淺談固井施工中常見問題及處理方法
固井施工是開采油氣前的一項重要性準備工作,施工質(zhì)量的好壞決定著油氣井的壽命長短,關(guān)系著后續(xù)的開采量和開采效益。在固井施工中,由于工程的特殊性,決定著固井技術(shù)容易發(fā)生質(zhì)量問題。本文就對固井施工中的常見問題及處理方法做個探討。
固井工程是一項復雜的工程,施工時間段、工序復雜、作業(yè)量大槍、技術(shù)性強,施工質(zhì)量的好壞直接影響著后續(xù)油氣開采,而且,固井施工是在井下作業(yè),不易觀察和判斷,因此,質(zhì)量的控制就顯得尤為重要。
固井施工的主要工序分為下套管、注水泥、候凝和檢測評價。其中,注水泥的過程是最容易出現(xiàn)問題的工序,涉及到材料、流體、機械、力學等多種因素的影響,也受到水泥性能、底層結(jié)構(gòu)、施工工藝等影響,導致注水泥過程失敗。在筆者多年的施工經(jīng)驗總結(jié)來看,固井施工中的問題主要有:套管阻卡、水泥漿過快或過慢凝結(jié)、注水泥漏失、灌香腸、注水泥替空、油氣水層漏封等問題。下面,就主要從這幾個問題進行一一分析。
1.套管阻卡的問題分析
1.1.定義:套管阻卡指的是層套管和井眼之間的配合縫隙不夠,導致套管無法深入井下進行作業(yè)。
1.2.原因:發(fā)生套管阻卡的原因有很多。一是套管粘吸時卡住,就是套管外徑比鉆桿的外徑要打,或者上扣的時間比鉆桿的時間長,在下管的時候難以轉(zhuǎn)動,導致卡管。二是在下管套前的準備工作不充分,沒有仔細通井,容易導致套管阻卡。三是下套管過程過長,停滯不前,容易發(fā)生。四是鉆井液不符合質(zhì)量要求,導致摩擦系數(shù)大,容易發(fā)生。五是在初期遇到阻卡時,沒有及時糾正,在繼續(xù)下壓過程中卡死。
1.3.措施:一是在下管前應(yīng)該認真通井,特別是對縮徑段一定要反復劃眼,確保不在該段卡住。二是在下管前要對鉆井液的性能進行檢測,保證合理的粘度。三是在下管過程中遇到特殊情況時,應(yīng)該馬上拔出套管,等情況處理完后重新下管。四是下套管是遇到卡管,不得用力繼續(xù)下壓,防止卡死。
2.水泥漿過快或過慢凝結(jié)的問題分析
2.1.定義:在注水泥的過程中,因為水泥稠度等發(fā)生變化,導致水泥漿的凝結(jié)快于或者慢于設(shè)計凝結(jié)時間。
2.2.原因:一是原材料的原因。水泥的配置和實驗水泥的配置不一致,或者配置一樣,但是水泥出廠時不符合質(zhì)量要求。二是實驗數(shù)據(jù)與實際不符。雖然實驗時符合要求,但是現(xiàn)場實際情況發(fā)生變化,如氣候的變化,導致實際溫度過大或過低,導致水泥漿過快或過慢凝結(jié)。三是施工原因。在施工過程中,攪拌的水泥性能與設(shè)計要求的不符。
2.3.措施:一是要加強對原材料的檢驗,在水泥進入工地前要進行試驗,保證水泥的性能符合要求。二是要控制溫度,在溫度過高或過低時,可以采取加入適當緩凝劑或者促凝劑的方式,提高或縮短凝結(jié)的時間。三是在施工過程中,要注意控制水泥漿密度,防止多水或缺水。
3.注水泥漏失的問題分析
3.1.定義:注水泥漏失指的是在注水泥過程中,環(huán)空液注壓力過大,大過底層破漏壓力,使得水泥漿破漏。漏失的后果會導致水泥漿的返高不符合要求,油氣水層造成漏封等。
