貝克休斯固井工藝技術介紹

1、貝克休斯固井工藝技術介紹王軍磊 林宇舟2012.5.31-西安BHI公司歷史匯報內容一一.水平井概述水平井概述二二.水平井固井工藝技術介紹水平井固井工藝技術介紹三三.Bakerhughes水平井固井實例介紹水平井固井實例介紹四四.Bakerhughes水泥漿體系介紹水泥漿體系介紹一一.水平井概述水平井概述1.水平井歷史背景水平井歷史背景2.水平井分類水平井分類3.水平井開發(fā)目的水平井開發(fā)目的4.水平井應用范圍水平井應用范圍一.水平井概述1.水平井歷史背景水平井歷史背景一.水平井概述2.水平井分類水平井分類一.水平井概述長半徑水平井特點長半徑水

2、平井特點 造斜率在造斜率在一.水平井概述中半徑水平井特點中半徑水平井特點 造斜率在造斜率在一.水平井概述短半徑水平井特點短半徑水平井特點 造斜率在造斜率在 使用鉸鏈馬達和旋轉鉆井組合裝備使用鉸鏈馬達和旋轉鉆井組合裝備一.水平井概述超短半徑水平井特點超短半徑水平井特點 造斜率可達造斜率可達90形成儲層泄油井眼形成儲層泄油井眼一.水平井概述3.水平井開發(fā)目的水平井開發(fā)目的 提高生產提高生產 生產率和生產總量都大大增高生產率和生產總量都大大增高一.水平井概述流體幾何特性流體幾何特性一.水平井概述4.水平井應用范圍水平井應用范圍 氣水錐進油藏氣水錐進油藏 邊緣水或氣頂活躍的油藏邊緣水或氣頂活躍的油藏二

3、二.水平井固井工藝技術介紹水平井固井工藝技術介紹1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素2.水泥漿設計水泥漿設計3.固井施工模擬固井施工模擬4.鉆井泥漿頂替鉆井泥漿頂替5.施工執(zhí)行施工執(zhí)行6.作業(yè)后流程和分析作業(yè)后流程和分析1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 -因為油氣井建井的最終目的是封隔油、氣、因為油氣井建井的最終目的是封隔油、氣、水層，并在整個油井生產過程中提供管道水層，并在整個油井生產過程中提供管道使其正常生產，所以固井質量的好壞是決使其正常生產，所以固井質量的好壞是決個過程的最關鍵因素。個過程的最關鍵因素。1.工作計劃及參考因素工作計劃及

4、參考因素 井眼幾何尺寸井眼幾何尺寸 - 環(huán)空間隙環(huán)空間隙2cm才能減小環(huán)空底端竄槽并才能減小環(huán)空底端竄槽并有助于最優(yōu)泥漿頂替有助于最優(yōu)泥漿頂替 - 建議環(huán)空間隙在建議環(huán)空間隙在4cm左右左右1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 泥漿性能泥漿性能 - 研究表明，鉆井泥漿攜帶巖屑的能力隨研究表明，鉆井泥漿攜帶巖屑的能力隨著井斜角的增大而下降。著井斜角的增大而下降。 - 鉆井泥漿需要合理的設計來保證在固井鉆井泥漿需要合理的設計來保證在固井施工前環(huán)空底部沒有巖屑沉積。施工前環(huán)空底部沒有巖屑沉積。1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 套管外膨脹封隔器套管外膨脹封隔器(ECP) - ECP隨套管管

5、柱下入隨套管管柱下入井內，在初次注水泥井內，在初次注水泥作業(yè)時膠塞碰壓后產作業(yè)時膠塞碰壓后產生徑向膨脹，以達到生徑向膨脹，以達到井下環(huán)空的機械密封，井下環(huán)空的機械密封，阻止層間流體互竄。阻止層間流體互竄。 1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素ECP應用范圍：應用范圍： 封隔生產層封隔生產層 密封尾管襯圈密封尾管襯圈 封隔漏失層封隔漏失層 1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 ECP的使用的使用 - 在考慮使用在考慮使用ECP以前，要明確以前，要明確ECP的優(yōu)缺的優(yōu)缺點。雖然關于使用點。雖然關于使用ECP的成功案例很多，的成功案例很多，但但ECP的缺點是在封隔器膨脹以后，流體的缺點是在封

6、隔器膨脹以后，流體靜壓力在封隔器以下傳遞性很差。如果沒靜壓力在封隔器以下傳遞性很差。如果沒有流體靜壓力的傳遞，那在封隔器以下的有流體靜壓力的傳遞，那在封隔器以下的水泥環(huán)就有可能發(fā)生水泥環(huán)就有可能發(fā)生“氣侵氣侵”。雖然封隔。雖然封隔器可以阻止氣侵通過器可以阻止氣侵通過ECP，但是封隔器以，但是封隔器以下會有潛在問題發(fā)生。下會有潛在問題發(fā)生。1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 尾管懸掛器尾管懸掛器 -分為機械式和液壓式分為機械式和液壓式 -在大位移井和水平井在大位移井和水平井中，一般使用機械式中，一般使用機械式 -在固井以前和固井施在固井以前和固井施工中可以旋轉尾管來工中可以旋轉尾管來提高鉆

7、井泥漿的頂替提高鉆井泥漿的頂替效率效率 -旋轉式尾管懸掛器有旋轉式尾管懸掛器有扭矩限制，在施工設扭矩限制，在施工設計時需要考慮計時需要考慮1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 分級固井工具分級固井工具 -當水泥漿通過松軟地層時，產生的壓力可當水泥漿通過松軟地層時，產生的壓力可能會超過地層的破裂壓力，從而引起漏失。能會超過地層的破裂壓力，從而引起漏失。其中一種阻止漏失的方法就是通過分級固其中一種阻止漏失的方法就是通過分級固井，縮短水泥柱，從而減小水泥漿靜壓力。井，縮短水泥柱，從而減小水泥漿靜壓力。 1.工作計劃及參考因素工作計劃及參考因素 分級固井工具分級固井工具 - 分為液壓控制和膠塞控制

