川西气井重晶石塞封井技术总结资料.docx
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川西气井重晶石塞封井技术总结资料
川西气井重晶石塞封井
技术总结及交流材料
西南石油局广西石油基地服务中心
目录
0概述1
1重晶石塞封井简介2
1.1龙39D井相关数据和施工简介2
1.2龙7-2井相关数据和施工简介3
1.3龙16井相关数据和施工简介4
1.4龙遂43D-1井相关数据和施工简介5
1.5龙遂43D井相关数据和施工简介6
1.6联19井相关数据和施工简介7
1.7新浅70井相关数据和施工简介8
2重晶石塞封井与全井筒水泥塞封井的优缺点对比9
3重晶石塞封井施工步骤10
4重晶石塞封井风险及控制10
5建议10
6结论11
0概述
2014年广西石油基地服务中心修井队在分公司钻井处及业主单位的安排和指导下完成了7口井重晶石塞封井试验,其中龙星公司5口井,联益公司1口井,川西采气厂1口井;封井后我们多次巡查,目前井口压力均为零,证明用重晶石塞封井的方案是正确的、工艺是成功的、经验值得推广。
试验重晶石塞封井的7口井分别是龙39D井、龙7-2井、龙16井、龙遂43D-1井、龙遂43D井、联19井、新浅70井。
表0-1重晶石塞封井基本情况
井号
油压MPa
套压MPa
压井后
井深m
产层m
压裂
填砂砂面
重晶石粉T
重晶石塞长m
龙39D
0
0
井漏
1080.22
988-994;995-999
是
996.56
20
387
龙7-2
0
0
井漏
523
494-499.4
是
472
13
255
龙16
0
0
井漏
680
655-660
否
未填砂
19
377
龙遂43D-1
0.5
0.5
不产水
855
496-499
是
482.46
14
277
龙遂43D
4.8
4.5
产水
1539
534-537
是
513
15
297
联19
11
11
清水压不稳
1050
708-727;845-859
是
未填砂
26
575
新浅70
1.8
2.5
产水
1038
662.92-665.95;681.92-685.92
否
655.21
24
278
重晶石塞封井就是在地面将重晶石粉配成密度2.6g/cm3左右的悬浊液,一次或分几次从油管打入井内,然后提出井内油管,让重晶石粉自然沉降形成重晶石塞,实现封堵产层、封固井筒的目的。
1重晶石塞封井简介
1.1龙39D井相关数据和施工简介
2000年12月25日钻至井深1141m完钻,完井方式为后期射孔完井。
2000年12月-2001年1月对988-994m、995-999m井段进行了电缆吊射,射后未获天然气产能;2001年4月对该层进行了加砂压裂测试,获天然气无阻流量563m3/d,水3.6m3/d;该层为含水气层。
油层套管:
Ф139.7mm×1135.19m;最大井斜:
40º;造斜点:
150m
施工工序:
施工准备、泄压、压井、循环验通、探人工井底、填砂、注入重晶石粉悬浊液、提出井内油管、待重晶石粉沉淀、下油管探塞面。
探得砂面深1080.22m,填砂至996.56m。
2014年10月13-14日用20吨密度4.2g/cm3重晶石和粉5.6m30.4%烧碱溶液(PH=13)配成密度2.45g/cm3的悬浊液10.3m3,从油管分3次注入并起出井内油管,灌满井筒,关井待重晶石粉沉淀;2014年12月5日下油管探塞,在深度412.80m悬重下降2KN,说明油管已插入重晶石悬浊液。
按理论计算重晶石塞塞面609m,从而判定重晶石粉沉降不完全。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-1龙39D井封井后井身结构示意图
1.2龙7-2井相关数据和施工简介
