固井质量一次控制研究及应用

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1、江汉石油管理局科学技术研究项目开题报告项目名称：套管内固井复杂情况的预防技术的研究应用负责单位：钻井工程处审查人：（签字）起止年月：2000年10月一2001年10月申报日期：2000年10月30日一、项目来源及目的意义固井是钻井工程的最后一道重要工序，固井质量的好坏不仅关系到钻井作业的成败，而且关系到油田合理开发和长期生产的百年大计。而固井质量的评价是通过声幅测井来考核的，合格与否关系到后续采油作业能否按时投入施工，其重要性可见一斑。在声幅测井过程中，频繁出现套管内电测遇阻的问题。根据遇阻情况可分为两种:一种是由结构较强的胶体或絮凝物造成的遇阻；另一种是由水泥团块

2、或水泥石造成的遇阻，前者称为软遇阻，后者叫硬遇阻。经多方面分析，造成套管内电测遇阻的主要原因有：胶塞结构不合理、耐磨性与抗高温性能差等；压塞液悬浮固相能力差，与钻井液、水泥浆的相容性差，水化不充分在高温下易絮凝；回压凡尔及自锁式胶塞密封不严，导致水泥浆回流进套管，形成水泥团块或水泥石。早期解决这类电测遇阻通常的做法：在仪器下部挂接加重杆，采取高速冲击或低速慢溜的做法，这种方法可能导致电测仪器落井或冲坏。目前管理局测井处已严正明确，不能使用此方法。为此，只能通过下小钻杆通井清除阻塞物，完成声幅侧井，这样将无形增加钻井费用。减少损失情况分析：1、下一次小钻杆的综合损失为

3、16.6万元/井次，每年平均有1-2口井需下小钻杆通井，年平均损失为：33.2万元。1.1小钻杆使用及运输费用为：6万：/汐次；1・2井队定额为2.4万洽天(大庆130型钻机),一般下小钻杆通井作业时，从准备到完工到第二次测井成功，至少需4天时间，合计为：9.6万元併次；1.3二次测井费用为1.0万元併次。2、电测遇阻，通过使用加重杆等措施加以解决，其损失为13万元年。2.1通过仪器在套管内的快冲、慢溜或挂加重杆等手段电测成功延长了电测时间，也延长了井队的完井时间。一般平均延长10小时7井次，2000年截止8月底已有13口井电测遇阻，后采取措施才电测成功。其损失为：

4、(10/24)X13X2.4二13万元。开展项目研究可以解决套管内电测遇阻的问题，每年可减少损失46.2万元/年。同吋可使油水井及早投产，经济和社会效益比较显著。二、国内外现状及发展趋势关于套管内屯测遇阻的问题，国外没有见到相关报道。在新疆塔里木油田，井较深、封固段较长且通常采用尾管悬挂或分级注水泥方式固井，下小钻杆通井属正常作业程序。只有为数不多的井采用单级注水泥方式固井，但套管内电测遇阻的问题很少出现。中原、辽河油出也用大泵替浆，也极少发生此类情况。初步分析与这些油出所用胶塞及浮箍浮鞋的结构、质量有关，同时与其使用的压塞液、钻井液性能有关南阳油田则不分深井、浅井

5、而一律采用清水替浆，有效地防止了套管内电测遇阻现象的发生。三、主要研究内容（包括基本原理、研究思路、技术关键、主要技术指标及试验内容等）研究思路：首先从胶塞结构，压塞液，水泥浆，泥浆等在现场运用中的效果调研入手，分析造成套管内测井遇阻的主要原因，然后通过室内外各项试验，研究制定一套安全有效的固井配套技术。研究内容：1、压水泥浆整体式胶塞的设计（1）橡胶的选择及硫化工艺（2）胶塞结构及尺寸2、水泥浆及替浆介质的性能优化设计（1）泥浆、水泥浆、压塞液单项性能•泥浆的固相沉降稳定性、塑性粘度•压塞液的高温稳定性、对固相的悬浮能力（2）钻井液、水泥浆、压塞液相容性3、套管下

6、部结构优化设计浮箍、浮鞋的强度、耐高温性能、密封性能、反应灵敏性4、固井替水泥浆工艺设计、施工的综合配套措施（1）固井工具、工艺的研究与配套（2）固井顶替介质的研究与配套（3）井身质量控制技术关键：1、压水泥浆整体式胶塞的设计2、水泥浆及替浆介质的性能优化设计主要技术指标：1、现场实验10口井2、电测遇阻率控制少于3井次年3、电测遇阻后下小钻杆少于1井次年、开题条件（包括前期工作、参加研制人员情况、现有仪器设备及实验条件等）由于套管内电测遇阻的问题由来已久，在近几年也作了大量的技术革新，压塞液的选择上已经历了用混浆水、CMC胶液等过程，胶塞的结构、强度及耐高温性能不

7、断改进，对水泥浆的研究工作也从未停顿过，在固井准备前期加强了对完井泥浆的性能监测和调整。对套管内的残留物也作过现场取样分析。具有全套水泥浆、钻井液、压塞液化验设备和性能良好的固井设备。项目人员：张国仿工程师大学组长负责组织和全面协调喻先进高工大学副组长负责现场试验工作的管理和协调童伏松高工大学副组长负责钻井液、压塞液方面的理论研究陈向军工程师大学负责室内实验和胶塞结构设计和几何参数研究陈文工程师大学负责钻井液、压塞液、水泥浆室内相溶性研究李增科工程师硕士负责现场实验工作和资料收集彭先展高工大学负责现场实验工作和资料收集沈凡丁工程师大专负责现场实验工作和资料收集刘