8、分為液壓控制和膠塞控制 膠塞控制膠塞控制 適用于垂直井或井斜角適用于垂直井或井斜角 2134 m 溫度溫度0DeepSet 水泥體系 技術參數技術參數 密度范圍密度范圍 1.381.87g/cm3 溫度范圍溫度范圍 0 38DuraSet 水泥體系 拉力強度和彈性性能改進拉力強度和彈性性能改進 機械性能增強機械性能增強 可以發(fā)泡可以發(fā)泡 壓裂韌性提升壓裂韌性提升 適用于溫度和壓力變化較適用于溫度和壓力變化較大的油井大的油井DuraSet 水泥體系 DuraSet水泥體系是井壁水泥體系是井壁暴露在壓力快速下降或熱暴露在壓力快速下降或熱循環(huán)環(huán)境下的最佳選擇循環(huán)環(huán)境下的最佳選擇 DuraSet水泥體

9、系可以以水泥體系可以以所有所有API等級的水泥為基等級的水泥為基礎進行配制礎進行配制 DuraSet水泥體系大與多水泥體系大與多數水泥添加劑兼容數水泥添加劑兼容 各種水泥添加劑的結合可各種水泥添加劑的結合可以調整以調整DuraSet水泥體系水泥體系，以達到不同油井的特殊，以達到不同油井的特殊要求要求DuraSet 水泥體系 技術參數技術參數密度范圍密度范圍 1.082.40g/cm3溫度范圍溫度范圍 最高可達到最高可達到 230 DuraSet 水泥體系EnviroSet 水泥體系 與環(huán)境兼容且可以達到當與環(huán)境兼容且可以達到當地環(huán)境要求地環(huán)境要求 通過調整可以滿足每口油通過調整可以滿足每口油井

10、的要求井的要求 在井下高誘導應力的情況在井下高誘導應力的情況下仍能保持良好的層位隔下仍能保持良好的層位隔離離 根據現場條件確定水泥漿根據現場條件確定水泥漿的最終配方的最終配方EnviroSet 水泥體系 技術參數技術參數 密度范圍：密度范圍： 1.442.40g/cm3 溫度范圍溫度范圍:21-149 LeanSet 水泥體系 高性能超低密度水泥高性能超低密度水泥 水泥體系中液固體積比最水泥體系中液固體積比最佳化佳化 包含超輕顆粒且可以發(fā)泡包含超輕顆粒且可以發(fā)泡 配方設計彈性化以滿足不配方設計彈性化以滿足不同需求同需求LeanSet 水泥體系 適用于壓裂梯度較低的油適用于壓裂梯度較低的油井井

11、技術參數技術參數 密度范圍密度范圍 0.961.56g/cm3 溫度范圍溫度范圍 0232 PermaSet 水泥體系C-S-H相相互咬合，形成水泥石的強度其中的氫氧鈣石部分不對水泥石強度有貢獻相反，氫氧鈣石會與酸性物質發(fā)生反應，形成容易被腐蝕的CaCO3解決的出發(fā)點是降低水泥中氫氧鈣石的含量解決的出發(fā)點是降低水泥中氫氧鈣石的含量PermaSet 體系與API體系抗酸性對比 壓碎的水泥塊200F/3000psi條件下暴露于CO290天紫色表示高PH值（堿性）失去紫色的意味著由于碳酸化反應，生成CaCO3，失去了堿性PermaSet體系配方PermaSet + 20% S-8 + 5% BA-9

12、0 + 3% KCl + 0.6 gps UltraMax + 0.2 gps CD-33L + 0.1 gps R-8L + 0.02 gps FP-9LPermaSet - 以Pozzoland材料取代Potland材料 - 抗碳酸化鹽 - 抗地層鹽水侵入 - 抗收縮S-8 - 抗強度衰退BA-90 - 防氣竄劑 - 降低水泥滲透率 - 提高耐壓強度 - 補償水泥的收縮UlraMax - 降失水劑，同時不影響緩凝作用 - 提供高級別的控水性能 - 減少粘度的增加 - 使用溫度范圍廣 - 良好的配伍性R-8L - 高溫緩凝劑FP-9L - 消泡劑CD-33L - 分散劑PermaSet 水泥

13、體系 使用基礎材料以達到全球使用基礎材料以達到全球適用化適用化 環(huán)境友好型環(huán)境友好型 凝固時產生熱量低凝固時產生熱量低 機械性能增強機械性能增強 (彈性強度彈性強度高高) 技術參數技術參數 密度范圍密度范圍 1.562.16g/cm3 溫度范圍溫度范圍 4232 XtremeSet 水泥體系 應用于高溫高壓的油井應用于高溫高壓的油井 技術參數技術參數 密度范圍密度范圍 1.922.76g/cm3 井下溫度井下溫度 149316 壓力最高可達到壓力最高可達到276 MPaFireSet 水泥體系 適用于地下煤氣化適用于地下煤氣化操作和熱采井操作和熱采井 技術參數技術參數 密度范圍密度范圍 1.802.28g/cm3 井下溫度井下溫度 10316Set for Life 水泥體系一覽體系名稱體系名稱BHST()Density(g/cm3)應用范圍應用范圍MinMaxMinMaxDeepSet 0381.381.87深水系統(tǒng)伴有淺層流淺層氣深水系統(tǒng)伴有淺層流淺層氣DuraSet212321.082.40改良的機械性能以保證水泥的長期牢固性改良的機械性能以保證水泥的長期