塔里木油田预防固井“留高塞”控制技术

2022-09-10

1 固井“留高塞”的原因

1.1 材料方面的原因

塔里木固井外掺料品种繁多, 同类产品还有温度、细度划分等, 用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆用水与实验室实验用的不一致或由于现场取样不具有代表性或材料质量控制不好, 造成水泥浆稠化时间或凝固时间与实验室测试结果不一致;或水泥浆中添加了超细材料或钙质含量较高的外加剂, 易形成较强的网状结构, 造成水泥浆触变性强;

1.2 实验条件不同造成的

如果实验室测试条件与现场实际情况不符, 将对水泥浆稠化时间和凝固时间影响很大。

1.3 现场施工的原因

在现场施工过程中配置的水泥浆密度远高于设计值可能导致水泥浆中固相含量增高, 水灰比减小引起水泥浆闪凝。批混水泥浆在入井之前在地面搁置太久;地面操作出现问题, 施工中断, 造成井内水泥浆较长时间静止触变;水泥车混合能力偏低, 混合能小, 混配的水泥浆的触变性一般较强;

1.4 污染及井下原因

固井水泥浆与钻井液污染严重, 钻井液混入水泥浆中造成水泥浆提前凝固或闪凝;井内流体混入水泥浆中, 尤其是高矿化度盐水会严重缩短水泥浆稠化时间和凝固时间;水泥浆在高渗透层段水泥浆急速失水失去流动性;

1.5 管内外蹩堵

环空发生井塌或桥堵, 造成环空堵塞;套管内落物 (如手套等) , 造成套管内堵塞;胶塞或胶塞芯子脱落提前入井、胶塞尺寸与水泥头内径不匹配;使用上下双胶塞时, 把胶塞装反;

1.6 计量不准确

由于替浆计量不准确导致替浆不到位而引发留高塞。

2 防止固井“留高塞”的技术措施

2.1 控制固井材料质量和稳定性

用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆用水与实验室实验用的材料要求一致, 外加剂要求混配均匀;水泥浆化验在现场取样时要准确;加强水泥浆化验及混拌过程控制;

2.2 设计合理的稠化时间, 优化水泥浆性能。

准确求取现场施工的固井参数, 尤其是井底循环温度值;设计合理的水泥浆稠化时间, 根据实际施工类别保证稠化时间大于注水泥施工60-180分钟左右为宜;做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作;采用高效的分散剂, 改善水泥浆流变性;

2.3 井眼准备技术措施

通井:下套管前组合钻具下钻通井, 通井起下钻必须达到井眼畅通无阻卡的目的, 调整泥浆性能达到最佳。起钻前, 注入防卡泥浆封闭全裸眼井段, 封闭泥浆要求加入足够的润滑剂、防塌剂, 要对裸眼井段具有良好的封堵性、润滑性, 以及对稳定井壁的抑制性。起钻要严格灌好泥浆, 支撑稳定井壁, 控制好起钻速度, 严防起钻速度过快抽垮地层。

下套管:下放套管严禁猛刹猛放, 每根一灌, 尽量灌满, 控制好下放速度, 特殊井段 (易漏破碎地层) 小心操作, 做好防漏防卡工作。根据井深情况, 调整中途循环点及循环排量, 主要将井内稠浆、岩屑分段循环出来, 以利套管到底后容易开泵, 不致开泵压力过高蹩漏地层。

2.4 水泥浆污染控制措施

钻井液和水泥浆之间应使用对水泥浆和钻井液均无污染的隔离液隔开, 防止水泥浆与钻井液接触, 提前稠化;注水泥作业过程中要注意压力平衡, 确保压稳地层流体, 防止地层流体侵入水泥浆中。

2.5 现场操作控制措施

在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的±0.03g/cm3范围内;注水泥作业过程中要注意压力平衡, 确保压稳地层流体;采用大功率、高混合能力的水泥车施工;保持注水泥施工连续, 防止停泵。

2.6 技术管理

技术人员要对固井胶塞、分级箍、悬挂器等特殊井下工具进行检查测量, 并绘制草图, 确保入井固井工具安全可靠;加强现场技术人员培训, 提升出现异常情况的判断能力, 采取正确的处理措施;水泥浆上、下隔离胶塞, 必须有专人负责装置, 另外还得有专人负责检查, 严防装错位置或提前置入管内。

3 固井过程中发生高压顶替可能发生留高塞的处理方法

控制合理的注水泥与替钻井液排量, 虽然提高返速有利于提高封固质量, 但可能发生井漏及井垮, 应根据井下实际情况, 慎重决定;固井施工前, 循环不通, 可能管内有杂物堵住浮箍等附件, 造成流道堵死。处理:起套管, 逐根检查内径。长裸眼注水泥塞或水平井注水泥塞, 为防止“灌香肠”或“插旗杆”等事故发生, 考虑分段注水泥塞方式。

套管固井期间, 注水泥浆或顶替泥浆时突然起高压, 要立即根据现场施工情况, 在保证设备和井下安全的条件下用降低排量高泵压顶替, 若压力过高, 钻井队设备无法承受高压, 则改用水泥车顶替, 应在水泥浆稠化前, 尽可能的按设计替量顶替到位, 最终施工压力应以地面设备及井内套管的承压最小值为准。若是悬挂尾管固井, 至少将水泥浆顶替出送入钻具, 若水泥浆仍停留在钻具水眼内时, 施工压力超过地面设备、井内钻具或套管的承压能力时, 则泄压后, 起出插入管, 异常高压原因未明时建议直接起钻, 将水泥浆替出钻具可能“插旗干”, 下步进行测井后采取补挤水泥方式补救固井质量。

摘要：为了降低固井施工复杂风险、提高固井质量、减少中完周期, 实现在固井中完环节为钻井提速, 因此有必要结合地质及工程特点, 对固井“留高塞”预防与处理作进一步的探讨, 要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工, 并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案, 确保优质高效地完成固井作业。

关键词：固井,留高塞,预防