固井振动器套管内振动对水泥石强度影响试验

为改善调整井固井质量,开展了固井振动器套管内振动技术研究,阐述了Φ139.7 mm套管固井振动器系统,同时开展了振动器套管内振动对水泥石强度影响的试验研究。固井振动器系统主要由地面控制单元、传输电缆、电缆接头和固井振动器等组成,固井振动器振动波穿过钻井液和套管作用于水泥浆,从而改善水泥浆的水化性能。通过室内模拟试验,测得了振动器振动对水泥石抗压强度、第一界面和第二界面胶结强度的影响,试验数据表明水泥石抗压强度提高11.50%~23.32%,第一界面胶结强度提高19.37%~32.55%,第二界面胶结强度提高7.62%~16.90%。试验结果为固井振动器的现场应用提供了理论依据。     

偏心机械式振动固井技术在长庆油田的应用

为提高长庆油田注水调整更新井固井质量,试验应用了一种偏心机械式振动固井技术。在室内采用ZD-34电动振动器评价装置对振动器进行室内模拟,对水泥浆振动后的抗压强度、胶结强度、稠化时间、初终凝过渡时间和渗透率进行评价,结果表明,振动后水泥浆稠化时间缩短25%~30%,初终凝过渡时间缩短30%~50%,水泥石24h抗压强度提高10%~14%,胶结强度提高11%~16%,渗透率降低33.3%~43.9%。该技术在长庆油田吴堡区块应用5口井,试验井油水层封隔良好,总体固井优质率提升20%以上。室内实验和现场应用表明,偏心机械式振动固井技术可以有效提高固井质量,具有较好的推广应用前景。      

JZ251S 油田水平井控制压力钻井技术

JZ25-1S 油田水平井在钻进过程中,随着水平段长度增长会发生井漏问题,为此应用了控制压力钻井技术,控制井底循环压力低于地层漏失压力来解决该问题。首先根据地层漏失压力、井底循环压力和单位井段环空压力损失,计算井斜角90°时的安全钻进水平段长度,如果该水平段长度不符合开发要求,则再根据油气层厚度、油水界面、产层以上井段循环压力以及单位井段环空压力损失,计算安全钻进的最大井段长度和最大井斜角。JZ25-1S 油田JZ25-1S-A17 井水平段井斜角为90°时,安全钻进水平段长度只有965.00 m,通过计算得知,如果产层井段井斜角不大于86.67°便可以增加产层段长度,从而提高单井产量。实钻表明,该井控制产层井段井斜角不大于86.67°,使产层井段长度达到1 068.00 m,且未出现井漏。表明该方法能有效解决 JZ25-1S 油田水平井段钻进过程中,随水平段增长发生漏失的问题。      

新型涡轮式井下径向振动固井装置的研究与应用

振动固井技术可提高顶替效率,消除水泥石中的气泡,形成完好的水泥环,缩短候凝时间,防止固井后候凝"失重"时油、气、水窜,有利于提高两个界面的胶结强度,是提高固井质量行之有效的方法之一。介绍了新型涡轮式井下振动固井装置的结构、工作原理和在江苏油田的现场应用,分析了套管振动规律。现场应用表明:采用新型涡轮式振动注水泥固井技术可有效提高固井质量。     

振动固井电力振动器激振力和振幅分析

为了使水泥浆在候凝阶段产生振动,提高固井质量和界面胶结强度,研制了一种固井电力振动器。该振动器通过高温电池组提供电能,带动高温电机产生振动,安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过结构设计和力学分析,对该工具的激振力进行了计算,其最大激振力为1 732 N。运用能量法,结合某井的参数,对该工具在安装有弹性扶正器的直井套管产生的振幅进行了分析,得出了其在弹性扶正器处产生的振幅计算模型,为井下振动固井工具的现场试验提供了理论指导。     

滤饼固化剂在元页HF←1井的应用

为了提高页岩气井的固井质量,在元页HF1井244.5mm套管固井时试验应用了滤饼固化剂。采用元页HF-1井实际使用的钻井液和水泥浆,根据自主建立的固井第二界面胶结强度评价方法,评价了GJ-Ⅰ型滤饼固化剂和GJ-Ⅱ型滤饼固化剂对固井第二界面胶结强度的作用效果。评价结果表明,在分别养护3,7,15和30d的条件下,采用滤饼固化剂的固井第二界面胶结强度比常规固井第二界面胶结强度分别提高了629.03%,222.37%,241.43%和273.33%。现场固井试验后的声幅-变密度测井结果表明,封固段相对声幅值≤15%的井段占全井段的93.49%,固井质量为优质。研究表明,滤饼固化剂可大幅度提高页岩气井固井第二界面胶结强度,可提高页岩气井的固井质量。     