3.2.原因:一是水泥漿的密度太大,水泥段太長,使得液柱的壓力太大。二是底層滲透可能性增大導致,或者是底層的膠結(jié)性能較差導致。三是鉆井液的性能不符合要求,密度和粘性較大,導致摩擦阻力過大,造成漏失。四是注漿量太大,導致漏失。
3.3.措施:一是要適當提高底層的承壓能力,可以選擇添加一些堵漏的材料來實現(xiàn),同時在注水泥漿前要對底層的承壓能力進行測試,確保符合要求。二是要適當降低環(huán)空液柱的壓力,水泥密度要適當降低,注漿量要合理控制。三是要減少循環(huán)摩擦阻力,采用低速返井工藝,或者調(diào)整鉆井液的性能等等。四是在發(fā)生漏失后,要進行原因排查,如果是注漿快結(jié)束的漏失,可以進行繼續(xù)注漿,之后再決定是否補救。
4.灌香腸的問題分析
4.1.定義:灌香腸現(xiàn)象指的是在注漿過程中,水泥漿返高不夠,套管水泥塞太長的現(xiàn)象。
4.2.原因:一是水泥閃凝,水泥漿的性能不足,或者比設(shè)計的時間短,導致在施工過程中過快凝結(jié),造成灌香腸。二是發(fā)生井塌事故,造成環(huán)空位置堵塞。三是膠塞下井的時間過快。四是套管內(nèi)有異物,導致管內(nèi)堵塞。
4.3.措施:一是在配水泥漿的過程中,要合理規(guī)劃水泥漿的凝結(jié)時間,凝結(jié)時間要大于注水泥過程時間一個小時以上。二是要用鉆井液對井眼進行充分潤滑,防止井塌發(fā)生。三是嚴格防止套管內(nèi)異物進入。四是在發(fā)生灌香腸時,要用高壓泵漿水泥漿頂替到環(huán)空,然后進行補漿。
5.注水泥替空的問題分析
5.1.定義:注水泥替空是在替漿過程中,鉆井液量大于套管容量,導致套管環(huán)空部分沒有水泥的現(xiàn)象。
5.2.原因:一是沒有設(shè)計好替漿量,導致替漿量過大,或者在替漿時沒有對漿進行測量。二是套管有異物進入,造成膠塞。三是套管破裂,發(fā)生替空現(xiàn)象。
5.3.措施:一是要對注漿量進行精確的計算和測量,預(yù)防替空。二是要對套管質(zhì)量進行檢測,保證符合要求。三是要使用可靠的膠塞。四是在發(fā)生提空事故后,要立刻停止注漿,在根據(jù)實際情況進行擠漿補救。
6.油氣水層封漏的問題分析
6.1.原因:一是在注漿過程中,發(fā)生水泥漿漏失,導致油氣層封漏。二是在水泥漿替空發(fā)生后,導致油氣水層漏封。三是在發(fā)生灌香腸后,造成的封漏。四是在水泥漿的性能不過關(guān),強度低、抗壓性能差,導致油氣水層漏封。
6.2.措施:一是把好水泥漿的性能關(guān),滿足工程要求。二是防止出現(xiàn)水泥漿替空、灌香腸等事故。三是在發(fā)生漏封后,可以通過射孔循環(huán)進行水泥不??;如果水泥面在下面,則進行反向注漿;如果是橋堵,則應(yīng)該建立起上下孔循環(huán),進行局部的水泥補漿來補救。
上述的幾個事故時固井施工中較為常見的問題,問題之間的關(guān)聯(lián)性較強,往往一個事故沒處理好,就會導致幾個事故的同時出現(xiàn)。固井施工的過程復雜多變,不可預(yù)測因素很多,而且發(fā)生事故后補救的辦法不多。對于施工技術(shù)人員來說,要做好固井施工,就應(yīng)該將工作做到事前,按照“預(yù)防為主、補救為輔”的原則,精心謀劃好施工前的準備工作,考慮充分,并制定好應(yīng)急方案,確保施工過程能夠順順利利。
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