1997年8月5日完钻,完钻井深710.00m,完井方式为套管射孔完井。
1997年8月对631-639m井段进行了射孔、加砂压裂测试,未获天然气产能且产水;1997年8月对532-537m井段进行射孔及加砂压裂测试,求得天然气产量甚微且产地层水量为7m3/d;打水泥塞封隔后再射开494-499.4m气层,未获工业气流,1999年11-12月加砂压裂测试,求得气产量0.128×104m3/d,产水2Om3/d。
油层套管:
Ф139.7mm×704.6m;水泥塞面:
523m
施工工序:
施工准备、泄压、压井、循环验通、探人工井底、填砂、打入重晶石粉悬浊液、提出井内油管。
从油管填砂0.5m3,沉砂24h探砂面为472.6m。
2014年11月9日,用重晶石粉13吨和3.0方0.4%烧碱溶液PH=13配成密度2.6g/cm3的重晶石悬浊液;分2次从油管循环注入重晶石粉悬浊液6.0m3,起出井内油管,灌满井筒,关井。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-2龙7-2井封井后井身结构示意图
1.3龙16井相关数据和施工简介
1997年11月24日完钻,完钻井深1100.0m,该井曾对689-694m进行过射孔测试,未能获得天然气产量,打水泥塞上返;对655-690m进行过射孔测试,未能获得天然气产量。
油层套管:
Ф139.7mm×877.15m;水泥塞面:
680m
施工工序:
施工准备、泄压、压井、循环验通、洗井、打入重晶石粉悬浊液、提出井内油管。
泄压后压井洗井时发现油套不连通,起出Φ63mm油管6根,敞井观察8h无溢流,再下入Φ63mm油管5根,用清水13m3反循环洗井。
2014年11月8日用重晶石粉19吨和4.0m30.4%烧碱溶液配制密度2.7g/cm3重晶石粉悬浊液,分2次循环注入重晶石粉悬浊液8.4m3,,井口返出重晶石混合液,起出井内管串,灌满井筒,关井。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-3龙16井封井后井身结构示意图
1.4龙遂43D-1井相关数据和施工简介
2011年7月27日完钻,完钻井深2016.00m,完井方式为套管射孔完井。
2011年9月-12月先后3次对本井(1941.02-1944.02m)、(1051.02-1054.02m、1155.02-1158.02m)、(496.04-499.04m)层段射孔及加砂压裂改造后试气,虽然井口有压力显示,但不具备输气和求产标准,3层段在目前工艺条件下属干层。
油层套管:
Ф139.7mm×2010.63m;
施工工序:
施工准备、泄压、压井、循环验通、探人工井底、填砂、打入重晶石粉悬浊液、提出井内油管。
泄压,油压由0.5MPa降至0MPa,套压由0.5MPa降至0MPa,无液;循环0.5m3地层水后套管返液,敞井观察,出口无气液排出;从油管填河砂4.5m3后下油管探得砂面513.0m。
2014年11月30日,用14吨密度4.2g/cm3重晶石粉和2.9方0.4%烧碱溶液(PH=13)配成密度2.70g/cm3的悬浊液,从油管分2次注入,井口返出重晶石粉混合液,起出井内管串,用2.70g/cm3的重晶石粉悬浊液灌满井筒,总入井量6.2m3,关井。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-4龙遂43D-1井封井后井身结构示意图
1.5龙遂43D井相关数据和施工简介
2011年6月28日完钻,完钻井深1726m,套管射孔完井。
2011年9-12月对(1654.97-1657.97m)层段射孔及加砂压裂改造后试气,未获天然气产能,证实该层段在目前工艺条件下属干层;填砂后转层对(533.99-536.99m)层段射孔及加砂压裂改造后试气,分别两次取水样测得氯根含量为13800ppm、18200ppm,证实该层产地层水。
