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        套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù)及應(yīng)用效果

        2009-05-25 09:01:54劉玉民孫國(guó)徽代慧妍林發(fā)枝孫成坤
        特種油氣藏 2009年2期
        關(guān)鍵詞:口井射孔固井

        劉玉民 孫國(guó)徽 代慧妍 林發(fā)枝 孫成坤

        文章編號(hào):1006-6535(2009)02-0094-04

        摘要:為有效地抑制大慶油田三次加密調(diào)整井高壓層流體的溢出,提高固井質(zhì)量,研發(fā)了套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)井筒環(huán)空介質(zhì)壓力和體積增值,顯著降低油井采出液含水率。該技術(shù)進(jìn)行了104口井的試驗(yàn),對(duì)其動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析表明:采出液的油水比由1.00∶8.10變?yōu)?.00∶4.18,含水率降低了7.74個(gè)百分點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:套管外封隔器;壓穩(wěn);自增壓;雙卡;高壓層;固井;油水比;含水率

        中圖分類號(hào):TE26

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        前 言

        表外儲(chǔ)層和薄差油層是大慶油田三次加密調(diào)整井開發(fā)對(duì)象,其顯著特點(diǎn)是各油層間的隔層薄、油層物性差、滲透率低、層間差異大。因此,對(duì)三次加密井固井質(zhì)量提出了更高的要求,即所有小層必須封固良好,射孔井段隔層水泥膠結(jié)指數(shù)不低于0.8。目前聲變檢測(cè)固井質(zhì)量(尤其延時(shí)聲變檢測(cè)固井質(zhì)量)不能完全滿足油田開發(fā)需要,這說明有很多井段因固井質(zhì)量達(dá)不到開發(fā)方案的要求而做舍層處理,直接影響油田三次井網(wǎng)的加密調(diào)整開發(fā)。其中,杏十二區(qū)隨著井網(wǎng)的進(jìn)一步加密,各層系間壓力差別的矛盾日益突出,新投三次加密井的固井質(zhì)量尚不理想。杏十二區(qū)三次加密井的平均最高地層壓力系數(shù)達(dá)到1.83,最低壓力系數(shù)為0.90,薩爾冬和葡萄花油層層間壓差達(dá)到9.72 MPa。經(jīng)過延時(shí)聲波變密度檢測(cè),固井優(yōu)質(zhì)率僅為36.7%。大慶油田調(diào)整井固井已逐步形成以“壓穩(wěn)、居中、替凈、密封”為原則的一整套技術(shù),在固井基礎(chǔ)理論研究、地質(zhì)預(yù)測(cè)控制技術(shù)、固井水泥外加劑研究與應(yīng)用、固井工具研制與應(yīng)用、固井施工配套技術(shù)等方面有較大地發(fā)展[1~5]。套管外封隔器常規(guī)式雙卡高壓層固井技術(shù)是最常用的技術(shù)之一,即高壓層上下各卡放一只套管外封隔器,先坐封下部封隔器,再坐封上部封隔器。但該技術(shù)只能防止高壓層與低壓層之間的層間混竄,不能從根本上抑制高壓層流體從地層溢出[6]。因此,為實(shí)現(xiàn)環(huán)空壓力增值和體積增值,提高固井的壓穩(wěn)效果,進(jìn)行了套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù)的研究。

        1 工作原理及工藝流程

        工作原理:套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù),是利用液體壓縮原理,在需加壓的油層部位形成密閉的環(huán)形空間后壓入一定量的液體(上部封隔器先坐封起到圈閉的作用,下部封隔器后坐封,也就是后充液),使地層壓力升至理想壓力,從而起到平衡地層壓力作用。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在低密度洗井液固井前提下,有效補(bǔ)償水泥漿靜液柱壓力損失,達(dá)到提高水泥環(huán)一、二界面膠結(jié)強(qiáng)度及抑制高壓層流體溢出,有效地提高了低壓油層的固井質(zhì)量,能完全滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及生產(chǎn)的要求。

        工藝流程[7]:①將套管外封隔器與套管連接,下入井內(nèi)預(yù)定位置;②注水泥施工和替鉆井液至碰壓;③碰壓后,泄壓回零,坐好井口;④2~3 min后,緩慢平穩(wěn)地升高壓力,將上面打開壓力小(一般為15.5~16.0 MPa)的套管外封隔器打開坐封,在2個(gè)封隔器打開壓力之間(一般為16.5~17.0 MPa),穩(wěn)壓2~3 min,慢慢升至20.0 MPa,將下面打開壓力大(一般為17.5~18.0 MPa)的套管外封隔器打開坐封,穩(wěn)壓2~3 min,泄壓回零;⑤常規(guī)試套壓;⑥施工完畢。

