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        負(fù)壓驗(yàn)漏工藝在高壓氣井中的應(yīng)用

        2017-03-04 02:16:45張安治劉曉江宋明哲楊紹龍塔里木油田公司新疆庫(kù)爾勒84000中石化江漢石油工程有限公司巴州塔里木測(cè)試公司新疆庫(kù)爾勒84000
        化工管理 2017年7期
        關(guān)鍵詞:施工

        張安治劉曉江宋明哲楊紹龍(.塔里木油田公司,新疆 庫(kù)爾勒 84000;.中石化江漢石油工程有限公司巴州塔里木測(cè)試公司,新疆 庫(kù)爾勒 84000)

        負(fù)壓驗(yàn)漏工藝在高壓氣井中的應(yīng)用

        張安治1劉曉江2宋明哲1楊紹龍1(1.塔里木油田公司,新疆 庫(kù)爾勒 841000;2.中石化江漢石油工程有限公司巴州塔里木測(cè)試公司,新疆 庫(kù)爾勒 841000)

        塔里木盆地部分井井況復(fù)雜,具有超深(6000~8000m),高溫(140~170℃),高壓(110~125MPa),高二氧化碳(含量0.3%~1.0%)等井況特征。在這些井況條件下施工作業(yè),若井筒內(nèi)固井質(zhì)量不好,尤其是喇叭口有竄漏,可能導(dǎo)致地層與套管內(nèi)溝通,地層流體直接進(jìn)入套管內(nèi),嚴(yán)重影響后續(xù)施工進(jìn)度,增加作業(yè)成本和工程安全隱患。本文通過(guò)對(duì)地層實(shí)際情況分析和對(duì)A井施工作業(yè)實(shí)踐總結(jié),得出此類井況井喇叭口負(fù)壓驗(yàn)漏的經(jīng)驗(yàn),并在其它類似井推廣應(yīng)用。

        超深高溫高壓;地層竄漏;負(fù)壓驗(yàn)漏

        1 鉆井期間驗(yàn)漏

        在A井轉(zhuǎn)試油前,必需對(duì)喇叭口進(jìn)行正打壓以檢驗(yàn)喇叭口是否有竄漏。

        2 A井試油期間出現(xiàn)的問(wèn)題

        2.1 試油前的喇叭口檢驗(yàn)情況

        2011年12月11日04:15~05:05對(duì)5-1/2"尾管喇叭口試壓(試壓20MPa,穩(wěn)壓30min不降,試壓合格。

        2.2 試油接井后出現(xiàn)的問(wèn)題

        2012年1月8日轉(zhuǎn)原鉆機(jī)試油。

        1月10日用鉆頭通井管柱至6612.49m(5-1/2"喇叭口H6638.85m),敞井觀察,無(wú)外溢。

        1月27日下臨時(shí)完井管柱完,正替密度1.4的過(guò)渡漿10m3+密度1.06的隔離液8m3+密度1.4的有機(jī)鹽165m3,泵壓6MPa↗35MPa↘3MPa,排量2~6L/s,返出密度1.85的鉆井液133m3+混漿20m3+密度1.4的有機(jī)鹽12m3,靜止觀察,發(fā)現(xiàn)溢流0.3m3,立即關(guān)井,套壓由0↗24MPa。

        1月28日關(guān)井觀察,套壓由24↗25MPa,正循環(huán)壓井泵入133m3,泵壓:18~20MPa,排量:5~18L/s,密度:1.85g/ cm3,控制回壓,泵入65m3時(shí),出口見(jiàn)氣,點(diǎn)火焰高5~10m,共回收密度1.4的有機(jī)鹽126m3,正循環(huán)調(diào)整鉆井液排后效,泵壓18~20MPa,排量:10L/s,返出鉆井液密度1.70↗1.85,火焰至熄,開(kāi)井觀察,出口無(wú)外溢。

        2.3 原因分析

        井筒原因:鉆進(jìn)至目的層使用的泥漿密度較高,普遍在1.8g/cm3~2.0g/cm3左右,在小尺寸套管(5寸、5-1/2寸)中固井容易造成水泥漿與地層膠結(jié)較差,尤其是喇叭口附近的水泥環(huán)分布不均勻、薄弱等問(wèn)題,都容易使地層與井筒內(nèi)連通,地層流體、壓力等直接進(jìn)入井筒,造成井筒內(nèi)情況更加復(fù)雜。

