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辽河油区储气库水平井钻井与固井技术

辽河油区储气库水平井钻井与固井技术
辽河油区储气库水平井钻井与固井技术

辽河油区储气库水平井钻井与固井技术

郭胜文

(盘锦职业技术学院,辽宁盘锦 124010)

摘 要:辽河油区地质条件复杂,针对复杂断块油气藏改建地下储气库面临的技术挑战有两方面:一方面东部断陷盆地形成复杂破碎的断块构造加上储层复杂多变的陆相河流相沉积,建库存在较大的难度;另一方面辽河油区储气库井固井技术还不完善。解决的措施主要包括与建设方合作完成储气库建库评价设计与运行技术,采用水平井、分枝井钻完井技术完成储气库钻井工程。

关键词:储气库;水平井;钻井;固井;低压层

中图分类号:T E243∶T E256 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0118—03

1 辽河油区储气库井地质情况及开发部署

辽河油区储气库井位于辽河盆地西部凹陷双台子断裂背斜带双6区块,圈闭面积7.1km2,盖层厚度200m~400m,边界断层封闭,原始条件下密封性较好。双6块兴隆台油层厚度一般100~140m,储层埋深2500~3000m,为带油环有边水的凝析气藏。平均孔隙度17.3%;平均渗透率224×10-3μm2。双6区块原油密度0.6349~0.6470g/cm3;地层原油粘度小于0.5m Pa·s。天然气的相对密度0.6886~0.7131,甲烷含量80.14%~81.9%,凝析油含量183~289g/ cm3。地层水总矿化度大于9000mg/L,水型为Na HCO3型。双6区块表现为正常的温度压力系统,地层压力由原始的24.6M Pa下降到5M Pa左右,表明双六区块为枯竭油气藏,因此具有改建储气库的良好天然条件。

2 储气库水平井钻井与固井技术

根据储气库井区地质特点及已钻井实钻情况,储气库井钻完井主要存在以下难点:①本区块馆陶

3 技术优点

①注灰封隔装置的巧妙设计,成功实现密封锚定、胶塞顶替、安全解封结构一体化,杜绝了压井液的使用,减少施工作业环节,缩短施工周期,操作简单。②注灰准确率高,胶塞顶替工艺技术使灰塞的深度更加易于准确控制,可使灰面深度准确到±2m 之内。胶塞在水和灰浆之间,避免了出现混浆段。③杜绝了压井液及灰浆对上部生产层位的伤害,使产能得到迅速恢复。④安全的解封机构:封隔器解封按锁定机构、密封机构、卡瓦机构的顺序逐级进行,不管封隔器上下压力是否平衡,所需解封力均很小。⑤封隔器尾部的锥面设计,封隔器下端只有15cm长,且带有锥角,且外表面使用非金属处理,并且水泥浆在凝固过程中会出现析出水,底部不会存在灰浆,保证封隔器能够安全解封起出。⑥对于上部存在严重漏失的井,也可实现注灰一次成功。⑦适用于夹层小的井注灰,不污染上部待生产层位,避免了重炮工序。

4 现场应用效果及对比

2010年上半年已实施13井次,注灰一次成功率达到100%,杜绝了压井液使用,减少特车费用,单井缩短作业周期24h,并且解决了因使用压井液对油层的污染和伤害的难题,杜绝了灰浆对油层的污染,减少了重炮工序;尤其是对小夹层注灰效果显著。

对比2009年实施注灰135井次,其中溢流井注灰43井次。43口井压井注灰中出现9口井注灰二次成功,有3口井出现注灰3次成功,增加压井液费用33万元,溢流井注灰一次成功率为70%;并且15口井生产后出现产能较低,恢复时间长,最长达到3个月,其中有3口井出现灰浆上窜堵塞炮眼,实施重炮后才恢复正常生产,增加重炮费用11.5万元。

通过与2009年同期对比,单井减少压井液费用5.4万元(出现6口井多次压井注灰),单井节约费用5.5万元,注灰一次成功率提高到100%。

5 经济效益分析

预计每年实施溢流井注灰井数40口。

投入:平均单井需要工具费用为3万元;40井次合计120万元。

产出(节约):按照压井注灰一次成功计算,平均单井需要压井液4.3万元,节约作业1.2万元,特车费用0.7万元,40井次合计248万元。

投入产出比:1∶2.1

[参考文献]

[1] 倪雪宝.高升油田漏失井挤灰技术研究[J].环

球市场信息导报.

