固井工程管理

固井工程管理（共7篇）

固井工程管理 篇1

工业经济的发展速度越来越快, 对石油能源的需求量逐渐增多;石油作为一种不可再生的能源, 开采量的增多将逐渐增大对开采技术的需求。就当前现状而言, 油田开采的重心逐渐转移到中小油田和开采难度较大的油田, 如老油田、深井高温油田等, 面对这些高难度油田, 传统的开采技术已经无法满足生产的需要, 热采技术、压裂技术、射孔技术、酸化技术、高压注水技术等一系列增产技术开始大量使用, 这就对固井技术提出了更高的要求, 而固井双界面胶结问题由此得到了广泛的关注。

1 固井胶结面研究现状

1.1 固井胶结面研究分析

钻井工程固井质量由第一和第二界面的胶结质量决定, 尤其是第二界面的胶结质量显得更为重要, 得到了国内外学者的广泛关注, 对第二界面的胶结质量的研究工作已经形成了较为完善的研究体系, 而对第一界面的研究工作相对较少, 因此本文以第一界面为例, 对该领域的研究内容进行简要说明。

1.2 胶结力分析

固井第一界面的胶结力是由套管外表面和水泥环之间相互作用而产生的, 主要包括粘结力、摩擦力和机械咬合力三部分。粘结力是固井所用水泥浆液固化后, 浆液内含有的化学物质上的某些活性基团发生变化而结合在一起, 使套管和水泥环之间结合的一种化学键;摩擦力是水泥固化收缩后与套管紧密结合产生的一种径向正压力;机械咬合力是对套管进行粗糙处理后, 凹凸不平的表面与水泥环之间的作用力。在这三种作用力中, 粘结力只在局部无滑移部位产生作用, 影响较小;而摩擦力则可通过改变径向力和接触面的粗糙进行控制;机械咬合力与水泥环的抗剪强度和突起的大小、分布有关, 作用力较大, 是影响固井第一界面胶结力的主要因素。

1.2.1 胶结力影响因素

固井质量的好坏主要取决于胶结力的大小, 而胶结力则主要受地质环境、钻井液、水浆液、施工工艺和套管五个因素的影响。 (1) 地质环境包括井眼和地层两个方面, 前者主要是指井别、井眼参数、井眼质量、环空间隙、井内温度和压力等各项参数;后者主要是指地层压力、地层流体特性、地层气窜潜力等参数。各个因素的控制都可能对固井质量产生直接或间接的影响。 (2) 钻井液是影响固井质量的重要因素, 钻井液的类型、密度、流变性和滤饼质量都会对固井质量产生影响。如油基、水基、脂基类的钻井液会在在地层和套管表明形成不同的潮湿性, 从而对水泥、地层、套管之间的密封能力产生不同影响。 (3) 水泥浆的类别、稳定性、流变性、稠化时间、防窜能力、强度、稳定性、力学和热学性能、固化过程都会影响胶结力的大小。如水泥浆对胶结力中的粘结力的大小就有直接关系, 对摩擦力和机械咬合力的大小有间接的影响。 (4) 施工工艺不同, 固井质量也不同。固井过程设计多个环节, 任何一个环节的失误都会对整体质量造成影响, 并最终决定固井的质量。 (5) 套管的表面越光滑, 越容易形成微小孔隙, 使油分、气体、水分互窜, 影响固井的质量。另外, 套管本身的抗压性能和抗腐蚀性能, 同样会对固井质量产生影响。

1.2.2 胶结力提升方法

根据胶结力影响因素, 采取相应的措施可提升胶结力, 从而提高固井的质量。由于地质条件为客观因素, 无法改变, 因此以下将对可控因素进行简要说明。

首先, 钻井液方面。向钻井液中添加高炉矿渣或其他水化材料后, 形成的多功能钻井液提高了固井成功率, 并且还节省了工程成本, 减少了钻井液的排放, 减轻了石油开采对环境的污染;多元硅钻井液的固-液相分布合理, 这对于油气层的保护十分有利。

其次, 水泥浆方面。使用膨胀水泥浆技术和磁化水泥浆技术能不同程度的提升胶结力。前者是通过添加膨胀剂, 增加了水泥对套管的正压力, 从而增加了摩擦力;后者则是利用磁化技术, 使水泥石具有磁性, 因此对套管的吸引力更强。

再次, 施工工艺方面。振动固井技术是在下套管、注水泥、顶替水泥和水泥固化过程中通过多种手段产生振动波, 增加各部分的密实度, 从而提升固井质量;分级注水泥技术是运用分级箍和相应的胶塞组技术进行水将注入, 该技术的应用能改善传统一次性注浆技术中井漏、油气窜槽的问题, 提升了固井质量。

最后, 套管方面。套管外封隔离技术利用封隔器提高了套管与井壁之间的密封性能, 解决套管外油气窜冒的问题;粘砂套管固井技术是利用化学粘结剂将均匀砂子粘贴到套管表面, 以改善套管和水泥之间的胶结力;套管外表面粗糙化处理技术, 是利用特质的模具, 直接生产出来具有特殊螺纹的套管, 这种技术增大了套管的表面积, 有利于胶结力的提升。

2 结语

随着石油开采难度的增大, 新型增产技术不断应用, 对固井质量的要求也逐渐提高。固井质量与第一和第二界面的胶结力大小有直接关系, 且胶结力受多种因素的影响, 如地质环境、钻井液、施工工艺、套管等, 针对以上影响因素采取有效的改进措施, 可提升固井质量, 为油田的安全生产提供保障。

参考文献

[1]杨丹.影响套管水泥环界面胶结性能的因素研究[D].西南石油大学, 2014.

[2]孔凡就.提高固井第一界面胶结力的研究[D].长江大学, 2013.

