浅析提升水平井固井质量工艺技术

2022-09-10

在水平井固井过程中, 工作人员时常遇到的问题就是水泥浆失水、析水以及套管居中和清除岩屑床等几个方面的问题, 这些问题也就成为了影响水平井固井质量的重要因素, 如果需要进一步的提高水平井固井的质量, 更好的解决这些问题将是一条重要发展途径。以下本文就对水平井固井的相关工艺技术和问题进行研究, 以期为相关人士提供一点借鉴。

1 水平井固井工艺技术相关分析

1.1 套管居中

在水平井段, 因为重力的原因, 套管总是趋向紧贴井眼下侧, 从而导致出现窄环空, 进而使注替水泥浆过程中井眼下侧钻井液和泥饼的顶替效率下降, 容易出现窜槽的现象, 导致固井的质量下降。另外弹性扶正器会因为套管重力原因产生收缩变形, 使套管居中的效果不佳, 所以进一步的增强扶正片倔强系数对于增强其支撑力有积极的影响, 从而可减少产生的收缩变形, 同时利用好刚性扶正器, 这时可以为套管提供良好的支撑能力, 那么有利于套管居中, 但是值得注意的是利用刚性扶正器同样会带来弊端, 即当套管下入时由于刚性扶正器的存在而导致摩擦力增强, 这为套管的下入带来了新的问题, 为了良好的解决这一问题, 可以采用刚性和弹性交错的方式, 这样既可以解决套管居中的问题, 也可以解决因摩擦带来的负面影响, 有利于整个水平井固井的施工[1]。

1.2 水泥浆失水和析水性能分析

众所周知, 水泥浆析水对于整个水平井固井施工来说其危害尤其大, 所以在施工要求中明确的指出在水平井固井中不允许存在着水泥浆析水情况, 这就要求了水泥浆在选配时要尤其重视, 需要水泥浆具有施工的常规性能外, 还同时需要其能够具有零析水的特性。此外, 对于水泥浆的选配, 同时也需要控制住水泥浆的失水性能, 通过以往的研究来看, 作者也对目前市面上的失水剂品种和使用的量方面进行了分析, 认为在水泥浆选配中的失水尽量应该不超过50m L。当然, 由于各井深度、井温梯度等都有所差异, 除了上述提到的几项性能外, 还要求水泥浆根据不同的情况具有其它常规的性能, 以满足不同水平井固井的作业要求[2]。

1.3 岩屑床的清除分析

在水平井钻井的过程中, 岩屑床是必然存在的一种现象, 钻屑将会沉积在井眼下侧并不断的积累成为厚度较厚的假泥饼, 从而形成岩屑床, 如果在施工作业中不将其清除干净, 那么在封固后, 这些岩屑床就会成为油、气、水窜的通道, 这对水平井分层开采来说是一个重大的安全隐患, 严重时还会直接导致整个水平井报废, 所以对于岩屑床的清除是必然的措施, 这对提高固井质量, 降低开采风险都有积极的作用。例如某油田就结合了当地的地层特点和现有的技术, 在水平井段和大斜度井段, 每钻井50-60m就短起下一次, 利用钻具上下来回运动来破坏岩屑床, 并进行大排量的洗井作业, 最大化的将岩屑排除, 这不仅仅提高了钻井液动塑比, 还因为钻具的上下往复使井壁更加光滑, 这对套管的下入创造了极为良好的条件[3]。

2 某油田提高水平井固井质量的技术方案分析

2.1 工程概况

某油田自行设计的水平井属于中半径水平井, 目前已完成了钻井深度为2415.00m, 最大井斜为94.27, A点垂深为215.32m, 水平位移距离为395.01m, 水平段的长度为142.69m。该井在扶正器的设计上选择了刚性扶正器φ212mm×φ139.7mm, 数量为20个, 弹性扶正器φ216mm×φ139.7mm, 数量35个, 施工的方式是在造斜点以上的150m每两根套管就安装一个双弓弹性扶正器, 在水平段则采用的刚性和柔性扶正器交替安装。

2.2 岩屑床的清除

该油田在套管下入时明确的要求了必须通井, 并且在水平井段、阻卡井段和大斜度采用了冲洗等方案, 该方案的实施保证了水平段、造斜段以及A点处的通畅, 当通井到最底部时, 利用震动筛循环的进行震动, 当震动筛上没有岩屑时则表明井底部的沉砂被大致的清除完毕。

2.3 水泥浆析水和失水控制

为了确保水泥浆在选配方面符合施工作业的要求, 在施工前对水泥浆的析水和失水进行了控制, 具体通过实验来观察水泥浆是否满足要求, 实验的水泥品种是加华D级, 温度92℃, 压力45MPa, 水样为施工场地的工用盐水, 水灰比是46%, 失水量为38m L, 实验结果显示水泥浆析水量是0m L, 符合要求[4]。

3 结语

本文主要分析了在水平井固井作业中遇到的常见问题, 对这些问题的进行了较为仔细的分析, 并根据一个实例对水平井固井作业中怎样解决这些问题进行了讨论, 通过实例中运用到的工艺技术能够有效的提高水平井固井的质量, 希望能够为相关人士提供一点借鉴和帮助。

摘要：在石油行业中, 水平井固井质量可靠是确保各项相关作业顺利进行的前提和基础, 由于水平井固井所包含的内容涉及到了多门学科, 其技术的涵盖内容也较广, 需要有丰富经验和技术知识的人员才能够确保水平井固井的质量。本文就主要分析了在水平井固井作业中的水泥浆析水、套管居中、水泥浆失水以及岩屑床等关键性技术问题, 再以一个实例的方式来进一步分析提高水平井固井质量的工艺技术。

关键词：水平井,固井质量,工艺技术,问题