油田中神经小套管完井与配套技术.ppt

,中原油田中深井5套管内下4套管 二次完井与配套技术,采油工程技术研究院 井况技术研究室,前言 中原油田4套管二次完井技术 4套管二次固井完井配套技术 典型实例 应用效果及经济效益评价 结论,主 要 内 容,一 、 前 言,中原油田自投入开发以来，由于受复杂断层、异常地应力、盐膏层、高矿化度地层水、增产增注措施等因素的影响，油水井套管出现不同程度的损坏，众多的套损井，严重地影响着油田的生存和发展。,截止2002年底,仍有各类事故井1485口，而套管损坏井有903口，占60.9。,为解决上述矛盾，中原油田多年来经过深入研究，并进行现场实践，在采用4套管完井修复套损井技术方面，取得了长足的进展，对于完善注采井网、挖掘二、三类油藏、细分层系、提高油田开发水平具有重要意义。,二、中原油田4套管二次完井技术, 小套管二次完井技术简介 5井眼中全井下4套管延迟固井技术 4套管悬挂完井技术,小套管二次完井技术简介,中原油田有着其复杂的地质特征，在修复套损井方面主要采用了以下小套管二次固井完井工艺，其中以5套管内全井下4套管, 4套管悬挂和开窗侧钻悬挂4套管为主。,5井中全井下入4套管延迟固井技术完井 5套管破损井段下入4套管局部悬挂套管技术,小套管二次完井技术简介,5井中全井下入4套管延固技井技术,该技术1997年研究与应用,主要解决油水井套损、腐蚀穿孔。截止2003年8月，共施工59口井，其中油井21口，气井3口,水井35口，完井平均井深2624m，最大井深3078m，单井平均费用89.3万元.通常小修队即可施工，平均施工周期25天左右。在修复套损井和完善注采井网方面起到了积极的作用。,5套管破损段下4套管悬挂固井技术,该技术主要针对上部套管完好,而下部损坏或生产井段长无法细分层系。截止2003年8月，全油田共施工32口,其中油井24口，水井8口.悬挂井段多位于原井筒下部.单井费用72.2万元，小修队即可施工，平均单井施工周期22天左右。,5井眼中全井下4套管延迟固井技术,工艺原理 在原5井筒中下入4套管，注入缓凝固井水泥浆，使水泥浆液面返至一定高度，将4套管上提一定高度，使水泥浆液面回落，再将4套管回插，最后候凝完井的套管修复完井技术。较好地解决了小间隙、窄环空井眼的固井问题和4套管在原井眼中的居中问题。主要应用于套管破损井的修复和预防套损井的发生。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,。,1、下4套管到设计位置 2、正洗井 3、正替水泥浆、压塞液、顶替 液并碰阀,4、上提4套管100米,5、回插上提4套管 6、候凝,下4套管施工过程示意图 图1,原井水泥返高,胶塞,4“套管替浆,深度,人工井底,51/2“套管,完钻井深,4“套管上提,位置,4“套管完井,深度,4套管固井,水泥返高,。,。,。,施工步骤,依据井下技术状况和地质效果要求进行选井，一般选择有地质修复价值、全井腐蚀破漏井段长、套管变形，水淹程度低,套损处修复后可下入101.6mm套管的套损井。,对井筒进行通井刮洗封窜堵漏处理，确保井眼畅通，破损段堵漏后试压合格。,井筒处理施工参数 表1,施工步骤,选用合格的101.6mm无接箍套管，用于水泥封固段，封固段以上可用普通有接箍套管。为保证套管居中，减少环空流体阻力，无接箍套管外必须加装外形尺可能小的扶心器（块）。,图2 扶正块结构示意图 图3 扶正块焊接位置图,施工步骤,按地质要求设计套管组合，管柱组合通常为：引鞋+双回压阀短节+试压短节+101.6mm无接箍外加扶正块套管+磁定位短节+101.6mm无接箍外加扶正块套管+变扣短节+101.6mm有接箍套管+套管悬挂短节+井口法兰。