現(xiàn)代固井技術(shù)管理PPT課件

1、第三部分現(xiàn)代固井技術(shù) 現(xiàn)場應(yīng)用的 技術(shù)保證（一）第1頁/共50頁 現(xiàn)代固井技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用的技術(shù)保證 1. 技術(shù)管理和技術(shù)素質(zhì) 2. 現(xiàn)代固井技術(shù)現(xiàn)場施工設(shè)計模式 3. 固井工程師如何面對固井應(yīng)急情況 4. 現(xiàn)代固井技術(shù)現(xiàn)場計算模式第2頁/共50頁1. 技術(shù)管理和技術(shù)素質(zhì)（一）以固井工程師為核心的的現(xiàn)代固井技術(shù)管 理體系（二）固井工程師和固井監(jiān)督在施工中的作用第3頁/共50頁以固井工程師為核心的 現(xiàn)場固井技術(shù)管理體系 1） 固井工程師（固井項目組長）是固井施 工的組織者； 2） 固井工程師對一口井固井質(zhì)量負(fù)責(zé)； 2） 固井工程師對固井實行全方位管理; 4） 關(guān)鍵環(huán)節(jié)固井工程師在場監(jiān)督和控制； 5）

2、 充分發(fā)揮固井工程師的核心作用。 第4頁/共50頁固井監(jiān)督在固井工作中的作用1. 精通固井業(yè)務(wù)，熟悉鉆井體系及其相關(guān)技 術(shù)，對固井設(shè)計提出正確的方案；2. 了解國內(nèi)外固井發(fā)展情況，精通和熟悉在用固井材 料，控制材料使用；3. 高瞻遠矚檢查有關(guān)固井全過程的準(zhǔn)備工作和施工情 況，善于發(fā)現(xiàn)問題提出指導(dǎo)性的意 見；4. 積極和熱情地支持固井工程師和施工人員的創(chuàng)造性 意見,和他們一起圓滿完成固井任務(wù)。第5頁/共50頁 固井工程師和固井監(jiān)督必須全面掌握現(xiàn)場鉆井等四項相關(guān)資料 鉆井資料知多少？鉆井資料知多少？1）鉆井進度2）井眼參數(shù)3）鉆具組合4）泥漿返速5）泥漿泵效率及排量6）泥漿池狀況泥漿池容積7）BO

3、PBOP試壓資料8) 8) 鉆井水儲存能力9) 9) 供灰系統(tǒng)和儲存能力10)10)特殊設(shè)備資料第6頁/共50頁 全面掌握現(xiàn)場鉆井等四項相關(guān)資鉆井資料的應(yīng)用鉆井資料的應(yīng)用1.水泥漿密度設(shè)計 地層當(dāng)量密度水泥漿密度漏失當(dāng)量密度2. 隔離液密度設(shè)計 地層當(dāng)量密度隔離液密度水泥漿密度3. 確定安全泵速 安全鉆進鉆鋌周圍返速4. 計算注水泥和替漿速度 注替泵速鉆鋌周圍返速5. 特殊固井工藝需要 如下尾管、雙級注水泥、擠水泥、水泥塞等等第7頁/共50頁 全面掌握現(xiàn)場鉆井等四項相關(guān)資測井資料知多少測井資料知多少? 地層溫度測試詳細(xì)資料 環(huán)形容積 油氣水分布 地層壓力應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍計算井底靜止溫度轉(zhuǎn)化井底

4、循環(huán)溫度計算水泥漿量控制水泥漿性能設(shè)計漿注組成和壓力第8頁/共50頁地層溫度測試資料應(yīng)用舉例地層溫度測試資料應(yīng)用舉例計算井底靜止溫度計算井底靜止溫度井深井深2343m2343m循環(huán)時間循環(huán)時間2.5h2.5h停止循環(huán)時間停止循環(huán)時間7.5h7.5hNo.1No.17676停止循環(huán)時間停止循環(huán)時間12.5h12.5hNo.2No.280 80 停止循環(huán)時間停止循環(huán)時間16.25h16.25hNo.3No.385 85 井底地層溫度井底地層溫度90.5 90.5 注水泥溫度梯度注水泥溫度梯度2.71 /100m2.71 /100m第9頁/共50頁 地層溫度測試詳細(xì)資料地層溫度測試詳細(xì)資料 對數(shù)法求