[2] 张玉梅.免污染高压注灰工艺解决小夹层注灰

难题[J].石油钻采工艺,2010,(5).

118内蒙古石油化工 2012年第5期 

收稿日期:2012-01-15

作者简介:郭胜文(1966-),辽宁省沈阳市人,1989年毕业于石油大学(华东)开发系采油工程专业,本科,曾在辽河油田华孚公司,参与了空心过泵电热采油技术开发等技术工作,现在盘锦职业技术学院从事石油开采专业教

学工作,副教授,工程师。

及上部地层易漏失、垮塌,储层亏空严重易漏失,存在较大的井控风险,因此施工时防漏是主要问题;②油顶上部泥岩和油底下部泥岩泥岩夹层易发生不稳定,脱落掉块严重,容易造成卡钻;③钻采工程关系到储气库寿命和运行效果,井身结构应满足储气库高强度注采需要,满足长期安全生产的需要。固井方案设计满足50年稳定运行,强注强采的要求,确保井筒完整性、气密封性好;④由于储气库井周期性开采的特性,要求每层套管固井水泥浆体系必须返地面,封固段长,因此必须解决长封固段与低地层压力之间的矛盾;⑤区块发育多套气层,对于水泥浆体系的防窜性能要求高。2.1 

井身结构设计

图1 双6-H2313水平井井身结构示意图

井身结构设计必须满足储气库调峰注采工作气量以及完井改造工艺要求。根据双6区储层地质特点及储气库井生产要求,双6-H2313水平井井身结构如图1所示。设计一开套管尺寸339.7mm,封隔馆陶组及东营组上部松散地层,以免钻下部井段时使用高密度钻井液压漏该地层,防止技术套管固井时水泥漏失、低返;二开前安装防喷器。如果馆陶底变深,表层套管也要相应加深,以确保封住馆陶组及东营组上部的砾石层。设计二开套管尺寸339.7mm ,下至目的层顶界以下1~2m ,便于下部井段实施低密度钻进,实现储层专打。设计三开套管尺寸177.8mm ,作为完井管柱,满足储气库建库及后期储层改造需求。

2.1.1 套管柱强度设计

导管与表层套管由于下入浅,仅具有封固裸眼井壁的功能,只要能够达到强度要求即可,没有其他特殊要求。生产套管是注采天然气的通道,不仅要封固裸眼井壁,还要求使用寿命长,满足今后储层改造的要求。按照储气库生产井设计,油层套管、筛管强度校核见表1。2.1.2 生产套管扣型选择

AP I 螺纹脂属油基质螺纹脂,缺点是在高温或长期服役过程中油脂逐渐挥发或变质,从而导致密封性(尤其是对气的密封性)下降。因此,储气库生产套管的连接方式必须采用金属密封的特殊扣,实现