        2 理論計(jì)算

        根據(jù)文獻(xiàn)[8]相關(guān)公式計(jì)算得出在不同井徑、工具不同下深和使用不同型號(hào)工具情況下,套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù)產(chǎn)生的環(huán)空壓力增值(表1)和體積增值(表2)。

        3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

        3.1 地質(zhì)情況

        對(duì)杏九區(qū)—杏十二區(qū)382口井統(tǒng)計(jì)表明:高壓層s2(1~15)共15個(gè)小層,主要集中在s24和s25。最高壓力系數(shù)1.42~1.97,平均1.698。高壓層845~1 075 m,平均井深982 m。對(duì)杏九—十二區(qū)217口井統(tǒng)計(jì)表明:低壓層p1(1~5)共5個(gè)小層,主要集中在p13。最低壓力系數(shù)為0.78~1.20,平均0.954。低壓層井深為987~1 180 m,平均井深1 097 m。

        3.2 固井質(zhì)量效果

        在杏十二區(qū)使用該技術(shù)固井104口井。其中雙卡s2頂、底 74口井,雙卡s2頂、s3底30口井。按照水泥石膠結(jié)指數(shù)統(tǒng)計(jì)表明(表3):應(yīng)用該技術(shù),優(yōu)質(zhì)井段(BI>0.8)累計(jì)長(zhǎng)度占總長(zhǎng)度86.7%,比未使用該技術(shù)的井(優(yōu)質(zhì)井段累計(jì)長(zhǎng)度占總長(zhǎng)度的36%)高出50.7個(gè)百分點(diǎn)。

        3.3 開采效果

        2007年底,利用采集的動(dòng)態(tài)開采數(shù)據(jù),對(duì)2004年杏十二區(qū)使用該技術(shù)及未使用該技術(shù)井的開采情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表4)。結(jié)果表明,使用該技術(shù)的井油水比和含水率同未用該技術(shù)的同區(qū)塊鄰井相比分別提高了93.78%和降低了7.74個(gè)百分點(diǎn),效果明顯。

        3.4 應(yīng)用與未應(yīng)用套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù)單井情況分析

        (1) 單井平均采液量對(duì)比。應(yīng)用該技術(shù),平均單井采液量降低了59.19%,實(shí)現(xiàn)了很好的層間封隔,較好地實(shí)現(xiàn)了分層開采,沒有額外開采射孔層段的液體。

        (2) 單井平均采水量對(duì)比。使用該技術(shù)后平均單井采水量降低了59.82%,實(shí)現(xiàn)了很好的層間封隔,較好地實(shí)現(xiàn)了分層開采,沒有額外開采射孔層段的液體。在未應(yīng)用該技術(shù)的井中,開采射孔層段以外抽出的液體絕大部分是壓力較高的水,也有少量的油。使用該技術(shù)的井采水量明顯減少。

        (3) 單井平均采油量對(duì)比。使用該技術(shù)單井平均采油量降低了27.34%,實(shí)現(xiàn)了很好的層間封隔,較好地實(shí)現(xiàn)了分層開采,沒有額外開采射孔層段的液體。在沒有封隔器的井中,在采射孔層段以外抽出的液體中有很少的油,絕大部分是壓力較高的水。使用該技術(shù)的井采油量減少不十分明顯。

        4 結(jié)論和建議

        (1) 套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術(shù),有效地提高了高壓和低壓同井的固井質(zhì)量,降低了采出液的含水率,提高了開發(fā)效果。

        (2) 建議開展套管外封隔器自增壓式多卡高壓層固井技術(shù)試驗(yàn),即在1口井中分別在s1s2夾層、s2s3夾層和s3p1夾層按照自增壓式技術(shù)的要求卡放套管外封隔器,進(jìn)一步觀察分析其效果。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 蘇川運(yùn).提高調(diào)整井固井質(zhì)量的重要途徑──套管外封隔器固井[J].石油鉆采工藝,1994,17(4):23~28.

        [2] 張明昌,等.管外封隔器在高壓低滲油藏完井中的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,1999,21(2):45~47.

        [3] 賈付山,張永江,成月波.大慶油田三次加密井固井難點(diǎn)與配套技術(shù)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2000,19(4):49~51.

        [4] 林立,麻成斗,冷延明,等.高含水后期三次加密調(diào)整優(yōu)化布井研究[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2002,21(1):40~42.

        [5] 周英操,楊智光,等.大慶油田調(diào)整井固井技術(shù)及應(yīng)用[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2004,28(6):11~16.

        [6] 劉玉民,趙立新,等.套管外封隔器用于薄層封竄技術(shù)分析[J].鉆采工藝,2000,23(2):44~48.

        [7] 劉玉民,許國(guó)林,等.套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井工藝[P].中國(guó)專利,200510127684,2006-06-28.

        [8] 陳家瑯.水力學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1980:4.

        編輯 王 昱

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