埕海一区大位移水平井固井技术与应用

伴随密集丛式井布井的日益深入,埕海一区大位移水平井ϕ311.1 mm井眼裸眼段长度、水平位移、稳斜角度不断增加。受浅地层井眼扩大、易漏失,大井斜套管不易居中、井眼不规则,长封固段施工时间长、易窜槽等多个因素的综合影响,致使ϕ244.5 mm套管固井质量难以保障。通过对制约因素和提升方向进行分析,针对性采取提高顶部低密度水泥强度、使用防窜增韧水泥浆技术和可固化隔离液技术、开展居中度设计优化等固井工艺优化措施,成功解决了套管不易居中、顶替效率低、顶部水泥早期强度发展慢等技术难点。现场连续应用固井工艺优化措施2井次,固井合格率较优化前提升20%,固井质量明显改善,可为埕海区块油气勘探开发提供有力技术支持。

旋转套管固井工艺技术在LG-A井的应用

川渝气区深井超深井普遍具有高温、高压、高含硫的特点,保证优质的固井质量是杜绝气井生产过程中重大安全隐患和保证气井有效开发的关键之一。针对目前四川LG气田气井固井作业中采用常规固井工艺而造成的普遍固井质量较差的现状,提出采用旋转套管固井工艺技术来提高气井固井质量的技术思路。介绍了旋转套管固井工艺技术的基础原理、优点及其所需适用条件。旋转套管固井技术在LG气井的首次现场应用结果表明:试验井LG-A井固井质量合格率为86.52%,其中优质率为73.5%。由此证明了旋转套管固井工艺技术能大大提高顶替效率、改善界面固井质量、有效防止气窜发生,具有广阔的推广应用前景。

复杂井眼条件下旋转套管速度对固井质量的影响

针对改善旋转套管周围流体的流动形态从而有效地避免钻井液的滞留问题,根据赫巴模型的本构方程和非牛顿流体力学的有关理论,建立了赫巴模型下的套管与井壁间水泥浆旋转流动模型。采用数值计算方法,得到了便于计算的套管最小转速与环空间隙因子的关系,以及环空中水泥浆旋转速度径向分布规律。针对实际施工中存在的井眼扩径情况,计算并分析了井径扩大率对套管最小转速的影响。结果表明:环空间隙越小,环空中的水泥浆完全旋转所需的套管旋转速度越小;环空间隙越小,水泥浆的旋转速度沿径向下降得越平缓,效果越好;井径扩大率的增加明显增加了套管最小转速。采用旋转套管去除井壁泥饼,从而在保证下套管安全的前提下,提高了二界面的固井质量。

影响固井注水泥顶替效率的主要问题及其研究进展

理论研究与现场实践表明,注水泥顶替效率低主要是由套管偏心度过大、环空壁面上钻井液滞留层形成和注水泥顶替界面失稳造成的。针对上述三方面问题,调研了目前固井注水泥顶替机理的研究方法与成果,分析了研究中存在的不足,提出了注水泥顶替机理后续研究的相关目标:建立套管极限偏心度与井斜角、流体流变性能等参数的定量模型,进而指导下套管时扶正器安放设计(尤其是在大斜度井和水平井中);针对环空壁面上钻井液滞留层问题,理论分析其形成条件,确定无滞留层形成时流体性能参数之间满足的定量关系;为保证注水泥顶替界面的稳态,需研究适用于在不同井斜角的偏心环空中两相流体(非牛顿流体)之间顶替界面的理论模型,从而推导实现界面稳态的定量条件。通过对注水泥顶替机理开展系统的理论研究,可为提高顶替效果、改善固井质量提供一定的参考和依据。

活动套管提高注水泥顶替效率的理论分析

文章在假设偏心环空为楔形区域的情况下，利用流体力学理论及幂律流体在楔形区域中的流动方程，分析了旋转套管及上下活动套管时水泥浆及泥浆在偏心环空中形成的流场，并研究了旋转套管及上下活动套管对顶替效率的影响。结论认为注水泥旋转套管及上下活动套管都能使环空泥浆及水泥浆处于剪切状态，并且旋转套管还能在环空宽间隙外侧形成回流。正是由于这种剪切与回流作用破坏了泥浆的胶凝结构，消除了环空窄间隙处的泥浆滞流，因而提高了注水泥顶替效率。文章通过对旋转套管及上下活动套管在偏心环空中产生的流场计算与分析得知，增大环空流体的流性指数、旋转套管的转速及上下活动套管速度，可增大其剪切及回流作用，因而有利于破坏泥浆的胶凝结构，消除泥浆滞流，提高注水泥顶替效率。