固井工程管理 篇2

该地区勘探井一般为直井或大斜度井, 采用四开或五开制井眼,射孔完井;开发井评价井多为大斜度井或水平井, 采用四开制井眼, 水平段长500~800m,衬管完井[3,4]。

针对固井方面的难点, 固井专家提出了许多的应对方案[3,4],如 :优选防气窜 水泥浆体系 ;易漏失段采用低密度水泥浆等。

1 固井过程管理和现场监督

对于该区块的深井固井难题, 仅提出解决方案是远远不够的, 还要将这些方案应用到现场的固井施工作业当中,在固井施工过程中去监督、执行这些方案。元坝气田开发建设项目部和监督方在固井施工的过程中, 逐渐总结出了一套适合本区块深井固井过程管理和现场监督的经验、方法。

1.1 完善了固井技术管理

一是制定相关的固井管理办法、施工细则、管理程序等文件,规范了固井施工程序,将固井施工的各个环节细化分解, 使各项准备工作和现场施工有序地运行; 二是规范了固井施工设计的编写和审查程序,坚持做到“先设计后施工”的固井管理程序,严格执行固井施工设计的审核程序, 即固井公司作出固井施工设计初稿,由钻井公司初审,修改后由元坝气田开发建设项目部、固井监督及中石化石油工程技术研究院(技术支撑)等固井相关方再进行会审,之后再交天然气工程管理部组织专家终审, 修改后最后形成终稿下发执行。在规范审核设计程序的同时,对各固井施工单位的设计格式也进行了规范; 审核固井施工设计时严格按照现有的最新川东北地区固井相关标准和规定执行;审核中重点审核的内容是:井下的基本情况、固井难点、固井方案、通井要求、地层动态承压能力的要求、泥浆性能及处理要求、防窜防漏要求、主要施工措施、工具附件检查准备、合理浆柱结构确定、水泥浆性能要求及各种发散试验、现场施工水泥浆取样要求、关井加压候凝操作等,力求做到使设计科学、合理、可行;三是规范了水泥浆实验监督程序,在每次固井施工前,都要求在具有中石化准入资质的第三方检测机构对水泥浆的各项性能指标进行复核, 直致达到设计要求的性能指标后才能进行注水泥施工作业。

1.2 严格执行现场的“四会”制度

固井施工设计后开现场固井协调会、下套管作业前开下套管作业准备会、注水泥施工作业前开固井施工交底会和施工作业后开施工资料汇总和总结会制度[3]。一些重 点井 ,在做固井施 工设计前 ,还要进行固井方案讨论, 首先确立该井固井的基本方案然后再由施工单位做固井施工设计。参加“四会”的人员是钻井公司、钻井队、泥浆公司、下套管队、固井公司、水泥浆服务公司、套管工具附件商、套管厂家现场服务人员、套管头厂家现场服务人员、中石化石油工程技术研究院、元坝气田开发建设项目部和固井监督,以及现场的钻井、地质监督。由于在整个固井过程中,时间紧任务重,固井质量严重影响着整个油气井的安全生产, 所以固井过程的安全以及固井质量至关重要, 要求整个固井过程中所有的单位必须都参与到“四会”中来,能够第一时间进行沟通协调,这样可大大提高工作效率。

1.3 加强现场检查和监督

固井是个系统工程, 技术方案的落实需要各个施工单位的密切配合。如井眼准备、水泥浆试验、设备检查与准备、工具准备等等,因此通过加强对整个准备过程的管理,制定并完善了三级检查制度:在每次固井施工前, 由钻井队按照施工设计要求完成井眼准备、设备准备及下套管准备在内的一级检查;固井公司进行水泥浆准备、施工车辆及设备检查等二级检查;固井监督完成施工前的三级检查;所有准备工作到位后方可进行固井施工, 保证了固井施工的顺利、安全进行。

现场施工是固井工程的最后一个环节, 也是最关键的环节,为此制定了标准的现场监督程序,严格按照川东北固井技术规范[2]和固井施工设计的要求,召开固井施工协调会和交底会, 并在现场认真检查井眼准备、设备准备、水泥浆准备、工具准备和人员准备等。任何一项工作不到位,均不允许进行施工。在施工过程中,加强了对施工参数的监控,要求严格执行固井施工设计要求,保证现场施工的平稳进行,同时也保证了固井施工质量。如果在固井施工过程中出现施工异常情况, 现场固井监督根据情况要及时提出,并督促整改,避免固井施工事故的发生。现场监督工作对严格执行固井施工设计、保证施工的正常进行、解决处理有关问题、提高固井质量都起到了十分重要的作用。

根据该区块深井固井的特点, 监督管理方在固井施工过程中采取过程全方位监督, 保证监督覆盖到固井过程的每一个环节。固井施工的全覆盖就是指从下套管前开始, 固井监督就到现场进行驻井监督,不但监督固井施工的过程,还监督下套管,以及固井后的井口坐挂。在套管头顺利坐挂到位以后,固井监督才离开现场, 这种监督方式确保了整个固井工程的顺利进行,保证了各个衔接环节的质量。业主方在固井施工时也派固井主管到固井施工现场把关,协调、处理有关重大事项,也参与固井现场的监督工作,遇到固井监督无法解决的问题,固井主管可以当场进行处理。

1.4 加强固井施工队伍和水泥浆服务商的管理

为了确保固井质量和规范固井市场, 保证进入元坝地区的固井施工作业队伍和水泥浆服务商的有效性、技术先进性,业主方对固井施工作业队伍和水泥浆服务商进行清理、检查、排序等工作,使他们看到了自己的缺点和差距。通过这些工作,加强了固井施工作业队伍和水泥浆服务商的管理, 增强了固井施工作业队伍和水泥浆服务商的施工服务理念以及不断进步的进取意识, 也提高了他们自觉加压的市场竞争意识。