5、井底靜止溫度對數(shù)法求井底靜止溫度第10頁/共50頁 全面掌握現(xiàn)場鉆井等四項相關(guān)資 地質(zhì)資料知多少？地質(zhì)資料知多少？特殊巖性地層壓力垮塌層薄弱層及其當(dāng)量密度漏失層及其當(dāng)量密度如何應(yīng)用如何應(yīng)用 設(shè)計前置液 設(shè)計水泥漿性能 設(shè)計防竄工藝 控制激動壓力 套管鞋定位 扶正器定位 雙級注水泥器定位等第11頁/共50頁 2. 現(xiàn)代固井技術(shù)現(xiàn)場施工設(shè)計模式現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南模擬井設(shè)計模式第12頁/共50頁 外國公司固井設(shè)計的依據(jù)外國公司固井設(shè)計的依據(jù) API試驗程序(API test schedule):套管/尾管 注水泥溫度梯度(Temp Grad)和注水泥井底靜止溫度和井底循

6、環(huán)溫度: 因為固井設(shè)計的目的是如何使用添加劑，而添加劑 是為井底循環(huán)溫度配套使用的。 第13頁/共50頁 外國公司固井設(shè)計的六步內(nèi)容外國公司固井設(shè)計的六步內(nèi)容套管固井結(jié)構(gòu)圖（Well schematic)隔離液和沖洗液設(shè)計（Space & Flush)水泥漿配方設(shè)計(cement program)一口井的材料清單(cementing material summary)分層套管固井水泥漿化驗數(shù)據(jù)(Laboratory Report)材料功能介紹(product descriptions)第14頁/共50頁 外國公司固井設(shè)計的優(yōu)點外國公司固井設(shè)計的優(yōu)點1. 固井設(shè)計以溫度為主要依據(jù)是非常明

7、確的固井結(jié)構(gòu)圖包含了固井的大部分施工數(shù)據(jù)，令人一目了然材料先進，功能齊全，性能可靠，與井溫適應(yīng)性相當(dāng)強第15頁/共50頁外國公司固井設(shè)計的弊病外國公司固井設(shè)計的弊病1. 外國公司的固井設(shè)計純粹是一份固井材料清單；2. 最大的弊病是沒有任何固井施工措施；3. 提供的所謂固井工程師或?qū)＜覍嶋H上是一個泵工。第16頁/共50頁外國公司固井設(shè)計的弊病外國公司固井設(shè)計的弊病4. 外國公司承包的固井作業(yè)主要是靠它材料的優(yōu)勢來取得良好的膠結(jié)質(zhì)量，但對于施工工藝來說，100%的成功率是沒有保證的。事故不少，而且是十分嚴(yán)重的如: 混合水老化，套管“灌香腸”等事例在中國海域作業(yè)區(qū)是最嚴(yán)重的事故。 我們在長期的固井實

8、踐中形成的一套新的施工設(shè)計模式充分體現(xiàn)了現(xiàn)代固井技術(shù)的進步。第17頁/共50頁 現(xiàn)代固井技術(shù)施工設(shè)計模式 1） 體現(xiàn)了固井工程師對固井全過程的管理2） 體現(xiàn)了固井施工程序的完整性3） 體現(xiàn)了每個關(guān)鍵程序的嚴(yán)密措施和準(zhǔn)確數(shù)據(jù)4） 對關(guān)鍵環(huán)節(jié)固井工程師在場監(jiān)控5） 體現(xiàn)了新技術(shù)新方法在固井中的應(yīng)用。第18頁/共50頁 現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南1. 固井作業(yè)的主要難點 一般是防漏、防竄、漏竄同時發(fā)生，或泥漿 性能嚴(yán)重影響頂替效率等。2. 井眼準(zhǔn)備 擴徑、除氣、要求測井后一定要通井等。3. 調(diào)整泥漿性能 重點要求調(diào)整與下套管和開泵有關(guān)性能，如 塑性粘度和屈服值。第19頁/共50

9、頁 現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南4. 下套管措施 重點是套管在不同情況的下放速度。5. 下套管中途循環(huán) 目的是破壞泥漿結(jié)構(gòu)，要求規(guī)定次數(shù)與 泵速。6. 下完套管后的循環(huán)計劃 避免產(chǎn)生過高激動壓力，壓漏地層，如何開 泵，規(guī)定泵速。第20頁/共50頁現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南7. 重疊段小間隙大裸眼固井要求，使用等容量換漿法。8. 水泥漿準(zhǔn)備與混拌程序 如何保證水泥漿質(zhì)量是水泥漿準(zhǔn)備的核心?？茖W(xué)混拌程序的應(yīng)用是保證水泥漿質(zhì)量的關(guān)鍵。9. 水泥漿特殊試驗數(shù)據(jù) 從地層的復(fù)雜性和施工需要而考慮的項目。第21頁/共50頁現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式

