王獻(xiàn)剛
摘要:又噴又漏井的固井技術(shù)包含兩個(gè)方面,一是裸眼客觀存在又噴又漏的情況,其固井方法是采用全井下套管固井、尾管固井、分級(jí)固井;二是在下套管過程中,或下完套管循環(huán)時(shí),或在注替水泥漿的過程中發(fā)生井漏誘發(fā)的溢流或井噴時(shí),其固井方法是以正注為主的井口反補(bǔ)擠水泥工藝,以正注水泥為輔的一次或二次反注水泥工藝技術(shù)。具體應(yīng)采取什么樣的固井技術(shù),應(yīng)根據(jù)漏失速度的大小、井內(nèi)鉆井液密度與水泥漿密度的差值大小等來確定。
關(guān)鍵詞:井噴;漏失;鉆井液;水泥漿;固井
川東地區(qū)鉆探的深井,大多數(shù)目的層是石炭系。通常244.5mm套管下至T21j3中部,要鉆達(dá)目的層石炭系還要鉆過T21j2,T21j1T11j1,T1f,P2ch,P2l,P1m,P1q,P1l等層系。由于這幾個(gè)層系地層壓力各不相同,差異較大,在同一裸眼中常常存在漏失層和產(chǎn)氣層,這就給鉆井工作和固井工作帶來許多問題,即又噴又漏,處理這類問題非常困難。針對(duì)又噴又漏問題,在鉆井過程中研究和發(fā)展了處理這類問題的一些有效方法,如反循環(huán)堵漏壓井技術(shù),平衡鉆井技術(shù)等,收到了良好的效果。但有一部份井,由于鉆井液密度低,采取橋堵或降密度鉆進(jìn)等方法,解決了鉆井過程中的噴漏問題。而在固井過程中,因水泥漿密度很難調(diào)節(jié)到與鉆井液密度一致,且下套管后環(huán)空流動(dòng)阻力的增加等因素,導(dǎo)致固井過程中發(fā)生井漏,進(jìn)而誘發(fā)溢流和井噴。因此,要保證環(huán)空有良好的水泥環(huán)質(zhì)量,不竄不漏,就顯得很困難。本文正是針對(duì)這些問題的一些探討和實(shí)踐,取得了良好的效果。
1又噴又漏井的特點(diǎn)
1.1又噴又漏井在鉆井過程中的表現(xiàn)形式
又噴又漏井在鉆井過程中,一般表現(xiàn)為上噴下漏和上漏下噴兩種形式。上噴下漏是產(chǎn)氣層在漏失層的上部,通常表現(xiàn)為上部氣層為高壓層。當(dāng)鉆進(jìn)上部氣層時(shí),須采用高密度鉆井液平衡氣層,而鉆下部地層時(shí),因液柱壓力過高壓裂地層而發(fā)生鉆井液漏失,導(dǎo)致整個(gè)井筒內(nèi)部液柱壓力降低,誘發(fā)上部氣層發(fā)生溢流或井噴。上漏下噴是漏失層在產(chǎn)氣層的上部。通常發(fā)生在鉆進(jìn)下部地層時(shí)發(fā)生溢流,當(dāng)提高鉆井液密度壓井時(shí),造成上部低壓層發(fā)生井漏,導(dǎo)致井內(nèi)液柱壓力降低,反過來再次誘發(fā)下部氣層發(fā)生溢流或井噴。
1.2又噴又漏井在固井工程中的表現(xiàn)形式
它與鉆進(jìn)中發(fā)生的情況不一樣,不同之處在于固井下套管前井眼處于穩(wěn)定平衡狀態(tài),即不噴不漏。只是在固井作業(yè)中,如下套管作業(yè)時(shí),因下放速度過快造成壓力激動(dòng),下完套管開泵過猛;注水泥施工作業(yè)中,水泥漿密度多于鉆井液密度,當(dāng)水泥漿頂替到環(huán)空后,環(huán)空液柱壓力升高等引起井漏,使井內(nèi)液柱壓力降低而誘發(fā)氣層發(fā)生溢流或井噴。
2又噴又漏井的固井技術(shù)