顺北二叠系低压易漏井固井质量影响因素探讨

顺北油田二叠系地层孔隙裂缝发育,漏失压力低,完钻井固井漏失率为82%,井口反挤补救固井54.5%,导致固井质量不理想;为此,以该区域已施工井为参考依据,分别以地层承压能力识别方法、套管居中度评价方法、冲洗液紊流冲洗效果评价及井筒浆体匹配性计算为研究对象,系统分析了区域固井质量的内因。研究成果表明,二叠系地层漏失压力为62~67MPa;在井径扩大率小于10%、井斜角低于0.3°时,扶正器间距可为55m,而井眼质量较差时建议间距为22m;前置液黏度偏高、隔离液与领浆性能参数不匹配导致前置液滞留井内,以及水泥浆提前返出井口,固井质量不理想。该研究成果为低压易漏地层漏失压降计算、扶正器安放间距设计及井筒浆体性能优化提供了系统研究的新思路,为解决该类固井难题提供了关键技术措施。

n、τ_0值对注水泥顶替效率的影响

利用流变学原理,概述偏心环空中的流变特性,讨论泥浆、水泥浆流性指数n、动切力对偏心环空注水泥顶替效率的影响。获得现场的验证。

偏心环空旋转套管流场及对注水泥顶替效率的影响

利用流体力学理论推导了幂律流体在楔形区域中的流动方程，利用这一方程，分析研究了旋转套管时，水泥浆及泥浆在偏心环空中形成的流场。

Tesco旋转套管固井工艺和应用评价

旋转套管固井是钻完井作业中提高套管固井质量最有效的手段之一。介绍了Tesco顶驱旋转套管固井工艺以及地面配套设备和井下套管固井附件;描述了Tesco旋转套管固井工艺在现场的施工。对采取常规固井方式的井和采取Tesco旋转套管固井工艺的井进行了固井质量的评估和对比,与常规固井工艺相比,旋转套管固井工艺在定向井和水平井中具有提高固井质量的优势。建议我国加快技术研发,尽快掌握旋转套管固井技术,提高固井质量。

基于Cempro Plus的长封固段固井顶替效率影响因素分析——以塔里木盆地顺北区块S7井为例

为了优化塔里木盆地顺北区块长封固回接固井工艺,解决固井顶替效率低、密封完整性差等难题,以该区块S7风险探井为研究对象,分析了长套管居中度、顶替排量以及冲洗液体积等因素对油气井顶替效率的影响。研究结果表明:①在顶替排量一定的条件下,套管居中度与水泥浆顶替效率成正相关,与井筒混浆程度成负相关,高居中度井段顶替效率提升速率更快,而低居中度井段顶替效率提升相对缓慢,套管居中度至少应保持在60%以上才能显著提升顶替效率;②套管居中度一定的条件下,顶替排量与水泥浆顶替效率成显著的正相关,而与井筒混浆程度成负相关,顶替排量应达到2.0 m^3/min以上才可显著提升顶替效果;③在套管居中度与顶替排量一定的条件下,冲洗液体积与水泥浆顶替效率成显著的正相关,而与井筒混浆程度成负相关,冲洗液体积至少应保持在30 m^3以上才能显著提高井筒上部区域的顶替效果。

费尔甘纳盆地长封固段大温差固井技术研究与应用

吉达3井、吉达4井是中石油海外项目在乌兹别克斯坦内的费尔甘纳盆地上所钻的2口探井,这2口探井φ244.5mm技术套管固井面临长封固段、大温差等技术问题,针对这些固井难点,通过室内研究与现场试验,解决了φ244.5mm套管固井施工风险大、固井质量难以保证的问题,并且形成了费尔甘纳盆地长封固段、大温差技术套管固井的配套技术,为该地区的油气勘探提供工程技术保障。

实验确定旋流扶正器在环空中产生的旋流长度

以实验为依据，对影响旋流长度的因素进行了详细的分析，得到了环空排量、流体性能、旋流器结构参数诸因素对旋流长度的影响规律。建立了旋流长度公式。

9-5/8″技术套管旋转固井技术在中海油的首次成功应用

9-5/8″技术套管固井传统做法是采用一维轴向顶替方式,存在水泥浆走高边,低边冲洗困难,顶替效率低,固井质量较差,定向井尤其明显,井筒完整性很难保障。为了解决此该问题,9-5/8″技术套管旋转固井工艺技术在涠洲某油田钻完井作业过程中被首次提出并成功实施,为中海油首次。本文主要从9-5/8″技术套管旋转固井工艺的原理、优点及限制条件等方面详细介绍,9-5/8″技术套管旋转固井是通过以下几个措施来实现的:选用高抗扭套管保证旋转情况下套管串的有效性,利用顶驱下套管工具(CRT)对套管串施加动力,通过软件模拟计算合理加装套管扶正器降低套管串摩阻。结果表面,9-5/8″技术套管旋转固井工艺技术能够改变环空流态,改善冲洗效果,提高顶替效率和固井质量,保障井筒完整性。

