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影响固井质量的因素

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影响 质量 因素
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固井质量分析固井是一项系统工程,固井质量是钻井工程质量的综合体现。影响固井质量的主要因素涉及到钻井过程质量、固井施工以及其他特殊因素等,分析一口井的固井质量必须从多方面考虑。钻井过程因素(一)井身质量井身对固井质量的影响主要是井径扩大率和井径变化率。1、井径扩大率适中的井径扩大率是固好一口井的保证。而井径扩大率扩大,替速就难以保证,井径扩大率越小,环空间隙就越狭窄,水泥环的强度就越差。井径扩大率在 5%∽ 15%之间的井,固井优质率最高;井径扩大率超过 15%时,固井质量优质率有降低趋势,而且井径扩大率越大,优质率就越低。当井径扩大率小于 5%或缩径时,固井优质率仍然较低。因此在实际钻井过程中,要尽可能地把井径扩大率控制在 5%∽15%之间。2、井径变化率井径变化率是指相邻井段内井径变化程度大小的物理量,井径变化率越大,井壁台肩就越大即留下大肚子井眼,特别是在从大井眼过渡到小井眼的一侧,滞留的钻井液或死泥饼很难替净,此处的固井质量就很难保证。或者,在顶替过程中,排量的非均匀性,即使这此滞留死泥浆被驱替出去,也容易造成上部封固段混浆现象。另外,方位角随井深的变化越大,即所谓的“狗腿”严重越大,井眼就越弯曲,套管难以居中,固井质量就难以保证。(二)钻井液性能钻井液性能对于保证固井质量十分重要,钻井液的密度关系压稳,黏度过高或过低,切力偏高都将影响顶替效率。钻井液与水泥浆的相容性将影响水泥环的胶质量。(三)钻井工程事故的影响钻井工程事故主要包括卡钻、井漏、工具落井、井喷、井斜等。钻井工程卡钻必须进行泡油等处理,影响钻井液性能,同时井身质量也受到影响。钻井工程漏失需要进行堵漏处理,加入堵漏剂后,影响钻井液性能,且漏失井必须进行防漏固井施工,顶替效率难以保证。工具落井、掉钻具等事故的发生,必须进行套铣等打捞处理,井身质量易受影响。井斜等事故的发生,须进行纠斜处理,也将影响井身质量。井喷等事故的发生,说明地层压力异常,难易实现压稳效果。上述钻井工程事故的发生,都将直接或间接地影响固井质量。在井漏事故中,堵漏处理可以提高井眼防御漏失能力,因而经过这种方法处理井的固井质量要高于简单的划眼处理或未处理。在外溢(喷、涌、浸)事故中,应用抗窜剂、套管外封隔器等技术能起到较好的作用,固井优质率接近同期平均水平;而采用提高钻井液密度(达到压稳)措施是一种被迫采用的方法,固井质量效果不太理想;发生外溢事故未处理而进行固井施工,封固质量最差。在卡钻、井斜超出标准、工具落井事故中,尽管采取了一系列措施,但由于都有不同程度的负面影响,因此固井质量也达不到理想效果。因此,对于钻井工程事故井,在搞好固井施工的同时,应配合应用新技术等预防措施,对保证固井质量起到积极作用。(四)钻井工艺措施落实情况在实际钻井过程中,个别钻井队为了急于抢速度、抢进尺,这些措施未能得到完全落实,造成了一定的质量隐患。(1)未能认真划眼通井。主要原因是钻井队急于抢进尺,下套管前不彻底划眼,井眼中的死泥浆难以替净,井眼不畅通,不利于提高顶替效率,影响固井质量。(2)下套管过程中执行规定不严。主要表现在:下套管不紧扣,造成套管密封不严;套管内有落物,造成胶塞无法正常坐封,固井后套管试不住压甚至替空;下套管前不通径,造成胶塞遇阻提前碰压;不按规定程序下套管,如油层段未下入厚壁套管,高压层段未按要求入黏砂套管等,影响固井质量及油井寿命。(3)未按规定卡放套管扶正器,难易保证套管居中。主要表现形式:一是下入套管扶正器的数量不足;二是扶正器的卡放位置不合理,尤其是未按井径图卡放扶正器。