水平井固井质量控制介绍

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      水平井具有增加泄油长度、增大传导率、改善油气供油通道、提高水力压裂效果和减少开发作业数量等优点,被各大油田广泛采用。美国是应用水平井最多的国家,在东部阿巴拉契亚盆地泥盆系页岩中,4口未经增产处理的水平段长610m的水平井气产量相当于16口直井产量的1.6倍,相当于23口直井总产量的95%[1]。可以看出,水平井的应用带来了巨大的经济效益和社会效益。然而,水平井固有的特点也使其面临着套管不居中、套管摩阻大、岩屑床、水泥浆失水量多等因素的困扰,针对这些难点提出提高固井质量的措施十分必要。下面先说一下固井的影响因素:

      一、井眼质量

      水平井井眼稳定性的影响贯穿于水平井钻井、完井和开采的全过程。钻井过程中井眼不稳定,不仅会造成钻井困难,而且还影响完井作业。另外,水平井井眼不稳定对采油生产也有很大影响。水平井由直井段、斜井段和水平段构成,因为在斜井段钻具会产生斜向拉力,随着钻具深入,侧向力随之增大,钻具与井壁形成“偏心环空”,岩屑滑移、堆积,在一定条件下会淤积在水平段,给固井带来困难。

      二、水平段钻井液窜槽

      水平段固井施工很容易出现环空底部钻井液窜槽,这与井斜角、钻井液流变性能和钻井液固相沉淀等因素有关。钻井液内的固相会因重力作用而沉淀,如果井斜角过大,这些沉淀就会淤积在环空下部,进而无法被冲洗液顶出;沉淀未清除会直接污染固井水泥浆。一般来讲,钻井液的静切力及屈服值需有适当数值,以防止固相沉淀,提高顶替效率;减小井斜角,会降低窜槽程度。

      三、套管不居中

      在水平段钻井时,由于曲率、方位等因素的影响,套管很容易不居中,从而提高了固井的难度。在井斜角过大时,套管将无法居中而偏向井壁,进而形成宽边和窄边。由于宽边和窄边的环空流速不同,顶替效率受到影响。如果偏心严重,甚至与井壁紧贴,就会使环空不能完全“替净”而窜槽,在注入水泥后形成水泥环部分较薄,甚至未形成水泥环,进而使固井的质量大打折扣。有关资料显示,套管居中度达67%以上,才可以获得较好的顶替效率。

      四、水泥浆体系对固井质量的影响

      水平段水泥浆胶结过程中受自身重力作用,密实度会降低,可能发生胶结变弱或无胶结的情况。此外,水泥浆内含有大量的自由水,在重力作用下很容易析出并在环壁上侧形成游离通道,这些通道会引起油气水窜。

      针对以上问题,找出解决办法才能提高固井质量。我国固井技术发展十分,已拥有和掌握了许多先进技术,但苦于发展时间较短,与发达国家相比还存在不小的差距。笔者以为,国外的诸多先进技术仍然值得借鉴。