        地層原因:A井所屬地區(qū)普遍為超深高壓氣井,地層壓力系數(shù)較高,通常為1.8左右,個(gè)別區(qū)塊達(dá)到2.0以上,正打壓檢驗(yàn)喇叭口時(shí),即使地層與井筒溝通,在高壓地層情況下喇叭口有可能會(huì)出現(xiàn)驗(yàn)漏時(shí)壓力不降,驗(yàn)漏合格的假相,而當(dāng)替換低密度壓井液時(shí),在地層高壓的情況下,地層流體尤其是高壓氣體通過(guò)氣侵的方式進(jìn)入壓井液,造成壓井液密度不斷降低,最終使井內(nèi)失去控制以至發(fā)生井涌,嚴(yán)重會(huì)發(fā)生井噴乃至井噴失控。

        3 負(fù)壓驗(yàn)漏的優(yōu)勢(shì)

        3.1 負(fù)壓驗(yàn)漏的施工原理

        (1)試油接井后,在高密度的壓井液中下入負(fù)壓驗(yàn)漏管柱,通過(guò)替入低密度的壓井液,造成管柱外壓井液密度高于管內(nèi)液柱壓力。若喇叭口有竄漏,地層流體會(huì)通過(guò)喇叭口直接進(jìn)入井筒內(nèi),并在負(fù)壓的作用下造成出口發(fā)生外溢,證明喇叭口固井不合格,有竄漏,應(yīng)起出管柱,對(duì)喇叭口重新固井。

        (2)由于油基泥漿與水基泥漿的特性及經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題,對(duì)于不同體系的泥漿,需分別用不同的驗(yàn)漏方法檢驗(yàn)。

        3.2 驗(yàn)漏管柱

        (1)在油基泥漿中驗(yàn)漏管柱配置由上到下:井口控制頭+旋塞閥+鉆桿+RD安全循環(huán)閥+RD循環(huán)閥+RTTS封隔器+電子壓力計(jì)托筒+管鞋。

        (2)在水基泥漿中驗(yàn)漏管因考慮到成本可以直接用光鉆桿+銑齒接頭下入至喇叭口附近。

        3.3 驗(yàn)漏施工步驟

        (1)油基泥漿中驗(yàn)漏施工步驟

        ①下喇叭口竄漏管柱。

        ②替液:裝井口控制頭,用密度1.05g/cm3油基泥漿替出鉆桿內(nèi)泥漿,替液深度根據(jù)負(fù)壓測(cè)試壓差計(jì)算,一般控制在30MPa左右。

        ③坐封、驗(yàn)封:關(guān)井口控制頭,旋轉(zhuǎn)管柱加壓坐封封隔器,環(huán)空打壓15MPa驗(yàn)證封隔器密封性。

        ④放噴驗(yàn)竄:打開(kāi)井口控制頭,測(cè)試時(shí)間不少于5h;若控制頭出液,則喇叭口有竄漏;若控制頭不出液,則喇叭口無(wú)竄漏。

        (2)水基泥漿中驗(yàn)漏施工步驟

        ①下尾管驗(yàn)喇叭口竄漏管柱。

        ②替液:裝井口控制頭,用密度1.05g/cm3的坂土漿+密度1.0g/cm3的清水正反頂替出鉆桿內(nèi)外泥漿,根據(jù)壓差30~32MPa計(jì)算坂土漿用量及替液深度。

        ③放噴驗(yàn)竄:打開(kāi)井口控制頭,測(cè)試時(shí)間不少于5h;若控制頭出液,則喇叭口有竄漏;若控制頭不出液,則喇叭口無(wú)竄漏,循環(huán)壓井后確認(rèn)井內(nèi)平穩(wěn)后起出驗(yàn)竄管柱。

