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        金壇儲氣庫井施工經(jīng)驗(yàn)淺談(以J132井為例)

        2020-12-23 14:38:03姜玉樓詹瓏田蔣永寶
        裝備維修技術(shù) 2020年13期
        關(guān)鍵詞:金壇儲氣庫鉆井

        姜玉樓 詹瓏田 蔣永寶

        摘要:金壇儲氣庫J132井為儲氣直井,由江蘇鉆井40767HD隊(duì)承鉆,由于儲氣庫井具有運(yùn)行周期長、工作壓力大、周期循環(huán)等特殊要求,因此對所鉆儲氣井的井筒完整性要求非常高,同時(shí)設(shè)計(jì)工期短,工序復(fù)雜,施工難度較大。文章通過對金壇儲氣庫J132井的鉆井技術(shù)進(jìn)行分析與總結(jié),提出了適合該區(qū)塊儲氣井的鉆井技術(shù),為今后該區(qū)塊優(yōu)快鉆井提供經(jīng)驗(yàn)。

        關(guān)鍵詞:金壇 儲氣庫 鉆井 井身質(zhì)量

        1、概述

        本井于2015年11月03日12:00開鉆,11月26日19:00完鉆,12月01日12:00完井,本井共動(dòng)用了0.93個(gè)臺月,平均機(jī)械鉆速為5.94m/h, 鉆機(jī)月速為1123.66米/臺月,鉆井周期23天7小時(shí);建井周期43天22小時(shí)。全井各項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)合格。

        2、鉆井工程技術(shù)難點(diǎn)

        金壇鹽穴儲氣庫是利用地下鹽巖層進(jìn)行建設(shè)的鹽穴型地下儲氣庫,與常規(guī)油氣井鉆井相比,除了要求溶腔的密封可靠性好外,對所鉆儲氣井的井筒完整性要求非常高:儲氣庫運(yùn)行周期長,至少40年以上,工作壓力大(最大工作壓力16MPa),并且周期循環(huán),因此包括井內(nèi)管柱、井口裝置和固井質(zhì)量等井筒質(zhì)量必須能承受強(qiáng)注強(qiáng)采交變應(yīng)力的影響。

        2.1 井身質(zhì)量要求高

        金壇鹽穴儲氣庫井均為直井,與常規(guī)油氣直井相比,對井身質(zhì)量的要求更高(見表1)。

        2.2 井眼直徑大、地層可鉆性差

        金壇儲氣庫井井眼直徑大(見表2),鹽層上部和下部泥巖地層硬度高、可鉆性差,致使機(jī)械鉆速較低。

        2.3地層復(fù)雜

        1、一開井段有約80~100m厚玄武巖,極易發(fā)生井漏,同時(shí)該井段鉆進(jìn)時(shí)跳鉆嚴(yán)重, 易導(dǎo)致鉆具事故發(fā)生。

        2、該區(qū)塊地層膏泥巖含量較高,易造成井壁垮塌和鉆頭泥包,對鉆井液性能要求高。

        2.4固井施工難度高

        1、表層、生產(chǎn)套管固井環(huán)空間隙大,水泥漿頂替效率低,容易發(fā)生竄槽。

        2、表層固井上部玄武巖地層承壓能力低,固井過程中容易漏失,水泥漿返不到地面。

        3、大尺寸套管,水泥漿與鉆井液混漿嚴(yán)重,固井質(zhì)量難以保證。

        4、儲氣井工作壓力大并且壓力周期變化,對水泥石的長期塑性性能和密封穩(wěn)定性能要求高。

        3鉆井施工技術(shù)

        3.1防斜打直技術(shù)

        1、開鉆前認(rèn)真檢查安裝質(zhì)量,保證天車、轉(zhuǎn)盤、井口三點(diǎn)一線;導(dǎo)管安裝垂直,導(dǎo)管中心與井架底座中心同軸度偏差小于10mm。

        2、一開鉆進(jìn)優(yōu)選采用塔式鐘擺鉆具組合:Φ444.5PDC+Φ229減震器+Φ229螺旋鉆鋌*2+Φ440穩(wěn)定器+Φ203無磁鉆鋌+Φ203螺旋鉆鋌*2+Φ178螺旋鉆鋌*3+Φ159螺旋鉆鋌*6+Φ127加重鉆桿*21+Φ127鉆桿,起到了很好的防斜和糾斜作用,下鉆前認(rèn)真做好了入井鉆鋌的外徑丈量工作,按照由大到小入井,起到最佳的“塔式”鉆具效果;鉆進(jìn)時(shí)鉆壓由小到大,并且做到均勻送鉆。

        3.2鉆頭選型技術(shù)

