山東優(yōu)圖機(jī)械制造有限公司
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在開發(fā)生產(chǎn)過程中,由于受油、氣、水運(yùn)移及各種應(yīng)力、腐蝕、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及施工措施諸因素的影響,一方面使新打井水泥返高不夠,固井質(zhì)量不合格;另一方面使生產(chǎn)井原固井水泥環(huán)遭到破壞,或造成油層竄通或地層膠結(jié)物被破壞,近井地帶形成空洞,或因地層出水,套管破漏使油水井不能正常生產(chǎn),通過擠水泥工藝技術(shù),可使固井質(zhì)量不合格井、竄槽井,套管破漏的油、氣、水井恢復(fù)正常生產(chǎn)。
1.?dāng)D水泥的目的及作用
擠水泥目的是恢復(fù)油、氣、水井正常生產(chǎn)。
1)對(duì)油、氣、水井封堵某一出水層位或高含水層,解決在生產(chǎn)過程中注水開:發(fā)形成的矛盾。
2)對(duì)油、氣、水井層間竄通,油層與非油層竄通,生產(chǎn)井與鄰井竄通,通過擠水泥封竄槽。
3)通過擠水泥彌補(bǔ)油水井固套管破損不能承受各種應(yīng)力作用,填補(bǔ)地層虧空。
4)封堵某井段漏失,保護(hù)油氣資源。
5)對(duì)固井質(zhì)量不合格的油、氣、水井,通過擠水泥使其達(dá)到完井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
6)對(duì)油、氣、水井地層出砂井段,采用擠水泥及其添加劑實(shí)現(xiàn)人工井壁防砂。
7)對(duì)某些因地質(zhì)、工程因素需暫閉井及油田井網(wǎng),生產(chǎn)層調(diào)整需上返的油水井進(jìn)行擠封。
2.?dāng)D水泥的方法及應(yīng)用范圍
1)擠入法
擠入法就是在井口處于控制狀態(tài)下,通過液體的一定擠入壓力將水泥漿替擠到目的層的方法。
平推法
平推法在井內(nèi)無任何結(jié)構(gòu),利用原油、氣、水井套管作為擠水泥的通道,從井口直接擠水泥的方法。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡單,安全可靠。不足點(diǎn)是不能分層作業(yè),套管壁上易留水泥環(huán)。適用范圍多用于油、氣、水井上部套管損壞有漏失點(diǎn),需封堵或因地質(zhì)工程因素報(bào)廢井的擠封。
鉆具(油管)擠入法
鉆具擠入法就是將鉆具下到擠封井段設(shè)計(jì)位置,利用鉆具作擠入通道的一種擠入方法。其優(yōu)點(diǎn)是擠入過程不動(dòng)鉆具,施工較簡單且易反洗井,套管壁不會(huì)有大段殘留水泥環(huán)。不足的是不能擠封中間層段的封堵或竄槽。適用于中深井作業(yè),多用于中深井堵漏,封堵頂部水層,或與填砂、注水泥塞相結(jié)合擠封油層頂部竄槽。
單封隔器擠水泥法
雙封隔器擠水泥法。
2)循環(huán)擠入法
第一,對(duì)擠封層段多,易單層突進(jìn)的油、氣、水層采用循環(huán)擠入法能使水泥漿較均勻進(jìn)入各擠封層,從而提高擠封效果:
第二,對(duì)吸收量小,擠入壓力高的層段,采用循環(huán)擠入法一方面能有效控制擠入壓力,另一方面節(jié)約了水泥漿并可達(dá)到擠封目的。
3)控制擠入法
采用控制擠入法擴(kuò)展了擠水泥工藝技術(shù),特別對(duì)高壓出砂、出水層擠封效果較好。由于井口、環(huán)形空間均受控,特別對(duì)地層壓力較高,砂埋油層的油水井可沖開出砂層后,有的放矢地進(jìn)行防砂作業(yè),從而進(jìn)一步提高了擠封效果。
1.?dāng)D水泥施工方法的確定
(1)套管平推擠水泥法:適用于堵漏、封層、封竄、防砂等。使用條件:封堵井段以上套管完好,封堵深度小于500m,封堵長度不大于5m。
(2)光管柱擠水泥法:適用于堵漏、封層、封竄、防砂等。使用條件:封堵井段以上套管完好,封堵長度不大于5m。
(3)封隔器擠水泥法:適用于封竄、封層、防砂等。使用條件:封堵層位以上套管完好程度差(低于擠入壓力有滲漏),或套管使用時(shí)間較長但可順利通井的油水井。
(4)循環(huán)擠入法:適用于封層、防砂或吸收量低于200L/min,擠入壓力高的孔、洞、 縫型破漏井的封堵,使用條件:井內(nèi)穩(wěn)定,封層、防砂時(shí)封堵層厚度大于5m的油水井。
