伊朗MIS地區(qū)漏失井固井技術(shù)

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前言

　　伊朗MIS油田位于伊朗西南部MIS城附近的山區(qū),儲(chǔ)層為第三系的Asmari灰?guī)r、白云巖地層,埋深800～1000m左右。因裂縫發(fā)育、地層壓力系數(shù)很低,完鉆泥漿采用泡沫水泥漿體系,泥漿密度只有0.8～0.9g/cm3,在鉆井過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生漏失,常規(guī)密度的水泥漿體系(一般密度1.85～1.90g/cm3)極易造成固井低返、竄槽、蹩泵等事故,導(dǎo)致固井質(zhì)量不合格或水泥膠結(jié)質(zhì)量不能滿足開(kāi)采的需要。主要的固井技術(shù)措施是:1、優(yōu)選低密度水泥漿體系的研制;2、合理的固井工藝技術(shù)及配套固井措施。

　　一、水泥漿體系的優(yōu)選

　　由于地層承壓壓力較低,客觀條件決定了必須采用超低密度水泥漿體系,采用接近鉆井液密度且保證水泥漿形成的水泥石的強(qiáng)度滿足井下油、氣、水封隔的需要,解決類似區(qū)塊淺井、低壓易漏失井固井難題。

　　1、水泥漿性能要求

　　高強(qiáng)超低密度水泥漿體系的穩(wěn)定性和早期強(qiáng)度是衡量超低密度水泥漿體系性能優(yōu)劣的兩個(gè)主要指標(biāo),超低密度水泥漿體系要求穩(wěn)定性好、早期強(qiáng)度高。因此,針對(duì)該油區(qū)低溫、低壓的特點(diǎn),主要解決以下幾個(gè)問(wèn)題:

　　(1)較好的穩(wěn)定性:水泥漿在一定的條件下,漿體不發(fā)生分層離析,形成的水泥石縱向密度分布要基本一致,析水少、體積收縮小。

　　(2)合適的流變性和一定的觸變性:選擇減輕劑的類型和級(jí)別粒徑,不能盲目增大用水量,用水量應(yīng)嚴(yán)格控制在所選擇減輕劑的最大允許范圍內(nèi)。

　　(3)較高的早期強(qiáng)度:不能盲目追求水泥漿的流變性能和濾失量控制,而損害水泥漿的抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性。選擇不同粒徑的低密度材料緊密堆積輔以外加劑,主要選用增強(qiáng)劑及早強(qiáng)劑,以提高早期強(qiáng)度。

　　因此,我們選擇了兩種粒徑、密度不同的漂珠:國(guó)產(chǎn)漂珠和3M漂珠作為減輕干混材料。在較低液固比下,就可獲得較低密度的水泥漿,并在里面加入油井水泥增強(qiáng)劑(SWZQ-1)從而使得水泥石的強(qiáng)度較高。

　　2、室內(nèi)試驗(yàn)

　　根據(jù)減輕材料(漂珠)的不同,制定實(shí)驗(yàn)方案:(1)采用國(guó)產(chǎn)漂珠與3M公司的3M漂珠結(jié)合的方法,配制1.20-1.10g/cm3的水泥漿體系,并調(diào)節(jié)其各項(xiàng)性能;(2)采用進(jìn)口漂珠配制1.10-0.90g/cm3的水泥漿體系,并調(diào)節(jié)其各項(xiàng)性能。通過(guò)優(yōu)選水泥漿體系配方,達(dá)到要求,以密度為1.20g/cm3為例,實(shí)驗(yàn)情況與水泥漿性能如下:

　　國(guó)產(chǎn)漂珠與3M漂珠相結(jié)合的密度為1.20g/cm3超低密度體系

　　性能:密度:1.20g/cm3,水泥漿無(wú)分層沉淀現(xiàn)象,上下密度無(wú)差異;流動(dòng)度:21cm;游離水

　　流變:112/79/43/31/8/5(0.1MPa*55℃*20min);API失水:48ml(6.9MPa*55℃*30min);稠化時(shí)間:188min(55℃*30MPa);抗壓強(qiáng)度:17.4MPa/24h;18.5MPa/48h(0.1MPa*55℃)。

