固井设备及工艺演示教学.ppt
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1、固井设备及工艺20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺固井技术重要性及存在问题固井技术重要性及存在问题套管的类型套管的类型固井设备及工具固井设备及工具常规注水泥工艺流程常规注水泥工艺流程注水泥工艺技术注水泥工艺技术20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺固井可能带来的危害固井可能带来的危害作业水深:作业水深:
2、1524m离岸距离:离岸距离:77km油油 公公 司:司:BP钻井承包商:越洋钻探公司钻井承包商:越洋钻探公司固井服务公司:哈里伯顿固井服务公司:哈里伯顿11人死亡,人死亡,17人受伤,大面积海域受到严重污染人受伤,大面积海域受到严重污染一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺l井筒密封性没有建立或失效井筒密封性没有建立或失效环空注水泥质量差,未能封隔油气储层,环空注水泥质量差,未能封隔油气储层,导致油气上窜导致油气上窜套管鞋装置失效,未能阻止油气上窜套管鞋装置失效,未能阻止油气上窜l未能及时监测到油气上
3、窜,井控失效未能及时监测到油气上窜,井控失效负压力测试解读错误,油气井完整性未满负压力测试解读错误,油气井完整性未满足要求,就进行下一步的施工足要求,就进行下一步的施工井控监督未及时下达指令井控监督未及时下达指令紧急停车系统失效,造成油气点燃紧急停车系统失效,造成油气点燃l油气在深水平台上点燃油气在深水平台上点燃导流至泥浆天然气分离装置时天然气泄漏导流至泥浆天然气分离装置时天然气泄漏至钻机平台至钻机平台消防系统未能组织油气点燃消防系统未能组织油气点燃l紧急封井器未能及时密封紧急封井器未能及时密封紧急封井器未能封住井口紧急封井器未能封住井口一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题
4、20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺l选择充氮水泥的原因选择充氮水泥的原因窄密度窗口,降低液柱压力窄密度窗口,降低液柱压力l可能存在的风险可能存在的风险泡沫稳定性差泡沫稳定性差水泥浆体积少(总共水泥浆体积少(总共62桶)桶)水泥浆易受污染水泥浆易受污染l减小风险的措施减小风险的措施水泥综合性能检测,选择综合性水泥综合性能检测,选择综合性能好的水泥浆体系能好的水泥浆体系精确施工精确施工l套管居中措施套管居中措施安装安装6个扶正器个扶正器未考虑其它套管居中措施未考虑其它套管居中措施一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年年7
5、7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺l充氮水泥体系复杂,影响因素多充氮水泥体系复杂,影响因素多l水泥浆体积少,易受污染(设计水泥浆体积少,易受污染(设计62桶,实际桶,实际充氮水泥充氮水泥45桶桶)l未加降失水剂、泡沫稳定剂未加降失水剂、泡沫稳定剂l未进行全面的室内实验未进行全面的室内实验l充氮水泥可能稳定性差,氮气会充氮水泥可能稳定性差,氮气会上窜上窜l8”井眼下井眼下7”套管,接箍处水泥套管,接箍处水泥顶替效率问题以及水泥环薄顶替效率问题以及水泥环薄环空水泥密封性差环空水泥密封性差一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年年7 7月专业实习月专
6、业实习固井设备及工艺固井设备及工艺l充氮水泥中充氮水泥中50的泡沫地面条件下不稳定的泡沫地面条件下不稳定l约约18.5的泡沫水泥(井下条件)不稳定的泡沫水泥(井下条件)不稳定l哈里伯顿公司的充氮水泥浆的屈服值过低哈里伯顿公司的充氮水泥浆的屈服值过低(135时的屈服值为时的屈服值为2 1b/100ft2)l水泥浆的失水量过大(失水为水泥浆的失水量过大(失水为302mL/30min,标准规定为,标准规定为50mL/30min)委托独立实验室对固井水泥浆进行了超过委托独立实验室对固井水泥浆进行了超过500次的实验次的实验水泥浆体系存在的问题水泥浆体系存在的问题一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术
7、重要性及存在问题20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺l套管鞋内2道密封失效(套管内水泥和浮箍阀)l充氮水泥易受污染,氮气从浆体中上窜l固井后16小时替海水作业,单流阀承受21.4MPa的上顶力,可能造成单流阀损坏l井口封隔器未安装锁止滑套,密封系统出现致命的缺陷。套管鞋内密封失效,密封装置失效套管鞋内密封失效,密封装置失效套管鞋内装置未能套管鞋内装置未能封隔油气封隔油气一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺固井可能带来的危害固井可能带来的危害台台H6-1H6-1井井
8、339.7mm339.7mm表表层层套套管管固固完完井井候候凝凝时时,北北东东方方向向约约250250米米冒冒气水后目前情况气水后目前情况 涩北气田气层埋藏浅,分布井段长(涩北气田气层埋藏浅,分布井段长(408.0-1738.2m),层数多(),层数多(54-79),气水界面复杂),气水界面复杂,浅层气、浅层盐水活跃。台浅层气、浅层盐水活跃。台H6-1井、台井、台6-7井,一开钻至井,一开钻至800m下入表层套管固井后,候凝过程下入表层套管固井后,候凝过程中套管外地表窜出盐水和水溶气,被迫报废中套管外地表窜出盐水和水溶气,被迫报废台台6-76-7井井273mm273mm表表层层套套管管固固完完
