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        尾管固井橋漿堵漏、反注(擠)水泥漿固井聯(lián)作技術(shù)

        2020-04-26 06:19:10劉德平彭元春胡小強(qiáng)
        鉆采工藝 2020年6期
        關(guān)鍵詞:壓閥尾管環(huán)空

        劉德平, 彭元春, 胡小強(qiáng), 馮 果, 張 峰

        (1中石油川慶鉆探工程有限公司川東鉆探公司 2中石油川慶鉆探工程有限公司安全環(huán)保質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 3中石油川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司)

        下送尾管完循環(huán)、注替水泥漿過程中發(fā)生井漏,只好采用尾管固井正反注水泥漿固井技術(shù)[1-2]。大漏、井漏失返反注直接采用水泥漿反注[3-4],不易使上部套管環(huán)空充滿水泥漿,將嚴(yán)重影響環(huán)空水泥封隔質(zhì)量。因?yàn)殂@具帶回壓閥可以進(jìn)行堵漏作業(yè),研究堵漏、反注(擠)水泥漿有技術(shù)必要性,研究成果的應(yīng)用有利于提高漏失井固井質(zhì)量。

        1 基礎(chǔ)研究

        1.1 過流面積計(jì)算

        1.1.1 鉆具帶止回閥堵漏

        企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SYCQZ375-2011規(guī)定鉆具帶止回閥可以進(jìn)行橋漿堵漏作業(yè),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了橋漿的粒徑、濃度及堵漏工藝。

        1)橋堵漿粒徑要求。粗:橋堵劑粒徑2 mm以上;中:粒徑2.0~0.9 mm之間;細(xì):粒徑小于0.9 mm。

        2)橋堵劑類型。堵漏材料選擇應(yīng)避免堵水眼、堵回壓閥,中細(xì)顆粒狀、小顆粒狀、小片狀和纖維狀材料以及粒徑小于20目的核桃殼、粉狀鋸木、隨鉆材料等。

        1.1.2 回壓閥、懸掛器環(huán)空過流面積計(jì)算

        長(zhǎng)裸眼段一般是?215.9 mm井眼,中完后一般下?177.8 mm尾管,開展過流面積分析研究,是橋漿堵漏、注(擠)水泥漿固井的前提。

        1)?127 mm鉆桿止回閥、?177.8 mm套管回壓閥參數(shù)見表1、表2。

        表1 ?127 mm鉆桿止回閥參數(shù)

        表2 ?177.8 mm套管回壓閥參數(shù)

        2)懸掛器環(huán)空過流面積計(jì)算。目前使用的?244.5 mm套管壁厚最大為11.99 mm,套管內(nèi)徑220.50 mm,以壁厚11.99 mm套管為例計(jì)算懸掛器環(huán)空過流面積。懸掛器過流面積最小的部位是懸掛器本體、坐掛后卡瓦伸出部位有6個(gè)導(dǎo)流槽。經(jīng)計(jì)算懸掛器本體過流面積52.22 cm3,卡瓦坐掛后導(dǎo)流槽過流面積達(dá)57.37 cm3,單個(gè)過流槽當(dāng)量直徑達(dá)34.9 mm,見表3。

        表3 ?177.8 mm懸掛器環(huán)空流道參數(shù)

        1.2 過流面積對(duì)比分析

        1.2.1 ?127 mm鉆桿止回閥、?177.8 mm套管回壓閥過流面積對(duì)比

        ?127 mm箭形回壓閥過流面積20.76 cm3,?177.8 mm D型回壓閥過流面積19.63 cm3。強(qiáng)回過流面積28.27 cm3,?177.8 mm M型回壓閥過流面積28.26 cm3,過流面積相差不大。對(duì)比認(rèn)為小漏井尾管固井、套管固井也可以進(jìn)行堵漏、注水泥漿固井聯(lián)作。

        1.2.2 ?127 mm鉆桿止回閥、?177.8 mm套管回壓閥過流面積與懸掛器環(huán)空對(duì)比

        從表3計(jì)算懸掛器本體過流面積51.22 cm2,卡瓦坐掛后導(dǎo)流槽過流面積達(dá)57.37 cm3,單個(gè)過流槽當(dāng)量直徑達(dá)34.9 mm,遠(yuǎn)大于?127 mm鉆桿止回閥過流面積,在大漏、井漏失返條件下進(jìn)行堵漏、反注(擠)水泥漿聯(lián)作安全是可控的。

        2 橋漿堵漏、反注(擠)水泥漿固井聯(lián)作技術(shù)

        2.1 堵漏漿配方

        ?177.8mm尾管固井發(fā)生大漏、失返,水泥漿難以返至喇叭口以上,需要反擠水泥固井施工,可根據(jù)漏失大小可采取先注堵漏漿、再反注擠水泥漿施工,可以較大提高反擠水泥質(zhì)量、降低施工風(fēng)險(xiǎn)[5-7]。橋堵劑推薦濃度見表4。