        1、通過總結(jié)一期已施工井一開井段的施工經(jīng)驗(yàn),優(yōu)選鉆頭和鉆井參數(shù),直接使用PDC鉆頭鉆至玄武巖上部,然后再下入鑲齒鉆頭鉆穿玄武巖,節(jié)約了鉆頭及起下鉆的時(shí)間,同時(shí)在保證井身質(zhì)量的前提下適當(dāng)加大鉆壓,提高了機(jī)械鉆速,達(dá)到了提速提效的目的。

        2、二開上部地層巖性疏松,可鉆性高,因此選用江漢利華Φ311.1mmFL1955型號的PDC鉆頭,該種型號的鉆頭,適用于較疏松地層,在上部地層機(jī)械鉆速能達(dá)到12-13m/h。

        3.3 鉆井參數(shù)優(yōu)選技術(shù)

        對于上部井段(0-465.5m),為了在提高機(jī)械鉆速的同時(shí)控制好井斜,宜采用高轉(zhuǎn)速低鉆壓鉆進(jìn),鉆壓:10-40KN逐步提升,轉(zhuǎn)速:110r/min,同時(shí)盡可能提高鉆頭的水力參數(shù),泵壓為11MPa。由于一開井段井眼直徑較大,環(huán)空返速偏低,為保證鉆井液排量,使用雙泵鉆進(jìn),排量達(dá)到50L/s,滿足了清潔井眼和攜帶巖屑的要求。在導(dǎo)管附近松軟、易垮塌地層,采用單泵小排量鉆進(jìn),隨鉆頭離開井口的距離增大逐步加大排量。

        3.4 鉆井液技術(shù)

        一開鉆進(jìn)時(shí)在進(jìn)入玄武巖前隨鉆加入1%KD-23進(jìn)行防漏預(yù)處理,鉆遇玄武巖后繼續(xù)補(bǔ)充,隨鉆防漏堵漏,同時(shí)加入1%OSAM-K配合少量CaCO3,改善泥餅質(zhì)量,封堵地層微裂縫,逐步提高地層承壓能力,起到既防漏又防塌的效果。

        3.5 固井施工技術(shù)

        1、Φ339.7mm表層套管固井技術(shù)

        (1)針對表層套管內(nèi)徑大、注水泥替漿易竄槽的固井難點(diǎn),選用成熟的內(nèi)插法固井技術(shù),很好的解決了注水泥替漿竄槽問題。

        (2)針對一開井段含玄武巖,表層固井易漏失,優(yōu)選出適應(yīng)區(qū)塊的低密度防漏水泥漿體系,并通過對高低密度水泥漿比例進(jìn)行優(yōu)化,有效保證了水泥漿返至地面。

        2、Φ244.5mm生產(chǎn)套管固井技術(shù)

        (1)在下生產(chǎn)套管前通井時(shí)做地層承壓試驗(yàn),滿足常規(guī)密度水泥漿返至地面不發(fā)生井漏的最大承壓,以預(yù)防固井時(shí)發(fā)生井漏。

        (2)重疊井段安裝斜翼剛性扶正器,安裝間距為每50米1只;裸眼井段采用雙弓彈性扶正器,安裝間距為每10-20米1只,既能提套管高居中度,又能在一定程度上水泥漿在上返的過程中起到旋流的作用,有助于提高頂替效率。

        4結(jié)論及建議

        1、與一期10口井中使用鋼齒鉆頭打穿上部70m左右含礫石層,再換PDC鉆至玄武巖上部,然后再下入鑲齒鉆頭鉆穿玄武巖相比,不僅井斜控制得更好,而且機(jī)械鉆速明顯提高,一開井段最大井斜僅0.7°,平均機(jī)械鉆速達(dá)到了5.42m/h,相比J135井提高了10%,還節(jié)約了鉆頭和起下鉆時(shí)間。

        2、本井一開井段施工過程中,鉆頭易泥包,分析原因以及解決措施:(1)排量跟不上,一開井段井眼大,環(huán)空返速偏低,滿足不了井眼清洗和攜巖要求,不能確保井內(nèi)清潔。措施:必須雙泵打鉆,保證排量達(dá)到50L/s。(2)在軟泥巖地層不易加大鉆壓,送鉆不均勻。措施:鉆壓控制在20KN-30KN,轉(zhuǎn)速達(dá)到110r/min,送鉆熟練均勻。(3)短起下太少,不能及時(shí)消除厚濾餅、 阻卡。措施:勤短起下。

        參考文獻(xiàn):

        [1] <> 江蘇石油工程技術(shù)研究院

        [2] <> 江蘇石油工程有限公司鉆井處華東油氣項(xiàng)目組

        [3] <> 江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院

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