9、井井候候凝凝时时,地地表表窜窜出出盐盐水和水溶气水和水溶气一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺2、现代固井技术面临形势、现代固井技术面临形势一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺3、现代固井技术存在问题、现代固井技术存在问题复杂井一次作业成功率有待提高复杂井一次作业成功率有待提高 提高固井一次作业成功率,是确保工程技术安全的关键,提高固井一次作业成功率,是确保工程技术安全的关键,是提高固井质量的保障,省略后期补
10、就作业。是提高固井质量的保障,省略后期补就作业。复杂层间有效封隔能力不强复杂层间有效封隔能力不强 实现层间有效封隔,是后续安全钻井的保障,是提高开实现层间有效封隔,是后续安全钻井的保障,是提高开发效益的保障。发效益的保障。长寿命封固质量无法确保长寿命封固质量无法确保 固井的长期封固质量,是延长油气井寿命的关键,是提固井的长期封固质量,是延长油气井寿命的关键,是提高单井综合经济效益的关键。高单井综合经济效益的关键。有有办办法法 无无把把握握核心问题:密封完整性核心问题:密封完整性 结构完整性结构完整性 腐蚀完整性腐蚀完整性一、固井技术重要性及存在问题一、固井技术重要性及存在问题20152015年
11、年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺固井技术重要性及存在问题固井技术重要性及存在问题套管的类型套管的类型固井设备及工具固井设备及工具常规注水泥工艺流程常规注水泥工艺流程注水泥工艺技术注水泥工艺技术20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺1 1、表层套管、表层套管 主要用途:主要用途:封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层;安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。下深位置:下深位置:根据钻井的目的层深度和地表状况而定,一般为上百米甚至上千米。水泥返高:水泥返高:返升到地面。二、套管柱的类型二、套管柱的类型20152015年年7 7月专业实习月专业实习固
12、井设备及工艺固井设备及工艺2 2、生产套管(油层套管)、生产套管(油层套管)主要用途:主要用途:用以保护生产层;提供油气生产通道。下深位置:下深位置:由目的层位置及完井方式而定。水泥返高:水泥返高:一般返至拟封固地层以上200m。若拟封层为高压气层有时也需要返至地面。二、套管柱的类型二、套管柱的类型20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺3 3、中间套管(技术套管)、中间套管(技术套管)主要用途:主要用来封隔不同地层压力层系或易漏、易塌、易卡等井下复杂地层。下深位置:在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管,可以是一层、两层或更多层,因此每层的下深都必须
13、依据井身结构设计原则来进行合理设计。水泥返高:一般返至拟封固地层以上50200m。若拟封层为高压气层需要返至地面。二、套管柱的类型二、套管柱的类型20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺4、尾管(衬管)、尾管(衬管)是在已下入一层技术套管后采用,即在裸眼井段下套管、注水泥,而套管柱不延伸到井口。主要用途:减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头负荷;节省套管和水泥。一般适用于深井和超深井。下深位置:必须依据井身结构设计原则来进行合理设计。水泥返高:返至衬管或者尾管悬挂器处,把尾管悬挂器与上层套管紧密连接在一起。二、套管柱的类型二、套管柱的类型20152015年年7
14、 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺固井技术重要性及存在问题固井技术重要性及存在问题套管的类型套管的类型固井设备及工具固井设备及工具常规注水泥工艺流程常规注水泥工艺流程注水泥工艺技术注水泥工艺技术20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺1、套管柱下部结构、套管柱下部结构引鞋引鞋:引导套管入井,防止套管插入井壁或刮削井壁:引导套管入井,防止套管插入井壁或刮削井壁。套管鞋:引导钻具顺利进入套管,防止钻具的接头、钻头被套套管鞋:引导钻具顺利进入套管,防止钻具的接头、钻头被套官底部挂住。官底部挂住。三、固井设备及工具三、固井设备及工具20152015年
15、年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺旋流短节旋流短节:使水泥浆旋流上:使水泥浆旋流上返,以利于提高顶替效率,返,以利于提高顶替效率,保证注水泥质量。保证注水泥质量。回压凡尔回压凡尔:下套管过程中减:下套管过程中减轻套管重量;注水泥过程中轻套管重量;注水泥过程中防止水泥浆倒流,保证水泥防止水泥浆倒流,保证水泥浆上返高度。浆上返高度。承托环承托环:控制水泥塞高度。:控制水泥塞高度。三、固井设备及工具三、固井设备及工具20152015年年7 7月专业实习月专业实习固井设备及工艺固井设备及工艺l浮鞋和浮箍浮鞋和浮箍 (Float Shoe and Float Collar)浮鞋联接
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