        表4 不同漏速橋堵劑推薦濃度

        2.2 作業(yè)流程

        1)正注水泥完成后起鉆150~200 m。

        2)根據(jù)漏速大小配制不同類型、不同比例的堵漏漿。

        3)注堵漏漿10~20 m3。

        4)注配漿水2~4 m3。

        5)注替水泥漿,在堵漏漿出鉆桿前2~3 m3關(guān)井注擠水泥漿。①水泥漿出鉆桿前環(huán)空帶壓,水泥漿出鉆桿再正擠2 m3、反擠2~4 m3關(guān)井候凝。②水泥漿出鉆桿后到注擠水泥漿到位環(huán)空一直未帶壓,開井起鉆300~400 m柱關(guān)井候凝,起鉆中按其出鉆桿容積的1.5倍灌漿;③液面不在井口,水泥漿出鉆桿后到注擠水泥漿到位期間環(huán)空逐漸帶壓,要認(rèn)真分析水泥漿在環(huán)空上返量,正擠注到位后進(jìn)行反擠,把上返量擠完后再擠3~4 m3關(guān)井候凝,有條件應(yīng)開井再起鉆200~300 m關(guān)井憋壓侯凝。

        3 HT1井?177.8 mm尾管固井橋漿堵漏、反注(擠)水泥漿固井

        TH1井中完井深5 364 m,層位筇竹寺組,最大井斜9°,該技術(shù)在HT1井?177.8 mm尾管固井中進(jìn)行了應(yīng)用,固井取得成功,固井質(zhì)量合格,為井漏條件下正注、反擠堵漏注水泥施工提供了借鑒,也可以推廣應(yīng)用到套管固井的反注施工作業(yè)。

        HT1井身結(jié)構(gòu)見表5。

        3.1 井漏情況

        該井?244.5 mm套管下深2 968.98 m,?215.9 mm井眼段鉆進(jìn)主要有3個(gè)漏失段。

        1)用密度2.15 g/cm3鉆井液鉆至井深4 115.07 m井漏(層位:茅二),平均漏速18 m3/h,采用橋漿堵漏7次,在井段3 700~4 200 m采用水泥堵漏2次,堵漏成功。

        表5 井身結(jié)構(gòu)表

        2)用密度2.17 g/cm3鉆井液鉆至井深4 947 m井漏(層位:龍王廟),平均漏速37.5 m3/h,采用橋漿堵漏成功。

        3)用密度2.24 g/cm3鉆井液鉆至井深5 228.47 m井漏(層位:龍王廟),平均漏速7.0 m3/h,降密度至2.20 g/cm3鉆至中完井深不漏,采用三扶通井發(fā)生3~5 m3/h井漏,分析為井底漏。

        3.2 施工情況

        下送尾管至井底循環(huán)井漏,正注2.30 g/cm3水泥漿60.6 m3,水泥漿出套管后井漏至失返,至頂替到位累計(jì)漏失49.8 m3,分析漏失井段為井深4 947 m井漏(層位:龍王廟)。反注期間反灌密度2.15 g/cm3鉆井液20 m3未返,配制橋堵漿25 m3,配方:4%橋堵劑(中)+2%橋堵劑(細(xì))+6%隨堵劑。

        1)起鉆10柱至井深2 305 m。

        2)替濃度12%橋漿18 m3。

        3)注配漿水3 m3。

        4)正注濃度12%橋漿15 m3、密度2.24 g/cm3水泥漿40 m3,在橋漿出鉆桿前2 m3關(guān)井注(擠),注(擠)水泥漿過程中隨著堵漏漿進(jìn)漏層套壓逐漸升高到13~15 MPa,鉆桿內(nèi)容積21.35 m3,正注(擠)配漿水、鉆井液23 m3把水泥漿推出鉆桿,反擠鉆井液4 m3,注(擠)完關(guān)井候凝。

        3.3 固井質(zhì)量

        固井成功,電測(cè)固井質(zhì)量合格。候凝結(jié)束下鉆至井深2 552.77 m探到上塞,對(duì)喇叭口試壓11.2 MPa,穩(wěn)30 min不降,下鉆探下塞,塞面井深5 284.35 m。

        4 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

        1)?215.9 mm井眼帶鉆桿止回閥鉆井中發(fā)生井漏,可以進(jìn)行堵漏作業(yè),經(jīng)計(jì)算?177.8 mm套管回壓閥過流面積與?127 mm箭形回壓閥過流面積相差不大。在發(fā)生井漏的情況下,根據(jù)漏失量大小選擇橋堵漿配方,采用堵漏、正注水泥漿固井聯(lián)作技術(shù),可以使水泥漿一次性返至設(shè)計(jì)井段。

        2)?177.8 mm懸掛器環(huán)空過流面積遠(yuǎn)大于?127 mm鉆桿止回閥、?177.8 mm套管回壓閥,在尾管固井中發(fā)生大漏、井漏失返,可以采用橋漿堵漏、反注(擠)水泥漿固井聯(lián)作技術(shù),提高反注(擠)水泥漿效率和質(zhì)量。套管固井作業(yè)中發(fā)生井漏,水泥漿未返至地面,完全可以采用橋漿堵漏、反注(擠)水泥漿固井聯(lián)作技術(shù)提高反注(擠)水泥漿效率和質(zhì)量。

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