对气体的密封,达到抗泄漏要求。

表1辽河油区储气库生产套管强度校核表

套管名称

外径

m m

壁厚

m m

扣型

钢级

抗拉安

全系数抗外挤

安全系数抗内压

安全系数油层套管177.89.19气密封扣N 80 2.57 1.45 1.92油层筛管

177.89.19气密封扣

L80

12.28

1.17

2.23

2.2 井眼轨迹控制

2.2.1 防斜打直技术

储气库水平井一开井眼尺寸444.5mm ,二开井眼尺寸311.1mm 。通过优化钻具组合和钻进参数,加强测斜,根据测斜数据及时调整钻压大小,每个单根划两遍眼的方法,一开全井段最大井斜控制在0.5°以内,二开直井段井斜控制在1.5°以内。2.2.2 造斜井段的轨迹控制根据储气库施工井地层胶结性差,地层疏松,311.1mm 大井眼造斜率低的特点,为避免因造斜率不够或造斜率过大给后期施工增加难度,施工中采用Ф210mm 1.5°单弯螺杆(带Ф308mm 球扶)钻具和MW D 仪器,采取滑动钻进和复合钻进方式进行造斜井段施工,既保证了造斜井段的井身轨迹满足设计要求,造斜率控制在7°/30m 以内,为后期的完井电测和完井管柱的顺利下入创造了良好的井眼条件,同时通过滑动钻进和复合钻进,有效地提高了造斜井段的施工速度,在大斜度井段能及时破坏掉岩屑床。2.2.3 水平井段的轨迹控制储气库施工井水平井段采用215.9m m 井眼,采用Ф172mm 1°和1.25°小度数单弯螺杆(带Ф212mm 球扶)钻具和LW D 仪器进行水平井段的施工,既能保证水平井段的稳斜效果,有利于多采用复合钻进,降低水平井段的摩阻,及时清除岩屑床,加快水平井段的施工速度又能及时调整井斜的变化,保证目的层的钻遇率。2.3 油层保护技术

严格按钻井液设计施工,保证密度、滤失量等性能符合设计要求;用好固控设备,实现四级净化,及时清除有害固相;采用超低渗透技术防止油气层井漏;使用保护油气层的低固项钻井液进行目的层施工;固井施工前进行地层承压实验,优化固井工艺和水泥浆体系,避免固井施工过程中出漏现失污染目的层。

水平段采用低伤害酸溶性的生物聚合物有机硅暂堵钻(完)井液,在确保井下安全的前提下尽可能控制密度;采用屏蔽暂堵技术,加入超细碳酸钙和超低渗透剂形成屏蔽暂堵层,达到保护气层的目的;加快施工进度,减少对油气层的污染。2.4 储气库井固井技术2.4.1 固井工艺选择

技术套管固井采用双级注水泥固井工艺,水泥返到地面,第一级水泥浆返到分级注水泥器以上,确保全井水泥封固。

119

 2012年第5期 郭胜文 辽河油区储气库水平井钻井与固井技术

油层采用上部油层套管固井水泥浆返地面,下部采用筛管的完井方式。为了保证油层套管的固井

质量,在油层套管完井管柱中,下入高性能管外封隔器。为了保证油层套管的固井质量,以及防止水泥浆与筛管段的钻井液置换而错封筛管,进行了悬空固井工艺(图2)的研究。采用液压式管外封隔器和投球关闭式盲板以及分级注水泥器来实现油层套管的悬空固井,。其完井管串结构为

:

图2 悬空固井工艺

φ168.3m m 引鞋(洗井密封总成)+筛管+φ168.3mm 遇油膨胀封隔器+φ168.3mm 变177.8短套+φ177.8m m 投球关闭式盲板+φ177.8m m 套管+φ177.8mm 液压式管外封隔器+φ177.8m m 短套+φ177.8mm 液压式管外封隔器+φ177.8m m 短套+φ177.8m m 分级箍+φ177.8m m 套管串+联顶节2.4.2 水泥浆体系设计

针对低压易漏地层,研制的高强低密度水泥浆体系,具有强度高、失水小、稠化时间可调、稳定性好、流动性能好等特点。

在辽河储气库的油层固井时,由于产层存在具备的高压气层,要求水泥浆体系必须具有良好的防窜性能。为了保证固井质量,研发了防窜水泥浆体系—胶乳体系。它能显著降低水泥浆的API 失水量,可

以使水泥浆失水量控制在50m l 以下;能显著提高水泥石的韧性,水泥石的弹性模量照比常规水泥石可降低20%以上;同时能显著降低水泥石的渗透率;水泥浆的静胶凝强度发展迅速,能大大提高水泥浆的防气窜能力。3 结论