又噴又漏井的固井技術(shù)包含兩層意思:一是裸眼中客觀存在又噴又漏的情況,可采用全井下套管固井,尾管固井、分級(jí)固井;二是在下套管過程中,或下套管完循環(huán)時(shí),或在注替水泥漿的過程中發(fā)生井漏誘發(fā)的溢流或井噴時(shí),可以正注為主的井口反補(bǔ)擠水泥工藝,以正注水泥為鋪的一次或二次反注水泥工藝技術(shù)。具體方法應(yīng)根據(jù)漏失的速度大小,井內(nèi)鉆井液密度與水泥漿密度的差值大小等來確定。
2.1全井下套管的正注水泥為主反補(bǔ)擠水泥工藝
該方法適用于下完套管后,漏失速度小,在一定排量下液面基本能保持在井口,且井內(nèi)鉆井液密度與水泥漿密度基本相當(dāng)。因?yàn)楣叹⑻嫠酀{中雖然會(huì)發(fā)生井漏,但不會(huì)發(fā)生溢流和井噴,故采用正注水泥工藝技術(shù),但在固井過程中有以下兩個(gè)問題應(yīng)引起重視。
①采用該法固井,有可能頂替水泥漿時(shí)因井漏而導(dǎo)致水泥漿不能返到地面,使井口不能得到很好的固定??梢圆扇∵m當(dāng)多設(shè)計(jì)正注水泥量,使水泥漿盡可能的返到地面;在井口補(bǔ)擠一定量的水泥(通常為8t~10t)將井口固定。
②采用該法固井,有可能在頂替水泥漿時(shí)因井漏發(fā)生橋堵而出現(xiàn)高泵壓,即"實(shí)心套管"。這采取;a.發(fā)現(xiàn)泵壓在逐漸升高時(shí)應(yīng)提高其頂替排量,盡可能地將水泥漿頂替出去;b.要控制好水泥漿的失水,可以通過加降失水劑達(dá)到目的。
2.2全井下套管正注水泥為鋪反注水泥為主的工藝
該方法是解決又噴又漏固井的最主要方法,它適合于各種條件下的又噴又漏井。具體又分為一次反注,二次反注或多次反注。它同樣應(yīng)根據(jù)漏失速度大小和水泥漿密度與鉆井液密度的差值大小來確定。但不管采取何種方式反注,其正注水泥量的設(shè)計(jì)均是返在漏層位置,但不封固漏層。其正注水泥量為:下水泥塞水泥量加上漏層以下環(huán)空水泥量,漏層以下水泥量按環(huán)空電測(cè)井徑計(jì)算再附加5%。
一次反注水泥工藝技術(shù): 一次反注水泥工藝是指當(dāng)正注水泥漿頂替到位后,立即進(jìn)行反注水泥作業(yè),且一次性反注完漏層以上環(huán)空水泥量。漏層以上環(huán)空水泥量按井徑計(jì)算的環(huán)空水泥量附加10%~15%。該方法適用于以下兩種情況。
A.井內(nèi)鉆井液密度與水泥漿密度基本相當(dāng),且漏失速度較小,即在反注水泥漿時(shí),井口一直保持3MPa~5MPa以上的壓力,當(dāng)反注完漏層以上的水泥漿量時(shí),沖洗井口,立即關(guān)井再蹩壓3MPa~5MPa候凝即可。
B.水泥漿密度大于井內(nèi)鉆井液密度,且漏失速度大于或相當(dāng)于反注水泥漿的速度,可采取一次反注法。其基本要點(diǎn)是:首先,配制15t~20t左右的催凝水泥漿反注在前面,其催凝水泥漿的凝結(jié)時(shí)間等于反注完漏層以上環(huán)空水泥量的時(shí)間。其次,以與漏失速度一樣大的反注水泥漿排量,連續(xù)反注完漏層以上剩下的環(huán)空水泥量。當(dāng)前面反注的催凝水泥漿到達(dá)漏層時(shí),其初凝時(shí)間基本達(dá)到。當(dāng)靜止時(shí),將產(chǎn)生很大的阻力阻止水泥漿繼續(xù)向漏層漏失,達(dá)到封固整個(gè)環(huán)空的目的。
從上面可以看出,一次反注水泥工藝,尤其適合于上噴下漏井的固井。它可以一次封堵漏層,不會(huì)因漏失其液柱壓力降低而誘發(fā)溢流或井噴。