如何提高冀東油田固井質量分析與對策修改稿

2021-03-04 09:56:54 字數 4148 閱讀 9587

4、北堡區塊,北堡構造帶位於南堡凹陷西側,屬凹陷近邊構造帶系列。油層主要發育在東營組地層的東三段和沙河街組地層的沙一段、沙二—沙三段,三套烴源岩層。

①館陶組地層岩性為砂礫巖互層,油氣富集於中部砂組頂部薄砂層中,橫向連續性差,油藏具有幅度低,埋藏淺,具有初期產量高的特點。

②東營組地層中,東

一、二、三段斷鼻油藏,主力油層段砂岩連續性好,油層物性好,油藏產量高,具有比較高的氣油比,是北堡地區優質儲量的重要層系,屬高孔、低-高滲透儲層。

③沙河街組地層中,屬火成岩構造—岩性油氣藏,具有高壓、高產和高氣油比的特徵。儲層岩性上部以大套砂礫巖為主,中部以砂泥岩互層為主,深層砂岩位於大套火成岩(玄武岩)的頂底裂縫中,屬低孔低滲儲層。

二、冀東油田固井難點

鑑於冀東油田以上地質特點,在不同區塊所鑽的勘探、開發井有其不同特點,各區塊典型井身結構見下表:

對於不同區塊的地質特徵以及不同勘探開發目的的需要通常出現的固井難點:

1、為了有效封固油氣層以及保障後期作業的順利進行,部分區塊內封固段較長,封固段超過1000m的井較多,例如m14×2井,水泥封固段長達1400m。

2、地層壓力分布不均勻,特別是調整井固井,由於長期的高壓注水和區域性採油,嚴重破壞了原始壓力系統,整個井眼內形成了高低壓力系統相間分布的狀態,並且鄰井可參照性降低,平衡壓力固井技術難於實現。

3、裸眼井段較長,尤其是調整井區塊的二開開發井,鑽井期間容易出現複雜情況,井口套管頭處不能進行環空憋壓候凝措施,實現有效壓穩油氣層的手段具有了侷限性。

4、部分探井的井眼質量較差,由於取芯等作業的實施,加上鑽井採取的手段不當,使井徑擴大率嚴重超標,如m14×2井封固段井徑擴大率超過34%,l202×1井部分井段井徑擴大率超過150%,這樣給環空的有效替淨帶來了諸多困難。

5、冀東油田定向井居多,尤其是大位移井,井斜角大,套管貼邊嚴重,對套管居中度提出了嚴肅的挑戰。理論上套管居中度小於67%就會影響固井質量。

6、複雜井較多,許多井在鑽井過程中出現了湧、漏、塌、卡現象,尤其是老爺廟、北堡、高尚鋪淺層等高低壓並存的複雜區塊和發育在火成岩裂縫中的油氣藏。複雜情況的出現往往具有連帶關係,井漏後,若措施不當,通常會出現井湧、井噴等連帶井下事故。複雜井嚴重地干擾了固井技術措施的有效實施。

三、針對不同情況採取的對應措施

大港油田在冀東油田已服務多年,積累了一定的成功經驗,並在實施中已加以證實,與甲方領導一起已構築了一套行之有效的方案。

1、認真開好固井協作會,詳細了解井的地質、工程情況。對所需工具、井下附件提前進行精心準備,制定出必要的固井措施。對於複雜井必須先處理事故複雜情況使井眼正常後,方可進行下步作業。

例如漏失井必須先進行堵漏作業,有效的靜堵或迴圈堵漏後,在正常鑽井液效能的前提下建立迴圈,排量逐漸增至設計要求值;活躍油氣層固井,事先測試油氣上竄速度,並與氣測資料對應相符合,要求油氣上竄速度小於15m/h。

2、電測後進行原鑽具通井,根據電測井徑實際情況確立合適的洗井排量,要求大部分井眼環空返速在1.1m/s以上;在井徑變化率較大、狗腿度嚴重的井眼處進行短起下鑽作業,修整井壁;將鑽鋌放於「糖葫蘆」井眼的「大肚子」處進行分段迴圈,活動井眼死角處的沉砂和滯留粘稠鑽井液;必要時注入粘度、切力各異的鑽井液,改變環空流體的流態,使環空各段液柱具有不同的流變性能,低粘切流體達到高速紊流,有利於沖刷井壁虛泥餅和砂橋,高粘切、高比重流體可有效攜帶虛泥餅和井內沉砂;調整鑽井液效能,使井壁形成緻密的泥餅層,有利於井眼的穩定,同時開動地面固控裝置,清除鑽井液中有害固相。井眼暢通、清潔後,方可起鑽準備下套管。

3、下套管嚴格按照有關的規定、標準執行。在大井眼處以下套管安放旋流發生器,有利於改善經過該處環空流體的流型,有效沖刷井壁虛泥餅,提高頂替效率;在適當位置安放彈性扶正器保證套管居中度;在大井斜、全形變化率大的井眼處復合使用彈性雙弓扶正器和剛性滾輪扶正器,減小下套管摩阻。

4、進行平衡壓力固井設計,既要保證壓穩油氣層,又不能過壓太多,有利於保護油氣層。針對不同區塊的地質特徵和地層壓力體系情況進行計算機模擬設計。對於薄弱易漏地層,固井前必須制定防漏措施,在固井液柱結構上考慮盡量減小井底靜液柱壓力,採用低密度水泥漿,或者採用低返速塞流頂替技術來減小環空壓耗。

對於活躍油氣層固井採用以下幾種行之有效的壓穩技術:

