浅析小井眼开窗侧钻井中固井工艺的控制要点

2022-09-12

近年来, 我国大多数钻井工作稳步推进, 大大减少了劳动力的消耗, 小井眼开窗测钻井固井施工可以有效降低生产成本, 不同程度地提高生产质量, 当前我国油田的生产模式多数为开放性生产, 会对套管造成变形和损坏, 给生产造成很大的困扰, 同时也不利于发展, 这时小井眼开窗侧钻井固井技术就显得尤为重要了。

1 浅析固井工艺的现状及发展

固井工艺的应用可以提高油田的开采速度, 对深井和超深井的开采有着独到的应用方式, 在应用过程中, 尾管固井技术的采用提高了施工速度, 同时在安全性上也有很大的保证。目前我国固井技术逐渐向着分支井和大位移动水平井的方向发展, 在顶替效率和泥浆性能方面有着很大的保障, 并逐渐形成了完整的工艺配套, 提高了开采产量。

2 固井工艺中存在的问题

2.1 固井工艺使用的工具不配套

当前我国石油的开采在深井和超深井方面一直处于薄弱环节, 在多数小井眼的开采过程中, 固井工艺技术所使用的工具将会和施工规范有着很大的差别, 工具的配套使用是高技术应用的关键和基础, 工具不配套使用将会导致施工进度无法达到规划要求, 此外还会导致相关问题出现, 尤其是在深井和超深井的应用中出现。

2.2 钻井井眼的速率半径小

钻井井眼的曲率半径小也是固井工艺生产中的一个主要问题, 开窗侧钻井的钻取在操作过程中会发生弯曲, 井眼会形成水平井或定向井。钻具钻井过程中, 下压力会推动钻具进入高曲率井段, 容易造成井具的失效破坏, 同时, 在钻具提取过程中, 也会造成钻具无法取出。在具体固井中, 经验速率半径小将会导致下管难度较大。

3 固井工艺中的控制难点

小井眼固井工艺受到其自身环境的影响, 在正常施工中其难度将会大大增大, 主要表现在水泥环较薄, 水泥石的强度较低水泥石与套管的胶结质量达不到施工要求, 和常规井眼相比较, 小井眼的套管和井筒的环形空间小, 流体上返产生的环空循环压耗大, 防侧漏难度较大, 给施工造成很大的技术难题。此外小井眼固井时所用的水泥浆用量是常规经验施工时所用水泥量的三分之一。水泥浆和地层接触的时间较短, 环空过小, 给套管扶正造成很大影响, 此种情况给水泥的封固带来很大负担。

施工中小井眼固井难度大。其中一条重要的因素是小井眼开窗侧钻井眼的曲率半径过小, 其原因在于小井眼开窗侧钻井的位置, 开窗将上层套管穿透后, 将会形成一个曲线狗腿, 井眼轨迹发生变化, 同时也和井网有很大关系。井眼轨道控制是钻井控制中的重中之重, 严格控制井眼的增斜段和水平施工段也是保证完成钻井任务的必要措施手段, 在设置过程中, 要根据螺杆钻具方位角的变化程度来完成计算, 同时也要根据现场施工情况来调整钻井参数。

地层压力过低造成固井质量不合格也是固井工艺施工中常见的一种现象, 此种现象在固井工艺技术控制中的重点和难点, 在侧钻井部位, 油层部位层底压力多低于静夜柱压力, 而水泥浆的密度通常保持在1.8g/cm3以上, 在环空较大阻力情况下, 水泥浆多数注入到油层, 从而造成水泥返高达不到要求, 故而影响固井。

4 固井工艺难点的解决措施

由于小井眼的套管和井筒的环形空间小, 造成侧漏现象严重, 所以本文就侧钻井管和环空间隙进行分析时, 可以通过控制固井施工中的两个压力, 小胶塞和大胶塞的复合对碰以及大胶塞与球座的碰压来提高固井质量。在控制侧钻井经验曲率时, 其曲率过小将会增加动力钻具造斜井段以及扭方位井段的井眼长度, 侧面增大了井眼轨迹控制的工作量, 影响钻井速度。井眼曲率也不宜过大, 曲率过大造成钻具偏磨、增大摩擦力以及起落钻难度, 更会造成键槽卡钻。施工中, 曲率最佳控制在7-16°/100米, 最大不超过20°/100米。

针对地层压力过现象造成的固井质量问题, 在具体施工时, 可在离碰压2m3时, 将排量降至0.2m3-0.3m3/s, 可以提高质量和安全, 进一步解决此类问题。此外, 还应对洗井程序进行优化, 可以通过固井卸压后, 补压5MPa, 避免悬挂器上方留塞。合理地选择环空间隙, 可以有效增加水泥环的厚度和韧性, 从而提高水泥浆的承载力, 最终达到水泥环封固油井的目的。

在固井技术的选用控制上, 应该按照实际生产条件, 结合各项技术的优缺点和质量要求来选用, 在参数设计过程中, 也要结合具体的地质环境和现场施工要求, 从而减少因设计片面而造成应用存在安全隐患。