怎样打好水泥塞.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Downhole,Service Company,SPA,怎样注好水泥塞,目录,一、前言,二、水泥塞的分类,三、注水泥塞的方法,四、水泥塞的设计,五、水泥塞的现场施工,六、,水泥塞的检查,七、注好水泥塞的几点建议,附,1:,扁,1,井注水泥塞现场施工方案,附,2:,钻井过程中注堵漏水泥塞方法,附,3:,平衡法注水泥塞具体技术细节,一 前言,所谓注水泥塞就是在井内适当位置注入水泥浆形成水泥塞的作业。,注水泥塞最终形成的水泥塞要达到业主的要求（如水泥塞面深度、水泥塞长度、水泥塞强度等）。注水泥塞的风险极大（如水平井、大斜度井、高温井、超深井、漏失复杂井以及高密度超深试油作业井的注水泥塞作业）；注水泥塞的质量要求特别高（如堵漏水泥塞、回填水泥塞、侧钻水泥塞）。注水泥塞的成功率不如正规固井作业的成功率高，因此注好水泥塞并不是一件简单的作业。,二、水泥塞的分类,1,、封井水泥塞,在钻井过程中遇到意外、完钻试油后井下无油气显示或有工业开采价值但一时难于开采的井、生产枯竭井（有可能,H,2,S,含量较高）等需注水泥塞封井；,二、水泥塞的分类,2,、堵漏水泥塞,在钻井过程中，井下出现用钻井液堵漏无法达到目的漏失层，需注水泥塞堵漏。堵漏水泥塞要求其水泥石早期强度高，且入井管柱的下入深度非常考究。否则，易导致堵漏水泥塞作业失败。,二、水泥塞的分类,3,、側钻水泥塞,在钻井过程中，由于井下复杂（所掉的落物、落鱼无法打捞出井）或由于地层变化钻探目的未达到需注水泥塞进行侧钻；二是老井改造需注水泥塞固定地锚或导向器进行侧钻。侧钻水泥塞要求水泥石强度高，否则侧钻不成功需重新注水泥塞。,二、水泥塞的分类,4,、回填水泥塞,在已钻井眼内注水泥塞对该井眼进行回填。在钻井过程中由于井斜严重超标需注回填水泥塞重新钻进；钻水平井时为了安全进耙，事先钻好垂直领眼，找准油气层的顶、底界后，注水泥塞回填，再按钻井设计继续钻进，直至地质目的层。,二、水泥塞的分类,5,、试油水泥塞：井下有可能有多层油气显示，为了实现分层试油作业，往往要打多个水泥塞；试油期间有时为了保险也可在桥塞上再注水泥塞。,若注水泥塞作业的入井管串离井底或人工井底较远时注的水泥塞称悬空水泥塞。注悬空水泥塞时水泥塞向下沉降的可能性较大，所以在注水泥塞作业前入井管柱下面应垫,200300m,高粘钻井液或高粘隔离液。以减轻水泥塞下沉的程度。,二、水泥塞的分类,三、注水泥塞的方法,注水泥塞的方法主要有以下两种：,1,、平衡法注水泥塞,所谓平衡法注水泥塞就是通过管内外平衡计算，实现管内外液柱压力平衡的注水泥塞方法，目前这种方法使用较普遍。,三、注水泥塞的方法,2,、倾筒法注水泥塞,所谓倾筒法注水泥塞就是把配好的水泥浆灌入特制的倾筒内，用电缆把倾筒送至预定深度注水泥塞的方法，目前这种方法在塔里木油田试油注水泥塞中使用较普遍。,四、水泥塞的设计,要想注好水泥塞，一般要经过以下步骤：,现场办公,现场办公时要取全取准井下资料，包括井深、井下液体密度、井下漏失情况、产层（,H,2,S,、,CO,2,含量）特性、水泥塞长度、水泥塞面深度、井队或试油队设备的基础资料等等。,搞好注水泥塞的工程设计,要按办公会的精神立即做出注水泥塞的工程设计（包括工程应急预案、,HSE,预案等等），设计做出后要按相关程序进行审批。,做好水泥试验（含污染试验）,按注水泥塞工程设计的要求做好水泥小样试验，用最佳小样配方配大样药水。大样药水充分循环后再做大样试验，试验符合设计方可施工。,做好施工前的准备工作,包括油井水泥及外加剂的准备、施工设备、安全环保预案制订等等。,四、水泥塞的设计,五、水泥塞的现场施工,施工队伍要严格按注水泥塞工程设计组织作业,六,、水泥塞的检查,按注水泥塞工程设计的要求候凝、探塞、试压。