        4 負(fù)壓驗(yàn)漏在其它井的應(yīng)用

        4.1 B井負(fù)壓驗(yàn)漏應(yīng)用簡(jiǎn)況

        (1)B井施工井況

        B井設(shè)計(jì)井深5100.0m,完鉆井深5100.0m,人工井底5080.0m,泥漿體系:油基泥漿。

        (2)B井施工工序

        2013年1月23日對(duì)喇叭口試壓20MPa,穩(wěn)壓30min不降合格,1月28日轉(zhuǎn)原鉆機(jī)試油。

        2月4日下5-1/2"套管刮壁器管柱完,并對(duì)井段4800~5080m反復(fù)刮壁3次。

        2月6日下銑5-1/2"喇叭口管柱至完,底帶142mm銑柱+132×6-5/8"銑錐銑喇叭口及回接筒。

        2月8日下5-1/2"喇叭口驗(yàn)竄管柱完,管柱結(jié)構(gòu)從下到上:管鞋+2-7/8"EUE油管6根+電壓托筒+7-5/8"RTTS封隔器+3-7/8"RD循環(huán)閥+3-7/8"RD安全循環(huán)閥+提升短節(jié)+變扣+4"鉆桿,連接旋塞、控制頭及測(cè)試管線,并試壓50MPa合格后正替密度1.05油基鉆井液22m3,正轉(zhuǎn)管柱10圈,加壓220kN坐封7-5/8"RTTS封隔器,封位4404.3m,用3mm油嘴控制開(kāi)井,油壓32.50MPa/10min,出液0.2m3,環(huán)穩(wěn),喇叭口不竄。

        4.2 C井負(fù)壓驗(yàn)漏簡(jiǎn)況

        (1)C井施工井況

        C井設(shè)計(jì)井深6944.0m,完鉆井深6905.5m,人工井底6850.0m,泥漿體系:水基泥漿。

        (2)C井施工工序

        2013年1月15日喇叭口試壓20MPa,穩(wěn)壓30min不降,喇叭口檢驗(yàn)合格。

        2月6日轉(zhuǎn)原鉆機(jī)試油。

        2月12日下入銑錐對(duì)5-1/2”喇叭口進(jìn)行磨銑。

        2月19日下入光鉆桿,裝控制頭并連接管線試壓合格,反替密度1.05g/cm3坂土漿20m3+密度1.0g/cm3清水50m3,再正替密度1.05g/cm3坂土漿7m3+密度1.0g/cm3清水11m3,控制壓差32MPa然后用3mm油嘴控制泄壓,壓力由32↘0MPa,出液1.2m3,2月20日敞井觀察出液0.1m3,累計(jì)出液1.3m3后出口停止出液,驗(yàn)竄結(jié)論:喇叭口不竄。

        5 認(rèn)識(shí)與建議

        (1)對(duì)復(fù)雜井況井的施工作業(yè),施工工序及入井工具種類較多,施工難度大,存在的施工安全隱患多,所以在試油施工前必須保證井筒安全。

        (2)在鉆井期間雖然對(duì)喇叭口進(jìn)行過(guò)正打壓檢驗(yàn)作業(yè),但由于固井質(zhì)量不合格、地層高壓以及地層流體氣侵等原因可能會(huì)造成檢驗(yàn)結(jié)果正常的假相,但轉(zhuǎn)試油后替入低密度完井液時(shí)就會(huì)發(fā)生喇叭口竄漏,造成井筒極具安全風(fēng)險(xiǎn),阻礙后期試油施工,嚴(yán)重時(shí)可能造成井噴事故。

        (3)根據(jù)不同泥漿體系,通過(guò)優(yōu)化驗(yàn)漏方案,得出油基泥漿與水基泥漿兩種驗(yàn)漏方案,這樣既能有效檢驗(yàn)喇叭口的真實(shí)竄漏情況,又能節(jié)約一定的施工成本。

        (4)建議對(duì)類似復(fù)雜井況的勘探開(kāi)發(fā)井,在轉(zhuǎn)試油后對(duì)喇叭口進(jìn)行負(fù)壓驗(yàn)漏作業(yè),這樣能最大限度的消除這種很危險(xiǎn)的安全隱患,對(duì)后期試油施工提供了強(qiáng)有力的安全保障。

        張安治(1987- ),男,漢族,山東東營(yíng)人,工程師,主要從事試油完井工程技術(shù)管理工作。

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