1.5 搭建交流平台,组织相互学习

为了提高固井管理水平,交流最新固井动态,不定时召开固井质量分析会和技术交流会, 不定期组织召开由各钻井、固井施工单位、服务公司等参加的固井质量分析会。各固井施工单位一起交流经验和教训,互相学习取长补短,一些好的技术得到应用,好的措施得到推广, 有的意见和建议还补充和完善了元坝地区的固井技术规范和标准。通过分析典型井固井实例,加强各施工单位之间的交流,找出了值得借鉴的工作经验,总结了教训,协调解决了业主和承包商之间的问题。对一些出现固井质量问题的井,及时组织有关单位和人员认真分析问题的原因,制定整改的措施,防止类似问题再次发生。定期召开年度固井工作总结会,总结一年来的固井工作,分析存在的问题, 找出差距, 制定下一年度工作计划和措施。通过学习交流和总结,促进了元坝地区整体固井技术水平和管理水平的提高。

1.6 组织技术方案研讨,解决现场固井技术难题

针对特殊井和复杂井的固井问题, 及时组织专家和相关单位进行单井固井质量的讨论和分析,提出解决问题的方案,确保固井质量。通过分析论证,把准了问题关键,制定了针对性的技术方案,通过多次召开专题会议进行研究,解决了系列难题。如:小井眼、小间隙固井、特殊尺寸的套管扶正器及水泥头、套管头芯轴悬挂器、套管悬挂器、分级箍、套管附件及成套的下套管工具等等。这些固井工艺在先期开钻的井进行摸索和试验, 为下一批次的开发井的固井施工提供了宝贵的经验和有效的解决方案。

1.7 固井质量对比

经过元坝天然气项目部以及相关部门的努力,2012年元坝地区固井质量与2011年对比如 表1所示。

从表1中可以看出,2012年固井工作量相比2011年明显增 加 , 元坝气田一期产能 建设平稳进行, 在元坝气田项目部和监督以及相关部门的努力下, 使2012年固井质量优秀率由2011年的35.7%提高到41.3%,优良率提高到46.16%。在这一年中虽然取得了一定的进步,但是还是远远不够的,所以要不断完善技术管理, 不断提高工艺技术水平和现场施工关键环节把控力度, 争取使得元坝气田固井质量能更上一个台阶。

2 管理和监督的建议

在固井工程管理和监督方面, 元坝地区已经总结出了一套行之有效的经验和方法, 但也存在不足之处,认真总结管理和监督工作,有以下建议:

1)要加强固井生产组织。超前考虑、超前准备,尽可能缩短中完时间: 在每口井固井施工设计评审前召开固井方案讨论会, 充分协调、各方面分头准备;要求钻井施工队伍重视前期井身质量控制,采用满足大于套管刚性强度的钻具结构通井, 缩短通井时间;根据地层承压情况,确定合适的水泥浆密度,减少承压试验时间。目前部分井还存在固井物资供应不及时不到位的情况, 下步要充分协调好物资生产厂家和物供部门的沟通和协调工作。

2)要强化固井全过程的监督。进一步强化现场固井监督作用,加强管理,抓紧固井施工过程的每个环节,每个岗位都要安排有经验、有责任心、懂专业的技术人员盯岗。岗位落实到人,固井中心及现场监督加强监督, 强化管理, 严格按照施工设计进行施工,同时不断提高自身技术水平和人员配备。

3)要切实做好水泥浆性能试验。小样实验、水泥浆发散实验、大样复查实验工作,水泥浆性能达不到《川东北天然气井固井技术规范》和设计要求 ,不得进行固井施工作业, 特别是要适当控制固井水泥浆尾浆稠化时间, 一般要求在保证安全施工的基础上附加一定的安全时间, 以确保给后续的套管头坐挂留有充分的时间。

固井施工的评价方法 篇3

固井施工评价就是在施工后检查是否达到了施工的目的。如果不清楚施工目的, 就不能有效地进行施工评价。对每一次固井施工, 除了要达到支撑套管的目的之外, 还应满足其他的特殊要求, 例如, 导管固井施工前不应循环泥浆, 以防过分冲蚀井眼。对于表层套管固井, 则要求封隔和保护水层并能支撑下一层套管柱的重量。技术套管固井是封隔异常压力地层, 则封固易塌地层, 堵住漏失地层。生产套管固井是为了防止环形空间内的流体互相窜通并确保层间的封隔, 水泥环还可防止各层套管的腐蚀。对于补救注水泥, 其目的是改进注水泥施工质量, 封堵射孔孔眼, 修补套管泄漏部位及封堵产层等。

1 水力测试

水力测试就是对水泥石的封隔质量进行测试。当油、气产层邻近有水层时, 在注水泥施工后可采用这种方法进行检查。在补救注水泥施工后, 也可采用这种方法检查射孔井段地封堵效果。目前, 应用许多种方法来评价注水泥作业的封隔效果。最常用的方法是压力试验和排液试验。在某些地区通过生产试验或射孔孔眼的验窜试验来确定固井质量。

1.1 压力测试

无疑试压是最常用的方法。当固完表层套管或技术套管钻穿套管鞋后通常都要进行试压。最初的套管内压力增高, 知道超过下一步钻井作业在该套管鞋处所施加的压力为止。如果套管鞋处不能保持压力不变, 则表明固井质量有问题, 需要进行补救注水泥作业。