(5)控制擠入法:適用于井內(nèi)不穩(wěn)定,出砂、礫較嚴(yán)重的井。
2.?dāng)D水泥時(shí)的水泥用量
1)擠封射孔井段(防砂)時(shí)
V=(3.8--4.7)R2Φh
式中 V——水泥漿用量,m3;
R--擠封半徑,m;
Φ--有效孔隙度,%;
h--封堵層厚度,m。
2)封竄時(shí)
V=(3.8--4.7) (R2-r2)h
式中 V--水泥漿用量,m3;
R——原裸眼半徑,m;
r--套管半徑,m;
h--封竄段長度,m。
3)堵漏時(shí)
V=KV1
式 V--水泥漿用量,m3;
K--系數(shù),l--4;
V1--水泥漿基數(shù)(2.4m3)。
針對(duì)上述不同擠水泥目的計(jì)算出水泥漿用量后按下式計(jì)算干水泥用量
t=1.465V(r水泥漿-1)
式中 t____干水泥用量,t;
V—水泥漿用量,m3;
==擠水泥施工==
在確定擠入方法,擠水泥用量后擠水泥施工直接關(guān)系到擠封的成敗。
1)施工前準(zhǔn)備
地面設(shè)備:擠水泥前檢查好動(dòng)力、絞車、傳動(dòng)起升系統(tǒng),做到起下鉆具不發(fā)生任何故障。水泥車(組)工作可靠。
井眼準(zhǔn)備:井眼應(yīng)暢通,井內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定,所下工具達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
工具及材料準(zhǔn)備
①井下結(jié)構(gòu):下入結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn),上扣達(dá)到上扣力矩,如下雙封隔器,中間篩管接在下封隔器頂部位置。尾管不宜太長,且底部不帶絲堵。采用封隔器時(shí)應(yīng)在室內(nèi)組裝試壓合格后方可下人。
②材料準(zhǔn)備:應(yīng)備有合乎性能的壓井液、水泥、添加劑、清水等。
2)擠水泥施工
洗井暢通,如下封隔器井待洗凈后再座封。
試擠:求出擠封前地層吸收情況,進(jìn)一步核定施工設(shè)計(jì)。試擠以壓力平穩(wěn)計(jì)時(shí),時(shí) 間不得低于5min,試擠的目的是即可觀察擠入量,確定用水泥漿量,又可清洗擠封段通道。
(3)擠水泥施工。
①套管內(nèi)平椎擠水泥。從井口直接推擠水泥漿,頂替壓井液,候凝。
②光鉆具擠水泥。擠封管柱管腳下至欲擠封井段以上l00m左右,試擠后擠水泥漿、頂替、控壓反洗、憋壓候凝。
③封隔器擠水泥: 按設(shè)計(jì)量擠入水泥漿,按設(shè)汁量替置壓井液,擴(kuò)壓,上提擠水泥管柱至擠封段頂部以上30m反洗,反洗量應(yīng)大于擠封管柱內(nèi)容積3倍,起出井內(nèi)結(jié)構(gòu),灌滿壓井液,候凝。
④控制擠入法:其擠水泥方法與光鉆具擠水泥同,但擠水泥或活動(dòng)管柱必須在井口及環(huán)形空間受控狀態(tài)下進(jìn)行。
3)擠水泥施工要求
擠水泥過程中,最高壓力不得超過套管抗擠強(qiáng)度的70%。
整個(gè)施工時(shí)間不得超過水泥漿初凝時(shí)間的70%。
擠水泥后需留水泥塞時(shí)應(yīng)高于封堵井段30--50m或達(dá)到設(shè)計(jì)位置。
(1)擠水泥前必須對(duì)射孔井段以上的套管進(jìn)行試壓,試壓不合格則需下封隔器對(duì)上部套管進(jìn)行保護(hù)。個(gè)別井因井況不能進(jìn)行試壓,則擠水泥后必須起出井內(nèi)結(jié)構(gòu)。
(2)入井結(jié)構(gòu)應(yīng)有詳細(xì)記錄,數(shù)據(jù)齊、全、準(zhǔn),且管柱絲扣達(dá)到上扣力矩,防掉。
(3)在高密度壓井液中下入管柱,擠封前應(yīng)活動(dòng)鉆具。所下封隔器必須在施工時(shí)座封,防止井口落物掉入井內(nèi)。
(4)擠水泥施工過程必須保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。井口承受擠入壓力和關(guān)井憋壓候凝不刺不漏。
(5)根據(jù)施工要求加入一定比例添加劑。
(6)發(fā)現(xiàn)擠水泥后掉落鉆具事故,應(yīng)立即下鉆,先沖洗后打撈。如反洗不通則正洗,如不能循環(huán),可采用擠清水措施,將水泥漿稀釋推遠(yuǎn)。