新型井口脉冲振动固井装置的研制与应用

所谓井口脉冲振动固井,是在注水泥作业完成后,在井口对候凝的水泥浆施加压力脉冲,使环空水泥浆保持运动状态,消除水泥浆在凝固过程中胶凝失重,达到防止固井后环空气窜和改善水泥浆一、二界面的胶结质量之目的。为实施井口脉冲振动,研制开发出井口脉冲振动固井装置,以压缩空气作为脉冲振动的动力,由脉冲发生装置通过控制进气和排气时间,调节脉冲振动频率,由调压阀控制余压调节装置,实现压力振幅调节,振动频率0～5Hz;压力脉冲振幅0～1.2MPa。10多口井的现场试验表明,脉冲振动固井装置设计合理,操作方便,改善了水泥浆胶结质量,是有效提高复杂油气井固井质量的一种新设备。     

油气水平井内固井二界面泥饼形成规律实验研究

固井二界面问题是水平井固井面临的一大工程难题,泥饼厚度直接影响固井二界面胶结质量。为此,开展固井二界面泥饼形成规律实验研究对于提高固井二界面胶结质量进而防止环空窜流具有重要意义。以井斜角为变量,设置井斜角角度梯度为0、30°、60°、90°,利用厚度测量装置测量固井二界面的泥饼厚度,分析得出泥饼厚度随井斜角的变化规律。实验结果表明,同一井斜角下,沿重力方向,泥饼厚度逐渐增加;水平方向上,泥饼厚度基本相同。不同井斜角下,背离重力方向处,随着井斜角的增大,泥饼厚度逐渐减小;向着重力方向处,随着井斜角的增大,泥饼厚度先减小后增大。     

干井筒固井技术及在元坝区块陆相井的应用

通过元坝区块１０口已完钻陆相井的固井实践发现,干井筒固井技术在一开、二开气体钻井井眼中应用效果良好。分析了元坝陆相井的地质概况和气体钻井井眼的固井难点,介绍了干井筒固井的适用条件和主要技术措施,以元陆９井为例详细分析了２４４．５ｍｍ技术套管干井筒固井的现场施工工艺。对１１井次干井筒固井的作业时间和胶结质量进行统计,并与常规固井进行对比,发现表层套管平均固井时间节省８．６９ｄ,技术套管节省６．７９ｄ;表层套管第一、二界面胶结质量分别提高１５．２％和２１．８％,技术套管第一、二界面分别提高９％和１３．７％, 在提高第二界面胶结质量上效果更明显,认为干井筒固井技术是元坝区块陆相井值得推荐的固井方式。     

振动固井技术综述

本文主要介绍了用振动固井技术改善固井质量的作用及其机理和已经研制成功的振动固井装置及其现场应用效果。     

胜利油田沙河街组页岩油水平井固井技术

胜利油田沙河街组页岩油水平井固井时存在套管居中和安全下入难度大、水泥浆性能要求高和油基钻井液驱替困难等技术难点,为此研发了两亲冲洗隔离液体系、优选纤维膨胀水泥浆体系和塑性胶乳防窜水泥浆体系,并采取应用整体式弹性套管扶正器、偏心导向引鞋、漂浮顶替技术和环空加压等固井技术措施,初步形成了胜利油田沙河街组页岩油水平井固井技术...     

水力脉冲振动技术提高固井质量的研究与应用

河南双河油田长期以来经过分层布井、三次加密钻井、高压注水和大排量强抽,形成了地下高压层、常压层、低压层共存的多压力体系,层间压差大,产层水淹严重等情况,由此,给固井质量带来严重影响,固井质量一次合格率逐年下降。通过调研得知在建筑行业的混凝土浇注过程中,采用振动脉冲技术可清除蜂窝孔洞而使水泥石胶结致密,从而提高混凝土与钢筋间的胶结强度,依据这种原理,在固井施工过程中采用振动技术,水力脉冲振动器产生的振动波,能有效地改善水泥浆与地层、套管的胶结质量,可以提高环空封固段内水泥石胶结质量。     

双层套管SGDT固井质量解释方法

俄罗斯原有的水泥密度套管厚度仪(SGDT)固井质量解释方法仅适用于单层套管的水泥充填状况评价,无法对双层套管固井作业的测井资料进行定量评价。针对Φ244.5mm外管内下入Φ139.7mm套管的双层套管固井结构,在统计分析62口井的双层套管SGDT实际测井资料的基础上,采用多元非线性回归方法,研究内层水泥密度、外层水泥密度、井内流体等因素与测井响应之间的关系,得到计算内层套管水泥密度的解释新模型。通过对实际测井资料的处理,验证了解释模型的正确性。     

可钻型低频自激震荡脉动固井装置的研制与应用

气井、小环空间隙等特殊井况下的固井质量缺陷在生产中常见,严重困扰了开发技术措施的实施。近年来,在提高气井固井质量的研究与应用上,能改善环空钻井液顶替效率和水泥浆性能的特殊固井装置备受关注。为此,基于流体自激震荡理论,结合模拟实验测试结果,优化设计并研制了一种井下大排量低频自激震荡方式的可钻型水力脉动发生装置：外径177.8 mm,工作压差0.5～1.5 MPa,工作排量25～30 L/s,压力脉动输出频率约10 Hz;连接结构采用圆螺纹套管接箍卡装方式;牙轮钻头、PDC钻头易钻。并在四川盆地安岳区块Φ177.8 mm尾管固井中得到成功试验与应用,结果表明,该装置工作稳定可靠,固井质量显著提高。该装置首次被应用于井眼待继续加深的中间套管固井,拓展了振动固井技术在提高油气井固井质量中的工程应用范围。     