1.2 排液试验

实际上排液测试是检验水泥封固质量的一种钻杆测试方法。在检验挤水泥施工效果和尾管顶部水泥封固质量时, 采用排液测试方法很有效。钻杆测试的目的就是根据流入井眼的地层流体和所产生的压力来评价地层参数, 排液测试的目的就是证实在降低套管内压力时有没有流体流入井内。成功的排液测试结果表明在开启井下阀门或随后关闭井下阀门期间, 井下压力不发生改变。如果在非渗漏层对套管或随后关闭井下阀门期间, 井下压力不发生改变。如果在非渗漏层对套管射孔或是钻穿位于非渗透层地套管鞋后, 也可用排液测试的方法检查套管周围水泥的封隔效果。

1.3 通过射孔孔眼进行测试

在某些地区, 特别是在生产段渗透率较低情况下, 对生产层段射孔之后才对水泥的封固质量进行评价。随后通过射孔孔眼进行生产井对生产情况进行分析。含水量的增高表明环形空间有窜通, 则必要进行补救注水泥作业。另外, 当水泥胶结质量测井表明固井质量差, 或者在需要有效地封隔薄层时, 就需要在两个不同位置对套管射孔。在两组孔眼之间座放封隔器, 对下部一组孔眼加压, 这就是测窜试验。如果发现压力传递或是环空窜通, 可以确认环形空间中缺少水泥的有效封隔, 需要进行补救注水泥作业。

2 温度测井

温度测井常用于固井评价。主要是用来探测注水泥作业的水泥顶面, 也采用温度测井来探测套管泄漏和窜槽。

2.1 水泥水化检测

由于水泥水化过程中有热量产生, 所以通常在固井施工后几个小时进行井温测井, 以探测环形空间的水泥。水泥水化过程中产生的热量使井壁温度升高, 偏离了正常的温度梯度曲线。这种方法非常简便, 而且能准确探测水泥顶固。在掌握漏失量地前提下, 通常计算水泥体积并参考井径值低顶替效果进行评价。固井施工前和施工中流体循环的冷却作用对水泥水化机理也有影响, 循环时间越长温度越低。这就导致稠化时间延长, 减缓了井内水泥水化的放热速度和热量。当封固段很长的时候, 就不宜采用井温测井来评价施工质量。这是由于井底与水泥顶面之间温度差很大, 水泥顶部凝固时间很长。目前API标准中提出了模拟长尾管施工稠化时间新的试验程序, 该程序中采用了加热后冷却的方法。

2.2 验窜指示剂

一口井完成后, 由于产出液体内混有其它流体而怀疑套管外存在窜槽时, 可以采用井温测井方法加以鉴别。

3 核测井

在石油工业中, 常加入放射性材料做示踪剂。这种方法可用于给钻井液做上标记, 通过检测反出泥浆的放射性材料来估算循环时间和体积。在增产作业中, 在压裂液中加入放射性材料, 通过对比注入压裂液前后γ射线测井曲线, 来确定压裂的范围。这种技术也作为一种定性检测手段用于固井评价中, 主要是用来确定水泥面, 在1986年, 研究者通过在水泥中均匀加入一定量的放射性材料, 然后进行自然伽玛测井和井径测井, 证明了放射性示踪剂有助于定量评价固井质量。有好几种放射性示踪剂可用于注水泥施工中。可溶性的示踪剂可加入混合水中, 也可采用外面包有放射性材料的砂子或玻璃微珠作为示踪剂, 标准浓度大约为每一立方米的水含3毫居里的放射性材料。

4 噪声测井

无论是气、水或是油流动时都会产生噪声, 因此, 可以用噪声测井的方法检测套管外侧液体的流体, 或是检测液体或气体向井筒内的流动。用这种方法能鉴别液体的流动。还可对存在问题的严重性有所估计。由于仪器在连续运动过程中很难测到来自底层的声音, 所以只有在静止状态下噪声测井才能测成功。这种方法在现场仅在一定范围内得到了应用。

5 声波测井

声波测井是广泛地用于评价固井施工质量的有效方法。通过寻求固井施工后给定时间内仪器的检测信号与固井质量之间的关系来评价固井质量。由于声波测井仪的检测信号与周围的介质 (套管、水泥和地层) 的声学性质有关, 因此可以利用测井仪的检测信号确定套管、水泥和地层间的声耦合质量。目前声波测井解释的主要局限是缺乏声波耦合与水泥封固质量间的关系。声波测井测出的“胶结良好”仅表示声耦合良好, 并不意味着层间封隔质量良好。尽管如此, 在已知水泥和地层声学性质的前提下, 声波测井解释仍可以对固井施工提供大量有价值的资料, 由于声波性质在石油工业中人们还不熟悉。水泥仪是影响声波测井读数的一个因素。为了确定声波响应的起因, 就必须认真分析测井曲线, 多数情况下, 分析时应参考井眼形状、地层性质和固井施工情况。只有得到预期的声波响应, 才能正确解释声波测井结果。通过分析预期的声波测井响应与实测声波响应之间的差异, 可以对固井施工进行有效的评价。目前, 根据水泥质量和水泥充填范围能够定性地或可能定量的解释固井施工结果。

6 结论

在用测井方法解释水泥胶结质量之前, 通过水力封隔测试和确定水泥面地方法来对固井质量进行评价。水力封隔测试通常需要套管射孔或钻开水泥塞, 在只要支撑套管的情况下, 只要测水泥面就可满足要求。在需要实现层间封隔的情况下, 评价方法就相对比较复杂, 因此必须根据测试的目的来选择评价方法。

参考文献

[1]徐惠峰.钻井技术手册[M].北京石油工业出版社, 1990.[1]徐惠峰.钻井技术手册[M].北京石油工业出版社, 1990.

