非常规标准固井宣贯课件.ppt
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- 常规 标准 固井宣贯 课件
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1、 主讲人:刘主讲人:刘 伟伟 Q/SH 0440-2011 固井是指在井眼内按设计要求下入套管柱,并在套管柱与井壁形成的环形空间内注入水泥浆,使之固结在一起的工艺过程。固井工程包括通井处理钻井液、下套管、再循环处理钻井液、注水泥、候凝、测井到装井口交井的全过程。固井是涉及多学科多专业的一个系统工程,核心是如何提高水泥胶结质量,有效封隔油气水层。Q/SH 0440-2011u 制定标准背景制定标准背景固井的主要特征:固井的主要特征:成本高:成本高:固井费用约占钻井成本的固井费用约占钻井成本的30-40%30-40%时间短时间短:固井作业一般在数小时内完成:固井作业一般在数小时内完成隐蔽性作业隐蔽
2、性作业:可控难度大可控难度大影响因素多影响因素多:既有客观因素也有主观因素既有客观因素也有主观因素一旦失败,补救难度大,效果差一旦失败,补救难度大,效果差 如何获得好的固井质量?关键在于:1)科学合理的施工设计 2)良好的井眼准备 3)精心细致的固井准备 4)经济合理的费用投入 Q/SH 0440-2011u 制定标准背景制定标准背景通过本次非常规油气水平井固井技术要求的制定,使非常规油气水平井固井从设计、固井施工准备到固井作业程序、固井作业评价有章可循,规程的制定不仅填补了中石化在该项目上的空白,而且对非常规油气水平井固井施工也有明确的指导作用,还可以帮助解决施工过程中遇到的实际问题,提高固
3、井质量,为下步的储层改造提高良好的井眼条件。中石化把非常规油气开发列为公司资源发展战略,并作为十二五打造上游产业的重要举措。实现“东部硬稳定、西部快上产、天然气再翻番、非常规大发展”这一目标。使制定科学、实用、合理的非常规相关标准显得十分必要。Q/SH 0440-2011l 任务来源:任务来源:非常规油气水平井固井技术要求是根据中石化股份公司下达的2011年中国石化企业标准制修订项目任务书(710012)的通知(中囯石化科【2011】193号项目编号:2011-193)文件的要求,由中国石化石油工程技术研究院承担并起草制订本标准。本标准的制定是由中国石油化工集团公司石油工程管理部提出,由中国石
4、油化工股份有限公司科技开发部归口管理。Q/SH 0440-2011 序号序号姓名姓名职务、职称职务、职称单位单位分工分工1刘 伟专家、高工中国石化石油工程技术研究院主笔、总体规划、起草编制说明固井技术要求条款的制定2魏绪伟工程师中国石化胜利油田钻井研究院固井技术要求条款的制定Q/SH 0440-2011l 标准的编制过程标准的编制过程2011年9月27-10月9日,提出制定标准意见,编写立项书;2011年10月12日-10月24日,确定了标准编写提纲和主要内容;2011年10月24日-11月17日,完善标准征求意见稿,并到八大油田和石油工程技术研究院就标准征求意见稿内容与专家和技术人员进行面对
5、面征求意见,供收集了90多条意见,并进行修改;2011年11月19日20日,股份公司石油工程管理部、油田勘探开发事业部等相关部门有关专家在北京对该标准进行了审查并提出了修改意见;2011年12月9日,股份公司科技开发部会同石油工程管理部、安全环保局、油田勘探开发事业部等总部相关部门和石油工程技术研究院、胜利石油管理局、中原石油勘探局、河南石油勘探局、江汉石油管理局、西南石油局、勘探南方分公司等相关单位的有关专家在北京对非常规油气水平井固井技术要求中国石化企业标准送审稿进行了审查。并确认后形成标准报批稿。结合相关固井行业标准结合相关固井行业标准常规固井作业常规固井作业特殊固井作业特殊固井作业接近