套管组合应根据井深、钻井地层井液密度、套管抗拉、抗挤强度等因素综合考虑设计。全部套管入井后，用钢丝吊球对整个101.6mm 套管柱试压，合格后进行下步施工。,用于延迟固井的水泥浆，必须有较长的稠化时间、很高的稳定性，以满足套管回插工艺的要求；塑性粘度、屈服值尽可能小、流变性能好，以利于套管顺利起下；后期强度发展较快，候凝时间不能太长；失水小、不析水，以保证固井质量。,套管回插, 注水泥结束，上提起出部分4“套管。起出套管的长度视产层顶界到管柱底部之间的长度而定。 重新下入上提套管至设计深度，安装好悬挂井口。 在固井施工过程中，首先要备足足量的清水清洗井筒，确定合适的泵压与排量，然后按照常规注水泥工艺注隔离液、注水泥浆、压胶塞、注顶替液。水泥浆用量根据设计水泥返高而定，并适当考虑附加量。,施工步骤,关井候凝72小时，全井试压合格后，进行声幅-变密度测井。用73-b射孔弹射开油层，下50.8mm油管投产（注）,4套管悬挂完井技术,工艺原理: 打通套管通道后，在套损点以上某一合适位置固定一悬挂器，下挂4无接箍加装扶正块套管的完井技术,固井时可采用延迟回插技术。主要应用于上部套管完好或基本完好，而下部套管破损的油水井。,打通道、打捞落物,暂 堵,下固井及完井管柱,注 灰,起管柱、候凝、投产,延迟回插式悬挂器,主要施工步骤,丢手悬挂器、洗井,三、4套管二次固井完井配套技术, 4套管固井质量评价技术 4套管射孔工艺 4套管系列配套技术 4套管注采配套技术 修井工艺技术,4套管固井质量评价技术, 为检验4无接箍套管的固井质量和影响因素，中原油田利用全尺寸科学试验井，建立5套管内下4无接箍套管固井质量等级样板模型井筒，模拟井下压力20-25mpa、水温90-100c的条件下，候凝72h后测井，并起出模拟管柱分段解剖，进行固井质量评价试验。,实验结果表明： 声幅-变密度测井可以准确反映出5和4套管环空水泥胶结情况，自由段套管刻度明显，水泥胶结好、中、差等级在测井曲线上能得到准确反映。 4无接箍套管扶正块位置及数量对4套管扶正影响较大，扶正间距越大，扶正块越小，套管偏心越大，套管越难以集中。 5套管内壁油污对水泥胶结有一定影响，蜡污、垢污对水泥胶结物影响。 4套管防腐涂层过厚，影响水泥胶结。,配方：jhd + g303(0.5%) + g404(1.8%) + g106(2.4%) + g603(0.1% ) + g202(1.1%) bhst110 nhct65 p30mpa 水灰比38 密度1.97gcm3 析水0 ml， 失水 0.6 稠度系数 k 0.4pa.sn,水泥浆技术性能,该水泥浆体系性能稳定，主要受温度影响，当温度为80时，水泥浆稠化时间为460min左右，试验温度每升高5，稠化时间将缩短30min，而强度发展较快；当稠化时间大于1200min时，则水泥浆在48h内不凝固，基本无强度，而压力对稠化时间和强度影响不大。,表-2 延迟固井施工主要技术参数,表3 延迟固井施工主要技术参数,固井质量评价,关井侯凝，全井筒用清水试压30mpa，30min压降不超过0.5mpa为合格。 采用ddl数控测井系统，对施工井进行声幅变密度测井，运用模拟试验获得的定量解释图版进行分析、评价，统计8口井数据,4“ -51/2“套管环空水泥胶结良好，固井质量优良井段达71.2，水泥返高全部达到设计要求,对井筒用清水试压，全部合格。,全井下4套管延迟固井固井质量评价表 表-4-1,全井下4“套管延迟固井固井质量评价表 表-42,在中原油田全尺寸科学试验井内，先后两次建立了约150m长的外512、内4的模拟试验井筒，并在512套管内壁设置了油、蜡、垢不同介质的第二界面，进行了两次试验，并进行解剖分析： 模拟井下条件：2油管95-100热水循环，环空加压20-23mpa，养护80h； 常温常压下，养护96h。 