3.1 通过对辽河油区储气库注采井的钻井工程研究,形成了枯竭油气藏储气库钻井与固井技术,为今后储气库的建设提供了参考依据。3.2 辽河油区储气库注采井,在储层孔隙压力较低的情况下,采用了具有针对性的钻完井、储层保护措施。3.3 针对储气库井区上部地层易漏失、垮塌,储气库井技术套管固井采用双级注水泥固井工艺,水泥返到地面,第一级水泥浆返到分级注水泥器以上,确保低压易漏层、长封固段固井质量。油层套管采用气密封套管,上部油层套管固井水泥浆返地面,下部采用筛管的完井方式;固井水泥采用防窜性能好的防窜水泥浆体系,满足气井防窜对固井质量的要求。

[参考文献]

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库注采完井工艺[J].油气井测试,2008,17(1):62~65.[2] 丁国生,谢萍,等.中低渗枯竭气藏改建地下储

气库难点及对策[J ].天然气工业,2009,29(2):105~107.[3] 苏欣,张琳,李岳.国内外地下储气库现状及发展趋势[J].天然气与石油,2007,25(4):1~ 6.[4] 钟福海,李合龙,韩俊杰.大张坨地下储气库注

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峰储备与应急系统的建议[J ].天然气工业,2009,29(5):98~100.

Horizontal Drilling and Cementing Technology of The G as Storage In Lia oHe Oil f iel d

G UO Sheng -Wen

(the Instit ute o f Pro fessio n Technolog y of Pa nji n i n Liao n i ng Provi nce 124010,Chi na )

Abstra ct

:The g eo logical co ndi tio ns are co mpl ex in Liao He oi l field ,t here a re tw o technical chal lenges f o r Complex fault -block reserv oi r co nv ert underg ro und g as st orag e :First ,east ri f t basin fo rm a com plex

broken structure wi th reserv oir deposi ted by complex conti nental riv ers,i t is very dif ficul t to build the st ock;Seco nd,the g as sto rag e w ell cementing t echnolo gy in Liao He oi l regi on is no t perf ect.Face these chal lenges ,t he m easures include collaboratio n w it h construction side to build gas st orag e ev aluatio n desig n and opera ti on t echnolo gy ,co llabo ratio n w it h pro fessi onal oi l co mpa nies ,use ho ri zontal w ells ,branch w ell dri lli ng and co mpl eti on t echno logy to com plet e gas sto rage dri lli ng.

Key words :Gas Sto rag e;Horizo nt al Well;W ell Dril li ng;W el l Cementi ng;Low -pressure Fo rmatio n

120

内蒙古石油化工 2012年第5期 

水平井钻井技术经验概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1.定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T.A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。 2.定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型: 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井(多底井) 国外定向井发展简况

(表一)

10.井眼尺寸不受限制 11.可以测井及取芯 12.从一口直井可以钻多口水平分枝井 13.可实现有选择的完井方案 (4).短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1.井眼曲线段最短1.非常规的井下工具 2.侧钻容易2.非常规的完井方法 3.能够准确击中油层目标3.穿透油层段短(120—180米)4.从一口直井可以钻多口水平分枝井4.井眼尺寸受到限制

5.直井段与油层距离最小5.起下钻次数多 6.可用于浅油层6.要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7.全井斜深最小7.井眼方位控制受到限制 8.不受地表条件的影响8.目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1)井深:指井口(转盘面)至测点的井 眼实际长度,人们常称为斜深。国外 称为测量深度(MeasureDepth)。 2)测深:测点的井深,是以测量装置 率是井斜角度(α)对井深(L?)的一阶导数。 dα Kα=─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8)井深方位变化率:实际应用中简称方位变化率,?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度,常用KΦ表示。计算公式如下: dΦ KΦ=─── dL