6、现接近现场实际场实际 编制编制非常规水平井固井技术要求非常规水平井固井技术要求经济有效经济有效可操作性可操作性 具有一定具有一定的先进性的先进性按照标准编写格式Q/SH 0440-2011u 编写原则编写原则目前非常规油气开采的主要技术手段:水平井+分段压裂u 非常规特点非常规特点85%采用射孔采用油基钻井液大型多级压裂Q/SH 0440-2011固井技术难题水平段长,摩阻大,套管难以顺利下至设计井深套管不易居中、顶替效率难保证油基钻井液冲洗困难,胶结质量难以保障分段压裂完井对水泥浆胶结质量水泥石弹塑性要求高水泥浆性能要求高,零析水、低失水u非常规固井非常规固井具有客观存在性和不可调节性,在一
7、定程度上制约了固井质量的提高 Q/SH 0440-2011u 与常规油气固井工程作业对比的异同点对比项目常规水平井非常规水平井压裂规模级数少多级压裂固井质量固井合格层间封隔水泥石机械性能抗压强度、膨胀率弹性、韧性、抗冲击性水平段1000m以上下套管顶部筛管完井射孔完井钻井液类型水基油基漏失井双级固井不推荐双级箍设备、工具加压器、漂浮接箍生产进度、成本改善推行难易容易项目联系区别固井设计技术要求设计依据引用增加了压裂方案资料要求引用增加了压裂方案固井工艺设计原则引用增加了后期压裂对管柱强度的要求套管串结构设计套管扶正器安放间距与常规标准引用规定了扶正器使用类型及适用井段要求,水平井段套管偏心度应
8、小于30%。浮箍浮鞋常规引用长水平段使用导向型引(浮)鞋漂浮接箍推荐使用尾管悬挂器及回接装置选型及安放位置与常规标准引用增加压裂对顶封及回接插筒密封能力的要求Q/SH 0440-2011项目联系区别固井设计技术要求冲洗液水基泥浆冲洗液主要性能引用冲洗效果评价油基泥浆冲洗液使用油基钻井液时,宜推荐在冲洗液前使用防破乳液前置液结构与用量引用延长了紊流接触时间;对采用油基钻井液的井推荐前置液结构水泥浆设计实验条件引用对于长水平段使用油基泥浆的温度进行了规定水泥浆体系选择引用满足后期压裂要求(弹韧性)作业量设计水泥浆量引用水泥浆附加量进行考虑顶替液管内外流体的密度差Q/SH 0440-2011项目联系
9、区别固井施工要求井眼准备井身质量要求Q/SH0439-2011的要求(全角变化率不应大于完井管柱的全角变化率限定值漏失井处理引用通井划眼要求规定了通井程序及管串结构套管下入前泥浆处理有效携岩注水泥前泥浆处理降粘、降切设备准备引用标准套管下入加压装置固井材料准备严格规定套管下入前进行大样复查顶替液准备规定采用轻质钻井液作业程序下套管作业引用程序双级、尾管固井作业要求引用双级固井不作要求固井作业要求引用评价套管试压、固井质量评价方法引用Q/SH 0440-2011影响固井质量客观因素影响固井质量客观因素井眼井眼复杂的井身轨迹和不规则的井眼条件 套管居中度小环空间隙小 长封固段。井壁稳定性差,钻井液
10、性能稍有变动将引起井下工况复杂具有客观存在性和不可调节性,在一定程度上制约了固井质量的提高具有客观存在性和不可调节性,在一定程度上制约了固井质量的提高 地层地层压力体系压力体系泥饼泥饼裸眼井段为多压力层系 钻井过程中“上喷下漏”,而且安全密度窗口窄 钻 井 液 造 壁性 能 较 差,泥 饼 质 量 不良,井 眼 净化程度低。影响固井质量主观因素影响固井质量主观因素固井设计固井设计 固井设计不合理,固井设计未能根据地质状况、油藏特点和井眼条件进行科学设计,设计不具有针对性 井眼条件差,造成糖葫芦井眼 地层承压能力差,井内压稳与防漏矛盾突出 钻井液循环处理不够,造成水泥浆顶替效率低 具有可控制的特
11、点具有可控制的特点 ,通过合理设计及质量控制措施来有效提高固井质量,通过合理设计及质量控制措施来有效提高固井质量 井眼处理井眼处理 执行设计不到位执行设计不到位 施工设备施工设备 现场执行设计不到位,造成现场施工达不到设计要求 固井施工设备不能满足施工设计要求。如:混合能不够,施工设备发生故障。工具和附件工具和附件 固井工具和附件质量不过关,引发固井事故。Q/SH 0440-2011u 标准框架标准框架p固井的主要目的 封隔井眼内的油、气和水层保护油气井套管,延长油气井寿命保护油气层,提高油气产量等 3.13.1设计依据设计依据3.23.2资资料要求料要求3.33.3固固井工艺设计原则井工艺设