封井水泥塞的塞面要求不是很严格，但要按规定值试压；而侧钻水泥塞、回填水泥塞的水泥石强度要求非常高，它要经得起侧钻的考验，只要能在预定井深侧钻出去说明注的侧钻水泥塞成功；而堵漏水泥的早期强度要求较高，有的井在同一层位要注好几次水泥塞漏才能堵成功。,七、注好水泥塞的几点建议,注水泥塞并非一件简单的施工作业，因此我们要从思想上重视这项工作，做到组织上周密、技术上严谨、措施上得力注水泥塞的水泥量实际要比理论上多得多；,注水泥塞的水泥浆密度一定要按设计配制均匀；,注水泥塞时替量一定力求准确；,做好水泥车或压裂车替浆准备；,注水泥塞之前要认真检查入井管柱是否刺漏，否则短路循环将造成注水泥塞失败；,做好小样、大样水泥试验，包括污染试验。,为了在高温高压井中注好水泥塞，注水泥塞时可能还要配制高密度的隔离液；,试油期间注水泥塞，根据试油设备，适当延长稠化时间；,注水泥塞作业时，如有可能，在安全的情况下最好活动管柱；,注水泥塞的井内管柱、井口管汇不能静止时间过长，以防出现意外。,注意以上几点，加上工程技术人员谨慎操作水泥塞定能注成功。,近几年我公司注水泥塞作业的井次不少,注塞难度大的井（如扁,1,井）也不少见，鉴于扁,1,井注水泥塞难度大,现场施工方案（附扁,1,井注水泥塞现场施工方案）仅供参考。,附,:,扁,1,井注水泥塞现场施工方案,扁,1,井开钻于,1985,年,7,月,28,日，完钻于,1988,年,4,月,5,日，完钻井深,6006m,，,限于当时的技术水平及井口设备的承压等级，未试油。,2003,年西南油气田分公司决定开始试油，,9,月试油时发现,177.8mm,套管变形,于,2003,年,11,月,20,日进行了,127mm,套管短回接（回接井段为：,3997.93,5541.47m,）。,2004,年,2,月初，西南油气田分公司决定在,5300,5800m,注水泥塞。,扁,1,井是典型的超深高压井且具有小井眼、小环空间隙、小水泥量、小施工排量、高泵压等作业特点。,扁,1,井井深结构图,一、施工难点和风险,本次施工主要存在三大难点和风险：,施工泵压高,A,、,本次施工是,127mm,小套管内下入,60.3mm,小钻杆的注水泥塞施工作业，井深，钻杆水眼和环空间隙小，施工泵压高。,B,、,压井液、水泥浆的密度高和粘切力高，循环摩阻大，水泥浆浆体触变性强，注入的水泥浆在套管内的高度长。,钻井队循环压井液情况：,2,月,3,日,13:30,停泵，循环,=2.20,2.21g/cm3,，,Q=5l/s,，,PQ=18MPa,，,循环,1,周历时,450h,；,静止至,2,月,4,日,9:00,，历时,19:30h,；,9,：,18,9,：,20,开泵压力,21.1MPa,未返，,9,：,22,开泵,86MPa,未返，,9:24,开泵,96.6MPa,未返，,9:26,开泵,128MPa,见返，现在顶通泵压,9MPa,，,若压井液静止时间长，顶通泵压则更高。,起出钻杆很困难,因压井液、水泥浆的密度和粘切力高，循环摩阻大，水泥浆浆体触变性强，注入的水泥浆在套管内的高度长，所以拔出钻杆的摩阻和抽吸力大，拔出钻杆困难。,管串称重,80t,，,2,3,/,8,钻杆,+3,1,/,2,钻杆重,77t,，,上提钻具,8688t,，,摩阻,6,8t,下放钻具,74t,，,摩阻,6t,，,转动钻具,77t,，,转动,5,圈回,4,圈，转动,10,圈回,8.5,圈。从以上现象可看出钻杆在压井液中的摩阻和拔出钻杆的抽吸力较大。,2,3,/,8,钻杆管体抗拉,861KN,，,2,3,/,8,钻杆自重,103.29N/m1995m1000=206.06 KN,，,由于,2,3,/,8,钻杆和,3,1,/,2,钻杆是报废钻杆，考虑,1.4,的安全系数，,2,3,/,8,钻杆抗拉上提余量,=8611.4-206.06=408.94KN,，,则最大允许上提悬重,=77+408.949.81=118.7t,。