固井工具自动试压系统的研制 篇4

1.1 系统构成

固井工具自动试压系统是为完成现场固井工具的试压, 以使其安全投入使用而专门研制了一套系统。该系统的额定试压能力为40~60MPa, 可完成对127至0244等多种不同规格和压力等级的固井工具使用前的试压工作。该试压系统的构成主要由以下几部分:试压泵和气控泄压装置;试压数据采集和处理系统;电动控制系统;微机控制及数据管理系统;试压过程监控系统;安全防护墙等。该设备装置及远程监控系统操作简便、适应范围广、可靠性高, 是现今固井作业比较完善的一套系统。

该系统的总体构成及基本控制原理如图1。

1.2 系统的工作原理及其特点

1.2.1 执行装置

试压执行装置由高压试压泵和泄压阀两个部分组成。高压试压泵选用的是60MPa试压泵, 泄压阀选用与之配套的气动泄压阀。试压能力强, 基本保证系统所要求的40MPa的试压能力要求。

1.2.2 泄压系统

固井工具试压操作是高压作业, 因此要考虑设备和人员的安全, 本系统的泄压是采用气控高压泄压阀来进行远距离安全泄压, 避免了手动操作时的安全隐患。工控机数据处理系统换接口监视系统视频处理及图像记录显视器—视频采集卡可控制像机支架图1系统构成示意图, 该系统的基本原理为:用0.7~1.0MPa的压缩空气下, 由三位五通气阀控制高压泄压阀的动作气缸的开关。其中, 关闭状态为高压泄压阀在气缸进气 (三位五通气阀开启) 的状态下, 而在气缸放气 (三位五通气阀关闭) 的状态下为泄压状态。这样当电源发生问题时, 也能保证系统能同时进行泄压, 以此来保证试压的安全性。另外, 采用了5mm的泄压阀通径, 泄压阀的泄压速度较缓慢, 这项举措也增加了试压的安全性。由此, 整个试压系统的安全性就大大提高了。其控制逻辑见图2。

1.2.3 控制子系统

固井工具自动试压系统的控制子系统是由电动控制和计算机控制两部分组成。电动控制由控制开关, 中间继电器及交流接触器等部分构成, 其控制原理图如图示2所示。

计算机控制系统主要由研发控制机, I/O卡、中间继电器以及控制软件等组成。电动控制和计算机控制两个子系统都可以独立使用。使用计算机控制系统可以自动控制试压泵, 自动采集和处理试压过程中的数据, 以数字和曲线两种形式显示压力数据。并能保存和再现试压现场的数据。系统控制的安全性和数据的准确性也相对较高。

(1) 数据信号采集与处理子系统

数据信号采集子系统主要由压力传感器, A/D转换和数据采集卡以及数据处理软件等组成。此系统可以自动采集试压过程中的各个阶段的数据, 并可以压力表、压力数据值和变化曲线等三种形式显示出来。还能保存一定时间段内试压过程中的各种数据。

(2) 监视子系统

监视子系统主要由摄像机、视频信号转换器、显示器、视频信号采集卡以及相应的软件组成。本系统采用进口的彩色工业摄像机, 具有感光灵敏度高, 可调景深和自动聚焦等特点, 这有利于工作人员在很暗的光线下也可以看见清晰的图像。试压过程中的视频信号通过转换器和分屏器处理后由两台显示器显示出来。

2 现场应用情况分析

我国的固井工具自动试压系统是于2003年12月研发完成, 2004年3月正式投入使用的, 迄今为止, 共使用了166口井, 效果非常好, 基本上满足了固井工具试压的各项需要, 操作简单方便、安全。随时记录试压数据及曲线并打印记录。使我国的固井工作取得了良好的社会效益和经济效益。

3 固井工作自动试压系统的经济效益分析

(1) 采用的是专用试压泵, 替代了水泥车试压, 这项措施大大减少了安全隐患, 消除了试压过程中的存在的危险因素。基本实现了固井工具试压过程的科学化和规范化。

(2) 保证了水泥车能根据需要作业。等于间接地增加了一台固井水泥车, 减少了购置设备的费用100余万元。

(3) 水泥车的使用费用也相对减少。以T815水泥车施工费用为例:28元/t·h X29t X1 h=812元:试压一口井的固井工具需要1.5h, 一年按190口井计算, 可节约使用费用23万元。

(4) 提高了固井工具试压结果的精确度, 有力地保证了固井施工安全进行。

4 结论

固井作业是制约钻井、完井、开发顺利进行的一个重要环节, 保证不了固井质量, 将给油田造成重大的经济损失, 我国当前复杂的地质环境使固井施工难度大大增加, 固井工具及固井装备落后就很难保证固井的质量, 固井质量检测手段及评价方法也对固井技术的发展有一定的影响, 因此, 固井工具自动试压系统将是今后固井作业研究和发展的重点, 将越来越受到人们的重视。

摘要：在我国, 目前都是采用固井水泥车等简易试压系统在各大油田固井工具试压, 这是一种没有安全防护设施的试压方式, 其过程中存在安全隐患, 压力测试和记录也不方便。由此我们研制了固井工具自动试压系统。这个系统能自动检测固井工具的密封性能和抗压强度, 有效地改善了国内各油田固井工具试压系统设备简陋, 及不安全的隐患。系统由计算机远程监控, 实现了固井工具压力测试, 数据采集与校正整体运作。实践证明, 该系统是固井作业最安全有效的先进检测装置之一。

关键词：固井工具,自动试压系统,研制

参考文献

[1]王力.郑万江.张嵇南.王金山.张继锋套管钻井技术研究与应用[会议论文], 2006

[2]王东.塔深井非常规套管下入技术[期刊论文]-石油钻采工艺, 2005, 27 (6)

[3]杨伟.陈天磊.冯立红.王海煤层气储运技术浅谈[期刊论文]-中国科技信息, 2008 (15)

