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振动胶塞固井技术在JF1-8-4井的应用

热度0票  浏览173次 时间:2019年7月24日 09:18
  摘要:解放渠东油田TIII油组为底水块状构造油藏,油层、隔层厚度薄,油层与水层间互窜问题十分严重。固井声幅测井结果显示: 在水层、油层、隔层位置都有高峰值出现, 难以满足注采需要。利用振动固井技术可以有效改善水泥浆流动性能,充分提高水泥浆水化,提高胶结强度,改善水泥石微观结构,减少水泥浆失重和防止环空气窜。
  关键词:薄油层;水窜;振动胶塞;水泥浆性能;固井质量解放渠东油田纵向上分为三个相互独立的油藏,TI1为边水层状构造油藏,TI2为边底水层状构造油藏;TII油组为边底水块状构造油藏;TIII 油组为底水块状构造油藏,油藏埋深 4400-4900。JF1-8-4井是布署在解放渠东油田一口开发井,钻探目的是挖潜三叠系TII、TIII油组剩余油,兼探TI油组水淹状况。二开采用Ф241.30mm钻头钻至井深4534m完钻,Φ200.03mm套管下至4532m常规固井。由于长期注水开采,地层中含水量增多,层间互窜现象严重,固井质量不易保证。为此,从防窜机理入手,优选隔离液体系、优化水泥浆性能、应用振动胶塞和环空压力补偿技术防止了地层流体侵入,确保了固井质量。
  一、概况
  1.井身结构
  一开:¢406.4mm 钻头×井深 801m,¢273.05mm 套管×800m;二开:¢241.3mm 钻头×井深 4534m,¢200.03mm 套管×4532m。
  2.钻井液性能:见表1
  表1 钻井液性能
  ρ/ FV/ PV/ YP Gel/ FL/ CS/ Cl-/
  cm3 S mPa.s Pa Pa/Pa ml % mg/l
  1.25 50 13 6 2.5/7 4 0.2 14330
  3. 电测情况
  井温:97.5℃×4534m
  井径:电测平均井径为257.72mm,扩大率6.8%,油层段扩大率12.6%
  4. 油层分布及油气显示
  钻进期间在三叠系见油气显示112.0m/17层,其中TⅠ油组25.0m/8层,TⅡ油组45.0m/6层,TⅢ油组42.0m/3层。 TⅡ油组井段 4420.00-4443.00m 显示最好,钻时 1-7min/m,岩性为浅灰色荧光细砂岩,气测全烃:0.85↑61.15%,C1:0.7862↑54.0368%,其它组分全;现场综合解释:油气层。
  序 号 层位井段(m)厚度 (m)岩 性气测解 释
  1TI4206.0~ 4210.04灰色粉砂岩干层
  2 TI4238.0~ 4243.05 黑灰色泥岩差气层
  3 4275.0~ 4279.04 灰色泥质粉砂 岩、浅灰色荧光 砾状砂岩差油气 层4 4281.0~ 4283.02 浅灰色荧光含砾 细砂岩差油 气层5 4285.0~ 4288.03 浅灰色荧光含砾 细砂岩差油气 层6 4314.0~ 4315.01 灰色荧光粉砂岩差油气 层7 4322.0~ 4325.03 灰色粉砂岩气层
  8 4329.0~ 4332.03 灰色泥质粉砂岩差气层
  9TII4370.0~ 4379.09 灰色泥质粉砂岩差气层10TII4383.0~ 4384.01 灰色细砂岩差气层
  114387.0~ 4389.02 灰色细砂岩差气层
  124392.0~ 4394.02灰色粉砂岩差气层
  134420.0~ 4443.023浅灰色荧光细砂 岩油气层144443.0~ 4451.08 浅灰色细砂岩差气层
  15TIII4469.0~ 4471.02 灰色粉砂岩差气层
  164494.0~ 4500.06浅灰色荧光细砂 岩油气层174500.0~ 4534.034浅灰色细砂岩差气层
  5.周边情况