顺北鹰1井?444.5 mm长裸眼固井技术

顺北鹰1井二开采用?444.5 mm钻头钻至井深5 395.00 m中完,需下入?339.7 mm技术套管固井。固井施工存在套管悬重大、裸眼段长、二叠系火成岩易漏失层发育和超深大尺寸分级注水泥器下入难度大等技术难题,造成下套管过程中易发生阻卡和注水泥时易发生返性漏失等井下故障。因此,针对顺北鹰1井的特殊工况,通过校核载荷配套下套管工具、优化通井措施、设计套管下放速度和调整钻井液性能,确保套管顺利下入;通过设计适用于超深井的大尺寸分级注水泥器和固井施工流体排量、采用非连续式分级注水泥工艺和复合低密度防漏水泥浆,防止注水泥过程发生漏失,保证固井质量。顺北鹰1井二开固井采取上述技术措施,?339.7 mm套管顺利下至设计井深,注水泥过程中只出现轻微漏失,易漏失层位固井质量中等,实现了有效封固。顺北鹰1井?444.5 mm长裸眼段顺利封固,为顺北油气田大尺寸长裸眼固井积累了成功经验,其固井技术措施可为国内深井超深井大尺寸长裸眼固井提供借鉴。      

高压气井套管回接固井预应力技术

针对套管回接固井质量不好,未能将尾管重叠段已经存在或潜在的窜流通道堵死,致使气井生产时井口带压的问题,回接固井作业时采取了很多技术措施,但都没有从根本上解决回接固井质量问题。为此,通过增加回接管柱管内外静液柱压差、井口憋回压方式,在固井施工过程中通过液柱压强转换为作用在回接套管本体上的预应力,在水泥浆凝固时该应力就迫使套管贴紧水泥石,防止水泥浆凝固时管柱和水泥环微环隙的形成,提高固井质量。几口试验井的测井结果表明：所采取的固井技术措施行之有效,能够保证套管回接的固井质量。     

JY页岩气田水平井预防环空带压固井技术

随着页岩气大规模开发,针对提高页岩气水平井固井质量的研究逐渐增多,但同期页岩气井环空带压情况并未缓解,对页岩气田的安全生产提出了严峻挑战。为解决页岩气井环空带压难题,建立了水泥环密封完整性评价装置,针对JY页岩气田开展了水泥环密封完整性影响因素分析,并相应形成了预防环空带压固井技术。研究认为水泥石胶结差和体积收缩导致早期环空带压,而分段压裂及生产参数变化对水泥石胶结和本体的破坏是页岩气井环空带压的最主要原因。预防环空带压固井技术在JY页岩气田进行了推广应用,压裂投产后带压井比例下降了82%,有效解决了页岩气井环空带压难题,提高了页岩气井水泥环长期密封完整性,保障了页岩气田安全开发。     

提高水平井φ77.8mm尾管固井质量的措施

塔河油田的水平井产量优势明显。但水平井φ177.8mm尾管的固井质量差,严重影响了油田的评价与开发。在TC423、TH105、TH106、TH107、TH1085口井当中,仅TH106井的声幅测井合格。为适应今后生产发展的需要,工程监理中心对水平井φ177.8mm尾管固井作了专题研究,通过室内试验优选出可有效驱替含油钻井液的水泥浆配方,选择性能可靠的井下工具与合适的施工参数,制定出保证套管下到位的措施。通过6口井的试验,1次固井合格率达到100%,其中优质率50%。     

准噶尔盆地深井固井难点分析与技术对策

准噶尔盆地深井由于地质条件复杂和井身结构的限制,固井作业存在井眼不规则、高压流体窜、封固段长、环空间隙小、存在不同压力体系、水泥浆抗盐侵性能要求高等技术难点,在技术攻关和现场实践的基础上,初步形成了适应不同区块的深井固井技术,例如:高压防窜固井、长裸眼长封固段固井及盐膏层固井技术等,全面提高了该区深井固井质量.     

后续作业对固井声波测井的影响及对策

针对固井质量优良的井因后续作业后出现套管环空带压的问题,提出采用固井质量综合评价、改进现有水泥浆体系、固井施工工艺和后续作业等方法来解决问题的技术思路。具体包括：运用预应力固井技术,克服水泥浆（石）的体积收缩;使用适当的旋转管柱和增大前置液的使用量来提高顶替效率;利用膨胀剂、纤维,稠化时间可调的柔性水泥浆体系来满足后续作业对固井质量的要求。试验表明,所采取的固井技术措施行之有效,能够保证固井质量,满足后续作业的需要。