建立水泥胶结定量解释图版与定性、定量评价标准。,固井质量评价试验与研究,120,40,30,20,10,100,80,60,40,20,0,20,40,60,80,0,时间(h),温度c,压力(mpa),停车、 修泵,放压,放压,放压,放压,锅炉 出口 温度,循环 出口 温度,5-1/2“ -4“ 环空压力,水泥养护压力、温度曲线图 图-4,水泥胶结定量解释图版 图5, 自由套管 a 声幅(cbl)幅度高; b 变密度(vdl)测井显示套管波很强； c 变密度(vdl)测井显示无地层波。 第一、二界面胶结好 a 声幅(cbl)幅度低; b 变密度(vdl)测井显示套管波弱或完全缺失； c 变密度(vdl)测井显示地层波强或衰减于地层中。,定性解释,定性解释, 第一界面胶结好、第二界面胶结差 a 声幅(cbl)幅度低; b 变密度(vdl)测井显示套管波弱或缺失； c 变密度(vdl)测井显示地层波极弱或无地层信号。 第一界面胶结差 a 声幅(cbl)幅度高; b 变密度(vdl)测井显示套管波强；,通过衰减系数计算评价井段的胶结指数,进而对水泥胶结进行定量解释。评价井段的衰减指数通过图版计算求取。 在测井曲线上读取评价井段的声幅值，然后在计算图版的左边找到相应值进入图版，与所在的套管外径相交，从交点水平向右至衰减系数柱，即得评价井段的衰减系数。 评价井段的衰减系数也可由下式求取： (20/z)log(a0/a1) 式中: 评价井段的衰减系数 z源距 a0自由套管声幅值 a1评价井段声幅值,定量解释,评价井段的水泥胶结指数由下式求取： bi12 式中： bi评价井段的胶结指数 1评价井段的衰减系数 2胶结好的井段的衰减系数（或最大的衰减系数） 根据胶结指数确定水泥胶结程度： bi0.8 解释为水泥胶结好 bi=0.60.8 解释为水泥胶结中等 bi0.6 解释为水泥胶结差,定量解释,4套管射孔工艺, 中原油田研制成功73-b射孔弹,模拟射孔打靶, 模拟射孔靶由n8051/29.17mmn8049.0mm构成,4套管居中,环空与51/2套管外充填固井水泥,靶直径1.2m,高度1.5m。 7月份温度下养护35天。 73-b射孔弹射穿双层套管,弹孔孔径规则、套管无裂纹、套管内壁无损伤、双层套管之间的水泥环无纵向和径向伤害， 射孔后枪身膨胀量5mm，各项技术指标均超过sy5462.5-92标准要求。,1、模具制作： n8049mm套管 n8051/29mm套管模具高度1.5m，直径1.0m，充填物为水泥。 2、射孔类型： 73-ii b射孔弹 孔密12孔/米。 3、结果： 平均入孔孔径7.6mm，穿透深度346mm，最大穿透深度399mm,弹孔孔径规则，套管无裂纹，套管间水泥环无伤害，射孔后枪身膨胀量5mm,图6 射孔打靶模具,51/29mm套管,水泥浆,49mm套管,4套管系列配套, 1998年下半年，上海宝钢集团公司与中原油田合作开发生产4套管，其质量、性能完全能满足中原油田中深井(3000m)施工的需要。4套管技术参数见下表。,宝钢产4 “套管主要技术参数,产品评价试验,西安管材研究所对101.67.80 bgxc n80套管试验： 按推荐扭矩上卸扣4次无粘扣； 水密封试验泄漏压力65.4-66.4mpa； 抗挤强度试验失效载荷84.8-86.5mpa,失效部位在管体； 连接强度试验失效载荷1323.7-1419.4kn，失效部位在外螺纹大端齿根部,产品评价试验,宝钢对101.69.40 bgxc q125-3试验： 按4000ft-lbs上卸扣4次无粘扣； 抗挤强度试验失效载荷 157-167mpa，失效部位在螺纹连接处； 连接强度试验失效载荷1465-1495kn。