油层套管:
Ф139.7mm×1723.94m;最大井斜:
35.09°;造斜点:
550m
施工工序:
施工准备、泄压、压井、循环验通、探人工井底、填砂、打入重晶石粉悬浊液、提出井内油管。
泄压,油压由4.8MPa降至0MPa,套压由4.5MPa降至0MPa,无液,循环从油管灌0.2m3水后套管返液;洗井后敞井观察,出口无气液返出;提出井内射孔管串,空井筒填河砂12m3,探得砂面530.23m;打水泥塞正注密度1.90g/cm3水泥浆0.5m3。
2014年12月4日,用重晶石粉15吨+30.4%烧碱溶液PH=13配成密度2.7g/cm3重晶石粉悬浊液,分2次循环注入密度2.7g/cm3重晶石粉悬浊液到井口返出重晶石混合液。
起出井内管串后,用重晶石粉悬浊液灌满井筒,总入井量为6.2m3,关井。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-5龙遂43D井封井后井身结构示意图
1.6联19井相关数据和施工简介
1997年6月10日完钻,完钻井深1070m,完井方式为套管射孔完井。
射孔井段:
1007-1017m、708-727m、845-859m
油层套管:
Ф127mm×1069.21m;人工井底:
1050m
施工工序:
施工准备、泄压、循环压井、试挤、关井观察、再次泄压观察、打入重晶石粉悬浊液、提出井内油管关井观察。
泄压点火,油压11MPa降至0,套压由11MPa降至0,火焰高5m降至1m,不出水;
循环压井、洗井,洗深:
897.93m,洗井后关井试挤,挤入清水4m3,泵压1MPa↑10MPa,关井观察35h,油压6MPa,再次泄压点火,油套6↓0MPa,火焰高1米,间喷产水10方,说明地层压力高于水柱压力。
2014年11月3日,用重晶石粉26吨和清水配成密度2.7g/cm3重晶石粉悬浊液12方,分四次从油管循环注入,井口未返出重晶石粉混合液(部分重晶石粉悬浊液漏失);提出油管关井观察。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-6联19井封井后井身结构示意图
1.7新浅70井相关数据和施工简介
1998年4月11日完钻,完钻井深1086m,完井方式为套管射孔完井。
1998年4月对662.92-665.95m、681.92-685.92m进行了射孔测试,放喷口呈线流,共排液4.3m3,无气产出,该层为干层。
油层套管:
Ф177.8mm×1081.38m;人工井底:
1038.23m。
施工工序:
施工准备、泄压、压井、循环验通、探人工井底、填砂、打入重晶石粉悬浊液、提出井内油管。
泄压,油压1.8MPa↓0MPa,套压2.5MPa↓0MPa,产水0.5m3;循环压井后敞井观察,出口无气液返出;提出井内射孔管串,空井筒填河砂8.5m3后下油管探砂面深度655.21m。
2014年12月29日,用重晶石粉24t+6.40m30.4%烧碱溶液PH=13配成密度2.5g/cm3重晶石粉悬浊液12.20m3,分3次从油管循环注入,井口返出重晶石粉混合液;提完油管关井观察。
完善封井井口后观察至今,井口压力为零,封井成功。
图1-7新浅70井封井后井身结构示意图
2重晶石塞封井与全井筒水泥塞封井的优缺点对比
重晶石塞封井试验目前选择都是浅井。
需要封井的浅井井场一般都被复耕,井场小、道路狭窄,如果用水泥塞封井,考虑修井机进场困难大都采用的全井筒打水泥塞封井方案;因此我们就用全井筒打水泥塞封井方案与重晶石粉封井方案的优缺点进行对比。
表2-1重晶石塞封井与全井筒水泥塞封井方案的优缺点对比表
项目
全井筒水泥塞封井
重晶石塞封井
入场道路