10、指南10. 固井安全泵速的應(yīng)用 塞流循環(huán)、低速循環(huán)還是其他方法循環(huán)11. 井口操作與監(jiān)督 重點在于控制上下膠塞以及尾管膠塞的 釋放12. 釋放膠塞程序 強調(diào)工程師在場指揮、監(jiān)督和判斷13. 替漿技術(shù)的應(yīng)用 重點在于控制泵速、泵壓第22頁/共50頁 現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南現(xiàn)代固井施工設(shè)計模式指南14. 水泥漿候凝技術(shù)的應(yīng)用 候凝方法需要計算水泥漿的失重效率， 一般取在1hr.內(nèi)水泥漿變?yōu)樗鶋毫?5. 質(zhì)量保證和安全等等 應(yīng)用的主要技術(shù)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)控16. 應(yīng)急措施第23頁/共50頁現(xiàn)代固井技術(shù)現(xiàn)場施工設(shè)計模式模擬井設(shè)計模式20062006井井9-5/89-5/8”尾管固井尾管固井現(xiàn)場固井施

11、工設(shè)計現(xiàn)場固井施工設(shè)計第24頁/共50頁 12-1/4”井況（模擬井）井況（模擬井）井眼井眼12.25”3690m鉆鋌返速鉆鋌返速1.13m/s,氣測值氣測值68%（34003680m）外層套管外層套管11.75”，套管鞋，套管鞋3385m漏失當(dāng)量漏失當(dāng)量2.25尾管尾管9-.625”下深下深3689m,尾管頂界尾管頂界3250m泥漿性能泥漿性能密度密度.1.92，PV(mPa.s)40, YP(lb/100ft2)31.25,六速：六速：R600，R300，R200，R100分別為：分別為：74，45，38，27地質(zhì)測井地質(zhì)測井含氣井段含氣井段34003680m水泥漿水泥漿密度密度2.10，

12、BHST150，BHCT120第25頁/共50頁1. 9-5/8”尾管固井主要難點分析1） 如果泥漿靜止過長，開泵破壞泥漿凝膠結(jié)構(gòu)時 薄弱層當(dāng) 量密度經(jīng) 計算可增至2.43，大于漏失當(dāng)量密度2.25而 井漏發(fā)生。 2）本井是非常規(guī)套管小間隙。如果井眼用鉆井返速計 算，那么套管環(huán)形間隙 處返速2.78m/s，大大超過1.13 的安全返 速會產(chǎn)生過大激動壓力。 3）允許的激動壓力范圍經(jīng)計算僅為0.14psi/ft,井漏可 能 隨時發(fā)生。第26頁/共50頁2.2.井眼準(zhǔn)備井眼準(zhǔn)備 （擴徑、除氣、測井后通井等）擴徑、除氣、測井后通井等） 1）要求井壁穩(wěn)定，無沉砂，無嚴(yán)重縮徑和擴 徑，井徑低于12.25

13、”要擴徑。2）最后一次通井盡可能將氣測值降到小于5%。3）每次測井作業(yè)后一定要通井，保持井眼暢通。4）最后一次通井調(diào)整泥漿性能（根據(jù)調(diào)整泥漿性能進行）。5）最后一次通井用2-3/4”通徑規(guī)通鉆桿內(nèi)徑并檢查鉆 桿 質(zhì)量，必要時用超聲波檢驗。 第27頁/共50頁3.調(diào)整泥漿性能調(diào)整泥漿性能（與下套管和開泵有關(guān)性能）與下套管和開泵有關(guān)性能）1）適當(dāng)降低塑性粘度pv值，本井維持3035cp2）適當(dāng)降低泥漿靜切力YP值，本井要求低于 15Pa(31.25 lb/100ft2)第28頁/共50頁4. 4. 下套管措施下套管措施（套管在不同情況的下放速度）套管在不同情況的下放速度）1. 當(dāng)尾管進入泥線懸掛器

14、時： 30s/根2. 尾管回接套進入泥線懸掛器： 22.7min/柱（27m)3. 平均速度： 4.7min/柱（27m) 第29頁/共50頁5.中途循環(huán)中途循環(huán)（次數(shù)與泵速，破壞泥漿凝膠結(jié)構(gòu)）次數(shù)與泵速，破壞泥漿凝膠結(jié)構(gòu)）1）每15根套管循環(huán)一次2）每400500m鉆桿循環(huán)一次3）下至外層套管鞋循環(huán)泥漿，不少于30min.4) 安全泵速。初開泵不得超過正常泵速的 50%。第30頁/共50頁6.6.循環(huán)措施循環(huán)措施（如何開泵，泵速）如何開泵，泵速）1）下完尾管先活動35次后低速開泵（10spm)2） 按要求用塞流循環(huán)0.34m/s,241L/min第31頁/共50頁7.7.大容量隔離液（等容量