[4]孙志高.基于水合物的煤层气储运技术研究[期刊论文]-中国矿业, 2007, 16 (4)

油田固井施工质量控制探讨 篇5

为了隔离层间和保护套管, 会在井壁和套管之间注入水泥浆, 我们把在水泥浆和井壁套管之间的施工技术称为固井技术。在现实工程操作过程中, 固井技术的高低是影响油田固定质量最为关键的因素, 这甚至影响到石油质量的保护以及油井的使用寿命。所以在开展固井工作的过程中应特别注重固井技术和固井措施的选用, 在工作开展的每个阶段都应该有严谨管理, 涉及到使用的材料及设备都应该有统筹的规划。为了减小石油开采对环境的影响, 也为了提高石油开发质量, 固井工作面临严峻挑战, 故需尽快提升油田固井技术

一、固井作业中的技术难题

水泥环质量不高, 导致层间水层、气层、油层相互穿通, 水泥浆流入油层, 致使油层甚至油井失去控制;套管不能到达预定深度, 可能原因为井漏造成的下管过程中出现卡套管现象。水泥返高不够, 不能对地层进行有效隔离, 致使环空流速降低, 导致顶替效率下降, 从而影响胶结质量;井下漏失是造成固井质量低或致使固井失败的最主要原因, 而对于处于开发后期的老油田而言, 固井漏失主要是因为人为因素造成的地层开裂。

二、油田加强固井质量的主要技术

1. 固井液固井技术

固井液技术即是在不影响钻井液性能条件下, 通过添加高炉淬渣或者水化类材料优化原有钻井液配方的技术。固井技术采用UF钻井和MTC固井方法使钻井液与固化液的之间的、相容性得到有效提升, 因此这也就解决了以往固井水泥浆与钻井液之间不兼容、相容的难题, 并且其能够保证多层界面之间很好的胶结与隔断, 特别是第二层胶结效果良好, 从而大大较少了水流体与油气之间的互相流动, 还有就是其能够提升激活剂的扩散与渗透从而促进泥浆加固。把固井液和普通的油井水泥浆的性能进行对比分析, 不难得出结论:通过添加辅助剂固井液能够实现优异的性价比, 并让其具备发展强度较快、失水较低、环保耐污染性、沉稳性能较好等特点。目前国内固井液技术有了长足发展, 鉴于其在环保方面的有效改善, 即解决了废气钻井液排放对环境造成的污染这一难题, 其现已基本上取代了顶替技术。

2. 水平固井技术

对于水平固井应特别关注井注水泥存在的以下问题:要尽量控制好游离水, 消除游离水或尽量降低其含量;采用高性能水泥, 其应可以兼容钻井液、冲洗液、水泥浆和隔离液等并有效发挥其功能;要进行合理有效的流变学设计, 要能够有效的平衡地层压力与空隙压力, 最大程度的实施紊流替代, 并且建议在小井眼中尽可能多采用AMPJ体系水泥方法;环空应注重保持清洁。

3. 泡沫固井技术

泡沫固井技术的充气方法有有两种比较实用, 一种常规泡沫方法是机械充气而形成的泡沫水泥。另一种是化学制剂在水泥浆中加入其它外加辅助剂, 通过化学反应产生的氮气, 而形成的匀化较为稳定的泡沫水泥。泡沫水泥浆其有如下优点:比以往的水泥浆抗压强度高;密度较低, 低密度有利于加强水泥浆的质量与效率, 这是由于泡沫水泥浆较高的胶着粘度, 可以取代不易流动的泥浆;在高温高压的前提下, 相对以往的水泥石其具备高温稳定性与更好的韧性, 从而能够在深井中固井作业;由于本身具有可压缩的性质, 所以, 能够补偿将水泥浆的胶凝失重, 从而能防止气窜现象发生;同样其成本较低, 比以往的水泥浆经济成本低30%左右。

4. 深层高温高压固井方法

随着现代油田质量要求越来越高, 对于固井技术要求也越来越高。现代固井技术要求新工艺和新技术的配置能够结合现场试验和现实施工技术, 从而实现高的固井施工质量。套管加强设计是针对深井的底层以及地质以及钻井工程中的实际情况采取的必要措施:对于在深井高温和高压下条件下套管出现的附件密封问题使用套管浮箍可以进行有效解决;改造后的扶正器可以解决深井作业中套管扶正的难题, 采用合适的作业手段能够大大的提高顶替效率;为避免泥浆透漏进入油气层污染石油, 建议在固井时采用密度相对低的水泥。

5. 欠平衡井固井技术

空气钻井作为欠平衡钻井技术的先锋, 开始于20世纪50年代。在20世纪70年代, 对于当时的勘探发展趋势, 人们把更愿意把更多的精力放在高渗、高压、高产油气田, 对于低渗、低压、低产油气田不是特别关注, 所以该项技术未能得到广泛发展应用。

三、结语

固井作为建井过程中的关键环节, 直接影响着投入成本以及后期产油质量。所以, 在固井的过程中要综合考虑各方面因素的影响, 不仅要注意对于不相同的套管采用差异的固井方法, 保证顶替效率, 也应该考虑到水泥浆配方的持续优化, 解决水泥浆收缩和失水问题。

总之, 在固井工程中必须采用正确而全面的措施来提高固井的质量, 进而保证油田开发工作的有效开展。

摘要：随着石油企业勘探开发领域的不断扩大以及规模的不断壮大, 油田固井技术的推广运用有效促进了油田固井质量的大幅度提高;但是目前形势下, 加强、改进油田固井技术仍有必要, 本文通过分析固井作业中的技术难题, 提出了油田固井技术施工质量控制的有效技术和措施。

关键词：油田,固井施工,质量控制

参考文献

[1]王军.浅谈如何提高油田固井质量的施工措施[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012, (16) .