水平井分段压裂裸眼封隔器的研制与应用

封隔器是水平井裸眼分段压裂完井管串中的关键部件,其性能好坏决定压裂施工的成败。研制了Ф114型高性能压缩式裸眼封隔器。对防突机构及整机密封性能进行了室内试验评价,在井径不大于170mm时,可密封环空70 MPa。现场应用表明:所设计的封隔器具有结构简单紧凑、密封可靠、承压高、适应井径范围广等特点,满足了水平井裸眼分段压裂施工的要求。

水平井尾管固井技术及其在苏里格气田的应用

针对水平井长水平段尾管固井存在的尾管下入困难、尾管居中度不易保证、环空间隙小、高边自由水窜槽和低边泥浆窜槽等技术难题,在试验研究的基础上,总结出提高水平井尾管固井质量的实用技术:①选用沉降稳定性好、低失水、零析水、防气窜的水泥浆体系;②选用黏滞性前置液,使环空浆柱结构的密度成梯度(ρ钻井液<ρ前置液<ρ水泥浆)分布,确定环空前置液流态达到紊流状态的合理施工排量,可以更好地清洁井眼,提高顶替效率;③模拟尾管刚度通井,采用单铣柱、双铣柱和三铣柱3种钻具组合分别进行3次通井,破坏井眼低边"死泥饼",消除井眼不规则带来的阻卡,确保尾管顺利下入到位;④合理选用及安放扶正器,保证套管居中度达到67%。在苏里格气田苏5区块进行了2口水平井尾管固井实践,结果表明:固井合格率分别达93.78%和99.83%,优质率为70.93%和81.88%,为该区增产改造提供了技术保障。

绕流在层流固井中的危害与防治

在层流固井中,水泥浆容易绕过前面的钻井液和井壁黏稠的钻井液,而发生绕流现象。这种现象容易引起水泥浆与钻井液混浆,从而造成环空水泥环胶结不良。尽管人们在预防绕流的机理研究方面做了大量的工作,但至今仍未对注水泥顶替的优化设计方法形成统一的认识。通过室内的绕流实验研究和大量的现场固井实践,发现套管的"重点扶正"、水泥浆柱的"负密度梯度结构"、冲洗液的"高效降黏"、隔离液的"强力牵引"和水泥浆的"稠浆慢替"是减少绕流、提高层流顶替效率的有效措施。应用上述固井措施,南海海域十多口井的固井作业均取得了成功,固井质量达到了优良水平。

浅层气固井技术在缅甸海域M区块的应用

缅甸海域M区块浅层地质发育良好,在300~400 m间存在浅层气,浅部地层疏松,固井往往出现漏失,只能使用低密度的水泥浆进行封固。同时由于气体活跃,极其容易发生气窜,导致后续出现环空带压现象,对固井带来极大的挑战。文章通过构建防窜性能优良的低密度水泥浆、优选隔离液性能、提高套管居中度以及采用其他配套措施,取得了良好的固井质量,对后续浅层气固井提供了良好的可借鉴经验。

深水表层套管内管法固井技术与应用

深水表层套管固井是深水钻井中的一个关键环节,通常采用井口密封式内管法固井,但由于对内管法的下入深度还缺乏理论研究和设计依据,下入深度不够合理,导致作业过程中出现顶替过量或顶替不够,造成套管鞋固井质量不合格、套管内留高塞、内管柱被固在套管内等问题。针对深水表层套管固井时出现的系列问题,提出了一套适合井口密封式内管法固井的内管柱下入深度的设计理论和方法。利用该设计方法,可计算出了不同尺寸的内管柱、不同的顶替效率和不同水深条件下的合理下深,并绘制了相应参考图版。该设计方法现场实际应用效果良好,提高了深水表层套管的固井作业效率。

提高伊拉克米桑油田CBMT固井质量的措施

与使用普通密度水泥浆体系固井的常规CBL测井相比,使用高密度水泥浆体系固井后进行CBMT测井时更易受工程因素影响。为提高电测CBMT固井质量,需要采取措施消除电测CBMT的影响因素,并优化固井措施以提高真实固井质量。结合伊拉克米桑油田实际施工情况,从套管内壁清洁度、微间隙、套管居中度、窜槽、固井顶替效率等方面对电测CBMT固井质量的影响进行分析,并提出相应的提升措施;结果表明,提高套管内壁清洁度、减少微间隙、提高套管居中度、防范固井时窜槽、提高顶替效率等措施,能明显改善高密度水泥浆体系电测CBMT的固井质量。