  JF1-8-4井周边1Km范围内有采油井10口,注水井14口,注水层位TI、TII、TIII均有。
  二、固井施工技术难点
  1.油层段井径扩大率12.6%,呈“糖葫芦”形状,顶替效率低。
  2.油层、隔层多而薄,最薄的油层厚度1m, 最薄隔层也仅2米厚,互窜问题十分突出。
  3.裸眼段长,需封固不同压力体系地层,“窜、漏”可能同时发生。
  4.渗透性地层易引起水泥浆失水过大,造成施工事故,损害油气层。
  5.水泥浆一次上返 4534m,上下温差达 70℃,易造成环空水泥浆强度发展上下不均衡。
  6.施工量大,施工时间长,水泥浆稠化时间长,结构发展慢,压稳困难。
  7.对固井质量要求严。( 1) 返高一般要求返至地面( 2) 油层及隔层段固井质量要求优质,其余井段固井声幅值小于 30%。
  三、固井设计与技术对策
  1.严格控制好套管下放速度,防止产生激动压力压漏地层或造成井壁跨塌,保证套管顺利下到位,并能够正常建立循环;2. 优化水泥浆配方,严格控制水泥浆失水和析水,并以电测资料为依据合理设计水泥浆量,固井使用硅粉水泥浆与低密度水泥浆两种;
  3.合理安放套管扶正器,保证套管居中度,并合理设计施工排量,提高顶替效率;
  4.套管下放到位后,必须充分循环洗井 2 周以上方能进行固井施工;
  5.采用近平衡压力固井、保持施工的排量和压力稳定、确保施工及候凝整个过程的压力平衡,防止井漏、坍塌、溢流等复杂情况的发生;
  6.为提高固井质量,保证顶替效率,施工排量按环空每米返速计算。
  7.采用振动胶塞固井,改善流体性能,提高顶替效率,提高水泥胶结强度,提高固井质量。
  四、振动胶塞固井工艺原理
  振动胶塞固井原理主要是通过谐振器安装在固井胶塞的本体上,不改变现有的注水泥工具,根据施工的工艺流程,设计振动时间;便于提高水泥浆的胶结强度。
  五、JF1-8-4井Φ200.03mm套管正注反挤室内化验:
  水泥浆体系:
  常规密度:阿 G+互利微硅(100:3)  cm3;设计密度 1.88g/低密度: 阿 G+LANDY-30S+微硅(100:30:25)  计密度 1.35g/cm3设领浆稠化曲线(稠化时间 361min/100Bc)
  尾浆稠化曲线(稠化时间 288min/100Bc)
  六、JF1-8-4井Φ200.03mm套管正注反挤施工情况:
  在正注时使用振动胶塞固井,先装入水泥头、根据固井设计,设计振动时间;遥控激振过程、注前置液、碰压后自动激振过程、碰压后自动激振调整振频,共振后完成关闭。施工完后环空打压,之后测声幅结果显示,固井质量优质。
  结论
  1.解放渠东油田井具有长封固裸眼段,注水泥浆量大,施工压力高,易出现蹩高压;且管外静液柱压力大,且循环压耗高,替浆排量受限制,顶替效率低会影响水泥返高固井质量等施工难点,根据井径合理选加扶正器,确保套管的居中度,提高顶替效率。对于井眼不规则,井径扩大率大的井段,为防止水泥浆窜槽,下入旋流扶正器,使水泥浆在环空产生一个横向流动,提高顶替效率,使用振动胶塞固井,有利于提高顶替效率。
  2.振动胶塞固井作用是通过谐振器的振动激发套管环空流体共振,提高顶替效率,谐振器振动可破环入井流体的内部结构,改善流体的流动性;
  3.谐振器的振动可打散水泥颗粒的聚集,水泥水化更加充分,缩短了水泥稠化的过渡时间,使得水泥浆更加均匀,提高水泥浆的强度,可以减少水泥浆的静切力,维持静液水泥浆的凝结,收缩得到补偿,提高了第一界面、第二界面的胶结强度,有利于防固井窜槽。
  参考文献:
  [1]王恩合 王学良 王学成 陈杰 陈杰 王雪梅《动态振动固井技术研究及现场试验》【石油钻探技术],2011年04期.
  作者简介:周坚(1968年-)男、汉族,浙江萧山人,工程师,主要从事固井管理及技术工作。



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