15、換漿法）大容量隔離液（等容量換漿法）（按小間隙大裸眼固井要點的應(yīng)用）按小間隙大裸眼固井要點的應(yīng)用） 按井眼環(huán)形容積計算隔離液量（附加100%100%） 隔離液種類：Dual-spacerDual-spacer。（雙作用隔離液 用重晶石加重，或用錳礦粉調(diào)節(jié)） 密度1.951.95（大于泥漿密度） 說明： Dual-Spacer Dual-Spacer 可用于水基泥漿和油基 泥漿隔離液?？捎玫⒑?水、高鹽鹽水甚至飽和鹽水配制，流變性能低到在低排量下紊流泵 送?？蛇m當(dāng)加一些般土粉（bentonite)bentonite)或海泡石（ sepiolite)改善 隔離液在井下的穩(wěn) 定性。第32頁/共5

16、0頁8. 8. 水泥漿設(shè)計和混拌計劃水泥漿設(shè)計和混拌計劃 對如下項目給出具體內(nèi)容對如下項目給出具體內(nèi)容 1) 返高特殊設(shè)計 2) 水泥漿體系 3) 水泥漿配方 4) 混拌方法 5）混拌程序的應(yīng)用第33頁/共50頁1) 1) 返高特殊設(shè)計返高特殊設(shè)計 在高溫高壓井固井技術(shù)中指出，非常規(guī)套管結(jié)構(gòu)小間隙，水泥漿有回落趨勢，唯一解決辦法是在注水泥一定要符合設(shè)計要求的密度。尾管頂部留100150m水泥塞。第34頁/共50頁2) 2) 水泥漿體系水泥漿體系（選用合適的防竄水泥漿體系）選用合適的防竄水泥漿體系） 擬用乳膠水泥漿體系 密度設(shè)計： 2.10 材料代號：Latex-2000第35頁/共50頁3)

17、3) 水泥漿配方水泥漿配方API G （HRS)/清水清水高抗硫酸鹽水泥高抗硫酸鹽水泥/清水清水SSA-1#1 細(xì)目硅粉細(xì)目硅粉SSA-2#2粗目硅粉粗目硅粉Hi-dense#3加重材料加重材料Micromax加重材料穩(wěn)定劑加重材料穩(wěn)定劑Latex-2000乳膠乳膠Stabilizer-434C乳膠穩(wěn)定劑乳膠穩(wěn)定劑Halad-344L延遲膠凝材料延遲膠凝材料Halad-413L降失水劑降失水劑Scr-100L緩凝劑緩凝劑HR-25L高溫穩(wěn)定劑高溫穩(wěn)定劑D-Air3消泡劑消泡劑第36頁/共50頁 （4) 4) 混拌方法混拌方法 （保證水泥漿質(zhì)量）保證水泥漿質(zhì)量） 批量混合水泥漿 使用批量混合池，

18、按設(shè)計方法進水泥和添加劑，中途做稠化時間試驗。根據(jù)試驗情況決定加重。第37頁/共50頁5 5）科學(xué)混拌程序的應(yīng)用）科學(xué)混拌程序的應(yīng)用 按序號進行1)裝足清水-2)清洗容器-3)消泡劑D-Air3 -4)表面活性劑434C-5)乳膠Latex-2000-6)緩凝劑SCR-100L-7)高溫穩(wěn)定劑HR-25L-氯根1000mg/L用檢查過的水清洗容器低速循環(huán)約15min低速加入低速循環(huán)低速循環(huán)低速循環(huán)第38頁/共50頁科學(xué)混拌程序的應(yīng)用科學(xué)混拌程序的應(yīng)用8) 加入延遲膠凝材料 Halad- 344L9）加入降失水劑 Halad- 413L用低速循環(huán) 用低速循環(huán)第39頁/共50頁 科學(xué)混拌程序的應(yīng)用

19、科學(xué)混拌程序的應(yīng)用10) 取上述混合水樣加硅粉、 加重材料和 它的穩(wěn)定劑 做稠化時間試驗，連續(xù) 23h還未稠化，中止試驗，開始在批量混 合池配制高 密度 水泥漿，不斷測量漿體密 度。第40頁/共50頁科學(xué)混拌程序的應(yīng)用科學(xué)混拌程序的應(yīng)用11) 每隔15秒加一次混 硅粉水泥12) Micromax-13) 加重材料 Hidense#3-高速混合后轉(zhuǎn)為中速攪拌，測密度用micromax調(diào)節(jié)第41頁/共50頁9.本井所需水泥漿特殊試驗項目（從地層的復(fù)雜性和施工需要考慮）1）混合水延遲稠化時間試驗12hr（須考慮深井作業(yè)套 管是否順利問題）2) 溫度5稠化時間試驗125 和115 （高溫作 業(yè)必須考慮稠化時間突變）3）尾管頂部強度試驗120 8hr和12hr.4）停泵安全試驗.（假設(shè)停泵維修約30分鐘）第42頁/共50頁10. 10. 安全泵速設(shè)計安全泵速設(shè)計 （用塞流循環(huán)是本次（用塞