,4套管注采配套技术, 4套管完井后,投产投注分别采用了：小泵深抽、弹性气驱、笼统注水和卡封分注等工艺,并取得了明显的效果。 用73-iib 射孔弹射开产层。根据开发要求，对注水井下2油管投注；对油井下2油管、38-44mm深井泵，配套34 - 7/8抽油杆采油。, 采用38mm深井泵,泵挂深度2200-2400m, 34 - 7/8 抽油杆组合。 文38-28井，原为注水井，因层间差异大，吸水剖面显示s3中8-9一直不吸水。03年2月2日全井下4套管重新固井后射开s3中9共9.7m4n，油气显示良好，下泵生产，38mm4.8m5次/分钟，日产液21.3t/d，初期日产油8.5t/d，含水60%，截止5月底已产油850t。,采 油, 文64井是中原油田全井下4套管最深井,完井深度3078m,固井完井后,采用2n80加厚与平式油管传输,73-b射孔,投产初期日产天然气5.4104m3。,采 气, 采用2n80加厚与平式油管,根据地质方案要求进行配注， 采用y341-80封隔器进行分层注水,效果良好。 中原油田4套管下y341-80封隔器井统计,注 水,修井工艺技术,修井钻杆,根据4套管特征,与宝钢合作开发了23/8非api标准钻杆,主要参数为：,修井工艺技术,修井钻杆,配套了适应于4套管内修 井用的捞、铣、磨工具,主要有捞矛、捞筒、公锥、母锥磨鞋、铣头等。,配套工具,应用情况,主要配套了与之相应的套铣管,主要参数为：钢级n80,外径79mm,内径66mm、长度11.5m。,修井钻杆、打捞工具、套铣管已在文64井(深度3078m)上应用，未出现问题。,四、典型实例, 文64气井 文侧10-57注水井,文64气井,基本情况： 该井1979.4.10完井,完钻井深3100m,人工井底3078m,51/2套管外水泥返高1802m； 技术套管组合为85/88.94mm2778.57m,油层套管组合为p110(n80)51/29.17(10.54)mm3097.97m； 地层温度124,为报废气井； 根据开发需要,为挖潜上产,2002年12月1228日实施全井下4套管,完深3078m,投产s4下18 2797.03026.2m。,施工步骤, 下27/8正扣钻杆至3078m循环井内泥浆,在密度1.42 g/cm3的70m3泥浆中加10强粘接性堵漏剂,循环泥浆实施暂堵； 下4套管,管串组合为：n80有接箍套管1798.5mn80无接箍套管3066.8m引鞋3078m。 固井：采用密度1.4g/cm350m31.97g/cm35m3固井,排量300500升/分钟,最高施工压力26mpa,碰阀压29mpa。 上提4套管2根活动多次,尔后下放完成深度3078m。 候凝96小时后测声幅-变密度,评价固井质量。,投 产, 采用2n80加厚与平式油管传输,73-b射孔,投产初期日产天然气5.4104m3。截止8月底,累计产气414104m3,效果良好。,文侧10-57注水井, 开窗侧钻后全井下4套管,深度2309.1m,2003年元月28日下4套管投注，对应油井文10-49于3月5日后明显见效，日产油由3.3t/d8t/d，含水则由98.5%80.5%，增油降水效果明显。 文10-49井采油曲线 图7,五、应用效果及经济效益评价, 节约钻井完井和采油工程费 经济效益明显 改善了井况,增产增注效果明显 改善吸水剖面,提高有效注水量,节约钻井完井和采油工程费, 中原油田在原套管井眼中下入4套管完井,与51/2钻井完井对比,可节约费用61.2-73%。(详见下表)。