入场道路需满足固井水泥车通过,限高不低于4.2米;道路桥梁承载25T;道路承载能力要求相对高
入场道路需满足25吨吊车通过,限高不低于3.5米;道路桥梁承载20T;道路承载能力要求相对低
场地
井场能满足摆放3台固井用车(1台固井水泥车、1台灰罐车、1台固井用水车)场地
井口旁能满足吊车起下油管
原井内管串
必须有
无要求
施工周期
施工2天,候凝2天
施工6天,沉降长达半年(实验数据)
油管回收
不能回收油管
能回收油管
产层以下口袋
越短越好,口袋超过100m不宜选择此方案
无要求
适用井深
浅井
浅井、低压中浅井
压力系数
无要求
偏小
风险
高压挤水泥作业时,出现刺漏时将存在人身伤害隐患。
吊车起下油管落物伤人;为有利沉淀,配制液加入烧碱(PH=13),施工中如出现刺漏、修泵、提管喷浆等现象时将存在人身伤害隐患。
封井效果
三种情况影响封井效果:
1、井斜,由于井斜油管靠边,水泥浆窄流,靠边一面水泥胶结及密封效果差;2、油管固在井内,多了两个胶结、密封界面,如果油管腐蚀严重将影响水泥胶结及密封效果;3、由于水泥浆凝固时的失重现象,又因为受地层承压限制,憋压候凝值不能平衡地层压力将出现窜气现象。
好
封井费用
相对比较入场道路扩建费、井场土建费要高一些;边远井运迁费高;特别是乡村水泥路易被重车破坏,赔偿费高。
低
不足
有气窜风险,气窜后不能补救。
井斜影响重晶石粉沉降,但气窜后可以进行补救。
3重晶石塞封井施工步骤
低压浅层井重晶石塞封井的施工按以下步骤进行:
1、压井:
目的确保井控安全,具体是接流程、泄压、清水压井、敞井观察;
2、填砂:
目的保证重晶石粉沉积在产层以上,防止浪费重晶石粉。
具体是吊车安装防喷器、探井底、洗井、填砂到产层、探砂面;
3、填重晶石粉:
目的将重晶石粉高效的注入井内,并起出油管。
具体是配密度2.6g/cm3左右重晶石粉悬浊液1倍井筒容积、从油管循环注重晶石粉悬浊液、起出油管、重晶石粉悬浊液灌满井筒;
4、弃井:
目的验证封堵效果,具体是关井观察、拆井口弃井。
4重晶石塞封井风险及防范
1、吊车起下油管时,吊环应捆好安全绳,井口操作人员必须离开吊卡坠落区域2米以外,以防落物伤人。
2、产层以下口袋大于50米时,要考虑填砂;对于井斜大的井要特别控制油管填砂速度,以防形成砂桥。
3、用4%烧碱溶液配重晶石粉悬浊液时,员工要穿戴好防尘口罩、护目镜、防酸碱手套等劳保用品,井场应备中和冲洗液。
4、打完重晶石粉悬浊液后,应及时起出油管,以防重晶石沉降埋住油管。
5、对于清水压井后,有少量气体溢出的井应加强防火防爆措施,并延长观察时间。
5建议
1、重晶石粉悬浊液选用密度在2.6g/cm3左右,再提高密度会造成粘度太高导致泵吸及流动困难,密度太低影响重晶石粉加入量和封井填埋井段长度;
2、为了提高重晶石沉降效果,用0.4%烧碱溶液配制重晶石粉悬浊液,容易导致烧伤人和腐蚀井筒套管;建议选用其它无毒中性添加剂代替。
3、由于井口多为21MPa老式采气树,回收利用价值小,施工结束后,建议保留采气树,便于观察、确保安全。
4、由于重晶石粉悬浊液粘度高,上提管串摩擦阻力较大,如果需要注入重晶石粉悬浊液的量较大建议分段注入,每次注完提出相应长度油管后再注入第二段重晶石粉悬浊液。
5、清水压井后,要洗井2周以上,洗出井内的泥质和胶质物质,排除影响重晶石粉悬浊液的沉淀因素。
6、施工前要做产层承压试验,如果产层承压太低,应填砂将产层埋没,防止重晶石粉悬浊液大量漏进产层,影响封井效果。
6结论
通过7口井的试验,对于浅井封井采用重晶石塞封井方案的优点多于采用全井筒打水泥塞的封井方案,可以达到了永久封井的目的。
如果要推广重晶石塞封井工艺,还要编制出台相关行业标准。
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