　　通過(guò)采用國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的低密度材料和水泥外加劑,優(yōu)選了超低密度水泥漿體系。實(shí)驗(yàn)表明:選擇不同級(jí)別不同粒徑的低密度材料,通過(guò)緊密堆積可以配制密度0.90～1.20g/cm3的超低密度水泥漿,而且體系具有良好的性能:漿體穩(wěn)定性好,流變性能好,抗壓強(qiáng)度高。

　　二、防漏失固井工藝技術(shù)

　　MIS地區(qū)固井漏失主要發(fā)生在固7”尾管的過(guò)程中,為保證固井過(guò)程中不漏或減少漏失,針對(duì)該地區(qū)特點(diǎn)主要采取了以下幾方面的技術(shù)措施:

　　1、固井前的準(zhǔn)備工作

　　采用堵漏劑進(jìn)行堵漏,由于該地區(qū)在鉆進(jìn)后期就已經(jīng)發(fā)生漏失,必須用堵漏劑進(jìn)行多次堵漏,保證低層有一定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有一定的承壓能力。

　　a、循環(huán)徹底后,固井施工前降低頂替泥漿的比重,同過(guò)發(fā)泡劑可以再較短的時(shí)間內(nèi)降低泥漿比重到0.7g/cm3左右,減少環(huán)空液柱的壓力;

　　b、對(duì)地層做承壓能力的實(shí)驗(yàn),根據(jù)替漿結(jié)束后對(duì)地層的最大壓力,承壓能力要大于這一壓力。

　　2、固井工具的選取:

　　尾管懸掛器的選取:采用帶三套密封膠囊的尾管懸掛器,該懸掛器可以再固井結(jié)束后采用下壓的方式張開(kāi)膠囊,封死懸掛器與重疊段的通道,保證喇叭口的水泥漿,保證試壓成功;

　　3、施工過(guò)程

　　a、固井過(guò)程中嚴(yán)格排量控制,過(guò)程監(jiān)控完全達(dá)到技術(shù)要求;

　　b、水泥漿不能附加太多;

　　c、施工結(jié)束后多提幾柱鉆桿,沖洗干凈管柱后直接提出鉆桿,不循環(huán),一方面保證喇叭口的封固質(zhì)量;另一方面減少由于循環(huán)對(duì)環(huán)空產(chǎn)生的回壓,防止漏失的發(fā)生。

　　d、采用留上塞的方法,保證喇叭口有水泥。

　　三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

　　實(shí)例介紹:MIS項(xiàng)目V3井7”尾管固井

　　1、基本數(shù)據(jù):

　　三開(kāi)完鉆井深781米,鉆頭為81/2,下7”尾管,小間隙固井,完鉆泥漿采用泡沫泥漿體系,密度為0.9g/cm3的,懸掛器位置在536米,要求水泥返至喇叭口,固井質(zhì)量合格。該井在鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生多次漏失,固井前堵漏后,只有少量漏失,固井施工中存在漏失的風(fēng)險(xiǎn),固井施工難度加大。

　　2、技術(shù)措施:

　　a、水泥漿體系選取了國(guó)產(chǎn)漂珠與3M漂珠結(jié)合的密度為為1.20g/cm3的高強(qiáng)低密度水泥漿;

　　b、固井前用堵漏劑經(jīng)過(guò)多次堵漏成功,低層承壓實(shí)驗(yàn)做到了2.5Mpa;

　　c、替漿用泥漿密度從0.9g/cm3降低到0.73g/cm3,

　　d、懸掛器采用具有密封功能的懸掛器;

　　e、喇叭口以上留上塞50米水泥塞。

　　3、施工過(guò)程:

　　注水泥漿5方,密度為1.18-1.21g/cm3,壓鉆桿膠塞,頂替泥漿8.7方(0.73g/cm-3),固井施工中未發(fā)生漏失,脹封隔器,上提管柱,沖洗鉆桿,全部提出鉆桿,固井一次成功,喇叭口有水泥,四開(kāi)完鉆后電測(cè)尾管固井質(zhì)量為優(yōu)質(zhì),聲幅控制在8%左右。

　　四、結(jié)論

　　1、針對(duì)MIS地區(qū)的水泥漿體系和防止漏失的固井措施較好的解決了該地區(qū)的固井漏失難題;

　　2、該方法經(jīng)過(guò)調(diào)整何以在其他漏失井中運(yùn)用推廣;

　　3、可以繼續(xù)探索其他防止漏失的方法,如纖維水泥漿體系、可酸化的凝膠等等都可以有效防止漏失。