①固井前壓穩,通井時一般要求油氣上竄速度小於15m/h,保證井壁穩定及電測等作業的順利進行,為固井創造乙個良好的先決條件。

②固井時壓穩,套管下到預計深度後,開幫浦時刻注意鑽井液進出口的密度和粘度變化情況,一般要求進出口密度差小於0.02g/cm3,固井輕質前置液的的數量和密度要適當,不可對活躍淺層氣起到誘發作用。

③候凝期間壓穩

● 全井鑽井液加重,靠鑽井液靜液柱壓力的傳遞對水泥漿失重的壓力損失給予補償;

● 環空打重帽,設計一定數量高密度的泥漿作用於環空固井液的頂部,補償水泥漿失重所產生的壓降;

● 稀水泥漿在固井施工中起到雙重作用,水泥漿失重期間的壓力補償和紊流沖刷井壁;

● 多凝水泥漿,環空水泥漿柱自上而下稠化時間逐漸縮短,並且各級水泥漿稠化時間拉開差距,候凝期間自下而上各級水泥漿逐級失重,上部未稠化水泥漿補償失重所產生的壓降;

● 人為環空憋壓,固井施工結束後,人為地從套管頭處向環空憋壓,作為水泥漿失重的壓力補償。

以上壓穩措施對於高尚鋪、老爺廟等地區的高壓、低孔、低滲油氣藏來說非常有效,但就柳北地區沙三ⅲ亞層的低壓、中孔、中滲透油藏效果不明顯。油層連同性好,孔隙壓力偏低,1.2g/cm3的泥漿密度就可以將油層壓穩,固井中也可以確保無油氣上竄,但正對油層段的固井質量不理想。

認為候凝水泥漿失重期間,有油氣侵入環空,經大幅度過壓措施後,主力油氣層固井質量仍然未達到理想狀態。固而認為在水泥漿凝固前,由於地層連同性好、滲透率相對較高,由於固井時高壓差的作用,使水泥漿中的分部水分侵入地層,影響了水泥漿的膠凝強度。這一理論有待於我們和甲方專家深入**、研究。

5、替淨技術,提高泥漿頂替效率是保證固井質量的重要環節,包括兩方面內容,即套管內和環空雙替淨。套管內主要是保證底部水泥漿純度提高水泥塞質量,通過雙膠塞固井工藝,注前置液前壓入空心膠塞刮淨套管內壁上的殘留泥漿,注水泥漿後壓入實心膠塞刮淨管壁上殘留的水泥漿,來實現套管內的替淨。提高環空泥漿頂替效率應採用以下幾方面措施:

①固井前調整泥漿效能,使其達到完井時的效能指標,根據要求適當降低泥漿的粘度、切力,並保證效能穩定、均勻。

②優選前置液體系,根據井徑、排量和環空返速確定其數量,粘度、密度逐步上公升,要求紊流接觸時間不少於7min。有效沖洗井壁和套管壁上殘留的虛泥餅和鑽井液,在泥漿和水泥漿之間形成有效的紊流隔離。

③根據井徑情況優選泥漿的頂替排量,要求水泥漿上返速度在1.2~1.3m/s,前置液紊流,水泥漿達到高速層流狀態。

在井徑擴大率較大,難以實現水泥漿的有效層流情況下,可採用低返速、塞流頂替來提高頂替效率。

④替泥漿操作要平穩,沒有特殊情況嚴禁中途停幫浦,以免造成中途環空液體靜止或改變流型,使泥漿在井壁和套管壁上滯留,造**為竄槽。排量不穩增加對地層的激動壓力,容易引起井壁坍塌或井漏等事故。

6、套管密封,在注氣井和高壓油氣井中,推廣應用氣密扣套管,大港油田已使用數十口井,廠家主要有日本新日鐵公司ns-cc,日本住友公司的tm和阿根延的sec套管。使用效能可靠的井下附件,浮箍、浮鞋和分級箍等,同時配合使用馬斯特螺紋密封脂,使管串密封效能更加可靠。

7、根據不同區塊、不同井型、不同固井要求優選水泥漿體系。大港固井公司儲備有多種水泥漿體系。

● g級水泥+js-2系列

● g級水泥+g60s+cf40s系列

● g級水泥+bxf-200l系列

● 粉煤灰低密度水泥系列

● 空心漂珠低密度水泥系列

● 礦渣mtc系列

● 超高密度水泥漿g級水泥+鐵礦粉+其它新增劑系列

以上各系列水泥漿,適合溫度範圍35~197℃,密度範圍1.35~2.50g/cm3,api失水可控制到50ml以下,自由水接近於0%,低密度水泥石保證24小時抗壓強度大於14mpa,超高密度水泥石48小時抗壓強度大於16mpa,基本能滿足各種井型、各種固井工藝的施工要求和油氣層保護的要求。

各種水泥漿體系稠化時間均可調,用於封固主力油層段的速凝水泥漿,其稠化曲線可調至最佳,基本達到直角稠化。

8、環保措施,冀東油田地表,蝦池、魚塘、鹽池、稻田及村莊廣布,因此環保問題尤為重要。我們從五方面進行環境保護:

①人員教育,組織職工認真學習qhse體系檔案,嚴格執行該檔案規定的內容,提高職工思想素質和環保意識;

②車輛行駛,車輛在交通行駛過程中嚴格遵守交通法則,經過村莊、農田和養殖廠時,一定要減速慢行,平穩行駛,爭取作到不擾民、不汙染;

③施工作業中,各種裝置、工具要操作平穩,採取有效措施,使無組織排放不超標;

④汙水排放,施工作業中產生的汙水,按要求排放到指定地點,保持施工現場清潔衛生;

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