12、计原则3.43.4套管柱结构设计套管柱结构设计3.53.5套套管柱附件管柱附件3.63.6前置液设计前置液设计3.73.7水泥浆设计水泥浆设计要求要求3.83.8作业量设计要求作业量设计要求3.93.9施工参数设计要求施工参数设计要求4.1井眼准备井眼准备4.2设备准备设备准备5.1下下套管套管5.2作业程序作业程序6.1固井质量评价方法固井质量评价方法6.2套管试压套管试压Q/SH 0440-2011本标准规定了陆地页岩油(气)和致密砂岩油(气)水平井固井设计、固井施工准备、固井作业程序、固井质量评价等主要内容和技术要求。本标准适用于非常规油气水平井固井施工作业。释义及依据释义及依据把影响固
13、井质量的技术因素都做了规定,涵盖了三个主要标准的内容Q/SH 0440-2011GB/T 19139 油井水泥浆试验方法 SY/T 5083 尾管悬挂器及尾管回接装置SY/T 5150 分级注水泥器SY/T 5374.1 固井作业规程第1部分:常规固井SY/T 5374.2 固井作业规程SY/T 5412 下套管作业规程SY/T 5467 套管柱试压规范SY/T 5480 固井设计规范(注水泥流变性设计)SY/T 5724 套管柱结构与强度设计SY/T 6268 套管油管选型推荐做法SY/T 6544 油井水泥浆性能要求SY/T 6592 固井质量评价方法GB/T 24368-2009玻璃表面
14、疏水污染物检测 接触角测量法GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准欧盟标准PrEN 196-1ASTM C 109UIQ/SH 0440-2011本部分主要阐述了本标准所引用的相关标准本部分主要阐述了本标准所引用的相关标准3 固井设计技术要求3.1 设计依据3.2 资料要求 增加了压裂方案 释义及依据释义及依据固井是为后期作业顺利进行提供保障,因此要本着有利于提高固井质量、有利于满足地质要求、有利于满足后期分段压裂作业的要求这一原则。泵送桥塞坐封工具射孔枪电缆3.3 固井工艺设计原则3.3.1平衡压力-密度选择3.3.2套管居中-扶正器3.3.3提高顶替效率-顶替排量3.3
15、.4安全施工-避免漏、喷、憋压井下事故释义及依据释义及依据补充了套管居中-水平井段套管偏心度应小于30%。Schlumberger、Halliburton Company 套管居中度大于70%。Q/SH 0440-2011井名井深(m)扶正器类型实际安放间距(m)实际安放数量(只)实际平均居中度(%)建页HF11720弹性2268040泌页HF13722弹性111467080涪页HF13564刚性欠尺寸22983050彭页HF13446弹性5112557080Q/SH 0440-2011四口页岩油气水平井扶正器安放Q/SH 0440-20113.4管柱结构设计3.4.2套管串设计原则 套管串上
16、联接的固井工具及附件应有利于固井施工、提高固井质量和满足后期压裂施工要求3.4.3套管柱强度校核 应考虑大型压裂时附加的应力载荷释义及依据释义及依据由于非常规水平井开发多采用大型分段压裂的改造措施,对管串的密封压力要求较高,目的是增强套管的安全性,为后期持续开采提供保障。Q/SH 0440-20113.5 套管柱附件3.5.1套管柱附件设计基本原则密封能力应不低于压裂施工的套管柱密封性能;通径不小于套管柱的最小通径,满足完井及后期作业的工具附件能顺利通过。释义及依据释义及依据由于以往固井设计套管选型、套管的密封压力只参照钻井设计提供的要求,没有考虑后期完井工具、压裂施工压力对套管及附件的压力和
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