,循环冲洗多余的水泥浆困难,A,、,起钻到设计水泥塞面，钻杆内的高密度、高粘切的水泥浆和泥浆一旦静止变稠，再次开泵需要较高的推动力，难以开泵顶通建立循环；,B,、,高密度水泥浆易出现“闪凝”和“快凝”等复杂情况，其稠化时间和流变性易出现不规则变化。,C,、,由于,2,3,/,8,钻杆与,7,套管之间环容为,15.8l/m,，而,2,3,/,8,钻杆与,5,套管之间环容为,6.25l/m,，,循环冲洗多余水泥浆的过程中，水泥浆返至,5,套管喇叭口（井深,3997.83m,）,其返速将降低,2.5,倍,此段难以冲洗干净，水泥浆一旦聚集形成强度，有拔不出钻杆的风险。,二、施工方案与准备情况,水泥试验情况,水泥浆与压井液之间污染试验数据如下：,水泥浆,70%,20%,1/3,50%,-,50%,压井液,20%,70%,1/3,50%,50%,-,固井水,10%,10%,1/3,-,50%,50%,常流,(cm),15,21,23,9,高流,(cm),14,14,18,12,从上表可看出：由于水泥浆与压井液之间的污染不严重。,严格控制水泥浆的注入量,为防止注入过多水泥浆量增加施工风险，现场决定将设计中的水泥浆注入量由,7.0 m,3,改为,6.0 m,3,。,水泥浆的实际需要量为,4.4m,3,，,考虑计量误差和混浆，多配注,1.6m,3,水泥浆。,在替水泥浆过程中替入,5.0m,3,密度为,2.30g/cm,3,的加重压井液,为了使钻杆中的液柱压力大于环空中的液柱压力，施工中替入,5.0m,3,密度为,2.30g/cm,3,的加重压井液。,替注压井液量：考虑注替到位时，钻杆内水泥浆比钻杆外水泥浆高,100m,，,则：,6000,1001.68,480,（,9.26,1.34,）,（,9.26,1.34,）,=255.75m,，,则实际替浆量为：,1.68,（,5800,255.75,4803805,）,+3.8738051000,16.84m,3,其中,0.3m,3,密度为,1.00g/cm,3,的固井水，,5.0m,3,密度为,2.30g/cm,3,的加重压井液，,11.5m,3,密度为,2.20g/cm,3,的压井液施工方案,起钻至,5310m,，,正循环,70m3,，,如果开泵循环泵压至,36MPa,还不通，则起钻至井口；,由于原,7“,套管在,2.20g/cm3,的压井液的井浆条件下只能 承压,4.3MPa,，,而反循环泵压较高，所以只能采取正循环冲洗多余的水泥浆，冲洗完多余水泥浆后再起钻至,3200m,关井候凝，起钻过程中钻杆内随时灌满压井液；,由,SNC700,压裂车进行替浆只能小范围上提下放钻具,(,上提下放,3,5m),而无法转动钻具，对冲洗循环效果有较大影响，循环泵压在,21MPa,内原则上由泥浆泵循环冲洗多余的水泥浆；超过,21MPa,采用,SNC-700,压裂车循环冲洗出多余水泥浆，以确保此次施工的安全连续。施工前,SNC-700,压裂车接好管线，做好循环冲洗多余水泥浆的准备。,施工工艺流程,顺序,操作内容,工作量,(m,3,),密度,(g/cm,3,),排量,(,l/s,),压力,(,MPa,),施工时间,(min),累计时间,(min),备注,1,下钻至,5800m,2,接变扣接头和固井管线,3,开泵循环,4,冲管线，试压,30,5,注固井水,0.8,1.00,6,7,6,注水泥浆,6.0,2.25,6,7,17,17,7,替清水,0.3,1.00,6,7,1,18,8,替加重压井液,5.0,2.30,6,7,14,32,9,替压井液,11.5,2.20,6,7,32,64,10,起钻至井深,5310m,90,154,11,正循环冲洗多余水泥浆,70m,3,6,7,195,349,循环过程中上提下放钻具,12,起钻至井深,3900m,13,循环压井液,2,周,循环过程中转动钻具,