[2]董玉福.论提高油田固井质量的施工措施[J].现代商贸工业, 2011, 15:254-255.

[3]王晓明.提高油田固井质量的施工措施[J].中国石油和化工标准与质量, 2014, 07:135.

探讨油田固井施工质量控制 篇6

1 地理及地质条件的先天不足

和其他区域相比, 大庆油田所处的区域土壤密度和粘度较高, 随着油井开采深入的增加, 地质密度会越来越高, 在本油田施工固井的过程中, 井下温度大于温度临界点时, 会出现水泥石, 随着温度的提升, 水泥浆的硬度和强度会不断下降, 固井效果不明显, 无法保障固井施工的安全。

2 固井作业中的技术难题

缺乏水泥环质量, 致使水层、气层和油层相通, 油层中有水泥浆出现, 无法很好地控制油层和油井;套管深度不足, 在下降过程中存在卡套管情况。水泥反高不够, 无法有效隔离地层, 影响胶结的质量;导致固井质量效果低下的主要原因为井下漏失, 就一些老油井而言, 人为因素导致的地层裂缝是固井漏失的主要原因。

3 强化油田固井施工质量的技术

3.1 固井液固井技术

所谓的固井也技术指的是在不对钻井液性能造成影响的前提下, 在原油钻井液配方中添加水化类或者高炉淬渣的技术。采用UF钻井和MTC固井方法提升钻井液和固化液之间的兼容性, 很好的解决了钻井液和固井水泥浆之间不兼容的难题, 保障界面之间的隔断和胶结, 把水流体与油层之间的流动进一步减小, 其次就是促进激活剂的扩散、渗透, 优化泥浆加固。通过对比普通油井水泥浆和固井液的性能, 我们会发现:在固井液中添加辅助剂可以提升其性能、降低其价格, 并保障固井液具有较低的失水性、较好的沉稳性。当前国内固井液技术有较大程度的提升, 同时还可以很好的解决钻井液对环境造成的危害, 在大庆油田固井施工中使用这种技术取得了很好的效果。

3.2 水平固井技术

就水平固井技术而言, 我们要格外关注存在的井注水泥:强化游离水的控制, 尽可能的降低游离水含量甚至消除;通过高性能水泥的运用, 可以和冲洗液、钻井液以及隔离液兼容使用, 并不影响其作用的发挥;设计的流变学要科学合理, 很好控制空隙压力和地层压力之间的关系, 实现最大程度的稳流替代, 笔者建议把AMPJ体系水泥方法尽可能的使用于小井眼中;环空时应该注意其清洁度。

3.3 泡沫固井技术

如今泡沫固井技术的充气主要有两种, 其一是使用机械充气的方式进行充气形成足够的泡沫水泥。其二是在水泥浆中使用的化学制剂中加入辅助剂, 促使进行化学反应生成氮气, 形成具有稳定性的泡沫水泥。泡沫水泥浆有诸多优点:和传统的水泥浆相比, 其抗压强度较高, 同时密度较低, 对强化水泥浆的质量和效率而言, 低密度更有利, 这是因为水泥石具有热稳定性和韧性, 从而可以在深井作业中使用;由于泡沫水泥浆自身具备的可压缩特性, 因此, 可以对水泥浆的胶凝失重予以补偿, 有效的防止气窜情况的出现;成本低廉, 和传统水泥浆相比, 泡沫水泥浆的成本仅仅是其70%左右。

3.4 层高温高压固井方法

随着现代社会对油田质量要求的提升, 要求的固井技术也进一步提升。现代固井技术要求合理的配置线技术和新工艺并在实际中合理的使用, 结合实践的表现, 加以改进, 从而有效的提升固井施工质量。强化套管设计是对深井的底层和地质的实际情况而必须采取的措施之一;由于深井的温度和压力较高, 在这样的情况下需要套管有足够的强度, 我们可以使用套管浮箍技术把该问题完善的解决;扶正器改正后可以让套管扶正难题很好的解决, 顶替施工中使用科学的作业方式能够大大提升其效率;要想保障油气层中不进入泥浆, 避免油气层被破坏, 笔者认为可以把密度较低的水泥在固井中使用会取得较好的效果。

4 结语

进入新世纪后, 国家对能源的需求越来越大, 石油作为一种战略储备资源被世界各国所重视。作为建井过程的关键, 固井和油田的投资以及后期的产量息息相关。因此, 固井施工的过程中应该对各方面的影响因素综合的考虑, 不仅需要考虑套管不同导致固井方法的变化, 以保障顶替效率, 更要持续的优化水泥浆的配方, 科学的解决水泥浆失水和收缩问题, 为增加石油产量, 促进经济发展, 提升综合国力做出突出贡献。

摘要：随着汽油企业勘探领域的不断扩大, 推广油田固井技术可以进一步提升油田固井质量。进入新世纪后, 我们仍有必要对油田固井技术进行强化和改进, 笔者在本文对保障油田固井施工质量的技术进行深入的分析和研究, 以期进一步提高油田固井质量和水平。

关键词：油田,固井技术,施工质量

参考文献

[1]冯克满.中国石油固井技术现状及发展方向[J].科技创新导报, 2014 (01) .

[2]郭瑞祥, 李明.关于水平固井技术的探究[J].中国石油和化工标准与质量, 2013 (15) .

[3]张金生.关于油田固井技术的几点思考[J].中国石油和化工标准与质量, 2012 (14) .