把扶正器卡放在大肚子井眼处,失去扶正器的作用。(4)工程漏失井未进行堵漏处理,井眼抗漏失能力差,固井时,由于水泥浆液柱压力较高,造成固井后漏失或微漏,影响固井质量。(5)未按规定关井放溢。有关方面为了急于提高产量,对钻井区块未提前关井放溢,致使所钻井区地层压力降压缓慢,呈现地层压力异常,影响固井质量。(6)钻井液性能差。钻井时钻井液性能差将导致井径不规则及相关黏卡事故;完井时钻井液性能差则影响固井质量。(7)固井前未充分洗井、举砂,尤其大井眼处冲洗不干净,影响固井顶替效率。钻井原材料影响固井质量的钻井原材料主要有油井水泥及外加剂、配浆水、钻井液处理剂等,在现场实际应用中,下列材料对固井质量的影响相对比较突出。(一)油井水泥油井水泥质量较差,固井会对固井施工造成很大影响,如水泥中有杂块等,影响固井施工正常进行,甚至出现施工中停。长期存放的水泥会造成下灰不畅。油井水泥的化学性质不合格则会造成施工事故及水泥环胶结质量差,影响固井质量。(二)外加剂外加剂质量差会在施工中造成水泥浆起泡、早凝或缓凝,影响固井施工正常进行,有些甚至会导致质量事故。(三)重晶石粉重晶石粉如果含有杂质多,易沉淀,固井后易出现假泥塞,须进行通井等处理,影响水泥环胶结质量。四、固井施工质量影响固井施工对固井质量的影响主要有:接水泥头时间过长,注替速低,水泥浆密度不合格,施工中停等。(1)施工前静止时间过长。井眼内的钻井液静止时间越长,钻井液性能变化就越大,主要表现是:黏度、切力增大、井筒泥饼增厚、死泥浆多,固井时,难以达到替净效果。(2)水泥浆密度不合格,尤其是水泥浆密度太低,则会造成侯凝期间大量失水、析水,导致水泥环强度降低,影响固井质量。水泥浆密度不均匀,井筒内的水泥浆凝结时间不同将出现“桥塞”现象,造成混窜。(3)注速过低时,管内的水泥浆处于高能量不稳定状态,易造成较长的混浆段。(4)替钻井液一般应采用塞流和紊流顶替,如果速度过低,既不满足塞流又无法达到紊流,则影响顶替效率。替速低有三种因素:一是固井设备原因;二是井队大泵供不上泥浆;三是采用限制顶替排量措施。(5)固井施工中发生故障而出现中停,因受管内外压差的作用,发生 易引起水泥浆窜槽。(6)固井前置液未能按设计要求注入,注入量不足,冲洗接触时间不够,顶替效果差。特殊因素的影响(一)固井后通井一般发生在多级注水泥井或留有水泥塞的井,固井后,用小钻头通井。在通井过程中的机械振动,引起套管外环空水泥环破碎和界面微间隙出现。(二)固井后活动套管一般发生在有表层的井,固井后,简易套管头难以坐封,往复上提下放套管,人为地破坏水泥浆初凝时的结构,影响固井质量。(三)井底口袋长有的井实际套管下深和完井深相较多,当超过 5m 以上时,井底口袋内滞留的大量泥浆难以一次驱替干净。在顶替过程中,由于排 量的非均恒性,当排量忽大时,井底滞留的泥浆就会被携带上去,进入水泥浆中,引起部分井段水泥环窜槽。(四)洗井时间过长一般发生在井场不太好的井,由于客观或者人为原因,井队套管已经下完,而固井车辆组织不上去,造成循环洗井时间过长,引起井眼质量发生变化,从而对固井质量造成影响。留水泥的原因很多主要有以下几个原因:(1)替浆水不干净,泥质含量大,泥浆稠,胶塞刮不干净,最后导致杂质沉垫形成成假水泥塞;(2)打完灰后,管线未冲洗干净就接到水泥上继续压塞、替钻井液;(2)阻留环座封不好有回流水引起;(3)关井侯凝后未蹩压到时提前放压或蹩压后管线、管汇刺漏压力下降导致未蹩住压。二、对今后留水泥塞的管理措施:1、打完灰后管线一定要冲洗干净,再接到水泥头上压塞、替钻井液;2、放压后对井口观察要仔细,不能盲目卸井口。放压后工程师必须于井口工一起观察井口 5 分钟以上,确实看到井口无回流方可卸掉水泥头收场。3、若有回流水再顶再放,连续两次,再有回流水憋压侯凝。后凝时间蹩压至少 2 个小时,切记不可提前放压或蹩不住压。
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