浅析如何提高固井施工质量 篇7

1.1主观因素。主观因素主要就是人为因素,如有固井设计不合理,未能根据地质状况、油藏特点和井眼条件进行科学设计,设计不具有针对性。井眼条件差或井眼处理不够,造成“大肚子”井段,注水泥或替浆时,形成窜槽。现场施工时,未按照设计要求进行施工,造成现场施工不达标。固井施工设备状况不达标,无法满足施工要求。对固井施工工具和附件质量把关不严,质量不过关。

1.2客观因素。复杂的井身轨迹和不规则的井眼条件,受扶正器数量和质量的限制,套管居中度难以保证,部分井段间隙小或套管紧贴井壁,导致水泥石强度差;地层状况恶劣,油气水层对水泥环侵蚀严重,形成窜槽,影响水泥浆胶结质量;固井施工过程中发生井漏,大部分情况将导致固井失败或影响固井质量。

2 固井施工中存在的主要问题

2.1管理问题较为突出。技术人员和操作人员责任心问题,大部分固井质量事故,主要由于技术人员责任心不强导致,另外是操作人员经验不足、工作技能差造成的。固井工具管理混乱,部分单位对固井井口工具属于失控状态,统计台账与维护保养台账完全脱节。井控应急物资管理不到位,没有进行日常维护保养,甚至没有专人保管、专门库房。

2.2技术瓶颈亟待解决。由于深井、超深井不断增加,地层压力不稳定、水泥封固段长、井温较高等问题显得尤为突出;页岩气固井存在高压易漏、封固段长、水平段长,极易影响固井质量,同时对设备及操作人员要求极高;老区注采区块,地层压力系统紊乱,水泥浆候凝失重期间,容易发生油气水侵,压稳固井是老油区普遍存在的问题。

2.3固井作业要求越来越高。随着油气勘探开发的不断发展,各油田市场对工程技术服务提出了更高的要求。近年来,油气藏资源品质变差,施工对象日益复杂,油气钻探由中浅层不断向中深层发展。页岩气、致密气、煤层气等非常规资源成为重要业务领域,未来复杂井施工会越来越多,对油气层保护的要求将会越来越高。

3 提高固井施工质量的具体对策

3.1加强固井方案设计。推行“一井一策”,“一段一策”,把措施落到实处,根据地质工程设计和邻井固井资料,结合实钻地层压力、井温、井径、钻井液体系与性能、井筒复杂等情况,利用固井软件,科学设计固井方案,确保方案、设计的科学性和适用性。依据有关行业标准、集团公司固井规定及企业固井管理制度,结合地质与工程设计、实钻与邻井资料、协作会要求等,科学编制固井施工方案,并严格执行施工方案评审和分级审批规定。结合固井施工中的各种因素条件,优化设计方案,全面分析施工特点和难点,为技术措施的科学制定提供准确的依据。重点井如页岩气、中石油煤层气水平井、油层固井、特殊固井的施工方案要报公司审核审批才能施工。

3.2强化生产组织,提高作业效率。按照“一切围绕井眼转”的服务原则,提高生产运行的组织协调能力,保证信息传递及时、准确,指令畅通,衔接紧密。合理配置设备、人力资源,强化服务和质量意识。按照钻井的进度安排,充分考虑各种因素,采取有效措施,全力配合,做到设备零故障、工具零损伤、操作零失误、运行零延误,确保施工连续和工程质量。科学组织生产,提高生产效率。针对生产需求,实行全天候待命,根据路途远近与井队预约固井时间,根治固井“肠梗阻”,钻井与固井生产运行实现“无缝隙对接”,避免钻机等停现象的发生。

3.3增强技术创新能力。针对高温高压气井市场,开展水泥浆、前置液驱替机理研究,开发耐高温高压、防漏、防窜水泥浆体系、前置液及固井工艺;针对高含盐地层市场,开展抗盐防窜、低温早强水泥浆和相应固井工艺技术研究;开展低温早强固井技术研究;针对长封固段、低压易漏失井和冀东超深井、大位移水平井的固井特点,积极研制开发不同密度的水泥浆体系,加强储备,形成系列。强化现场技术攻关和集成应用。针对不同井型和设计采取一井一策,逐井落实施工方案和技术措施。在水泥浆体系及固井工具、附件优选、固井施工等方面持续改进。

3.4持续优化水泥浆体系及固井参数。要根据不同区域施工经验,优选水泥浆体系,优选水泥浆添加剂,优化固井施工参数,确保水泥浆稠化时间,做好水泥浆稠化时间化验与复核、井内液相介质相溶性试验,优选冲洗液、隔离液配方,满足固井需要。

3.5杜绝固井质量事故发生。要牢固树立质量意识,重视质量就是重视企业的生命。严格执行集团公司的《固井技术规范》,技术领导要严把关、细审核,施工方案层层落实,不留漏洞,杜绝“灌香肠、插旗杆”等恶性事故。规范施工设计编制,严格设计方案审批,分析评估施工风险,优化细化方案措施。按照《工程质量事故责任追究管理办法》对发生质量事故的责任人员进行严肃处理,对责任领导进行行政追究,并进行经济处罚。

4 结语

除上述论述外,还应及时收集重点井、深井生产信息,提前做好特殊工具和水泥浆体系的优选,强化深井、特殊井的现场组织和质量监督,确保技术措施有效落实,强化现场组织和质量考核,完善区域固井技术措施。

摘要：在固井施工过程中,必须适应油气区块固井新情况,认真分析影响固井质量的因素,制定针对性的改进措施,在生产组织和技术攻关方面进一步优化流程、细化措施、强化监控,才能有效提高固井质量,为油气开发提供保障。

关键词：固井作业,施工质量,对策研究

参考文献

[1]李锋,庞合善,叶雪松.固井施工环节对固井质量的影响[J].化工管理,2014,(11):242243.

[2]廖华林.用数据库统计分析固井质量影响因素[J].天然气工业,2006,(08):7880,167.