最新整理固井技术.doc

注水泥(固井技术) 第一节. 注水泥设计和计算的基本条件和参数 1. 注水泥设计的主要条件与参数: (1)井所在区域; (2)海域水深, 转盘到海平面高度, 转盘到泥线高度; (3)设计井深(测量井深和垂直井深); (4)井眼轨迹, 造斜点, 最大井斜角; (5)井的性质, 探井还是生产井; (6)油气层估计深度; (7)薄弱地层的破裂压力值, 高孔隙地层压力; (8)井底 (9)钻井液类型及主要性能; (10)套管资料; (11)套管程序; (12)其它条件; 2. 通过实验应取得的参数与资料: (1)水泥浆类型; (2)水泥浆密度; (3)流变性能; (4)自由水含量; (5)失水量; (6)可泵时间; (7)稠化时间; (8)抗压强度; (9)混合水需要量; (10)水泥造浆量; (11)添加剂种类及加入量(固体添加剂为重量百分比, 液体添加剂为体积 百分比)。 第二节. 注水泥质量控制和安全措施 1. 根据注水泥设计和计算参数作出完全符合井况和钻井作业要求的固井 设计。 2. 井眼准备必须达到: ①井壁稳定、不垮塌、不漏失; ②通过循环和处理后钻井液性能稳定, 井眼畅通无阻卡; ③岩屑清除彻底; ④地层孔隙压力, 薄弱地层破裂压力准确; ⑤通过循环建立正确的循环压力。 为此,要求在完钻后彻底通井划眼, 大排量循环, 彻底清除岩屑。一般规定,大斜度井固井, 尾管固井, 在电测后至下套管(尾管)前循环通井不少于2~3次。 3. 套管程序必须符合地层情况, 同一井段不得出现两套以上的地层压力,

套管鞋一定要坐在坚硬地层。 4. 海上作业, 一般规定, 浮箍至浮鞋之间不得少于两根套管; 浮箍位于油气层底界以下不少于25米。 5. 水泥返高面必须满足产层和复杂地层的封固要求, 一般应根据目的层性质确定水泥返高面: (1)常压油气层固井, 水泥返到油气层顶界以上至少150米; (2)高压油气层固井, 水泥返到油气顶界以上至少300米; (3)隔水套管、表层套管固井, 水泥必须返到泥面; (4)技术套管固井, 水泥一般返到上层套管鞋内以上100米左右; (5)尾管固井, 水泥返至尾管顶部。 6. 根据油田经验, 确定裸眼容积附加数, 保证产层封固要求。规定如下: (1)隔水管套固井, 按钻头直径计算的环空容积附加数为200%; (2)表层套管固井, 按钻头直径计算的环空容积附加数为100%; (3)技术套管和油层套管, 按钻头直径计算的环空容积附加数为50%; (4)尾管固井, 按钻头直径计算的环空容积附加数为30%; (5)如果采用电测环形容积, 南海西部地区附加数取5%~10%, 渤海地区取30%左右。 7. 保证水泥浆质量: (1)根据井温和地层液体性质选择水泥类别。如果地层液体中含有硫酸盐溶液, 必须选择高抗硫酸盐型油井水泥; (2)根据井底静止温度,确定是否使用防止水泥强度衰退的添加剂。例如井底静止温度达110℃时会导致水泥石强度的热衰退, 因此超过110℃时的井必须在水泥中加入水泥重量的35%~40%的硅粉; (3)根据井底循环温度选用缓凝剂和其它添加剂。井底循环温度预测不准会导致添加剂的错误选择, 以致造成水泥浆闪凝或超缓凝; (4)重视水质检查是保证水泥浆质量的关键因素之一。例如用淡水配水泥浆, 钻井平台的钻井水应作氯根检验, 凡氯根含量超过500 PPm, 必须更换钻井水。海上用泥浆池配混合水时, 一定要将泥浆池清洗干净, 否则, 会因钻井液材料而影响水泥浆质量; (4) 必须保证现场材料与化验用材料的性能和质量的一致性。 8. 水泥浆体系必须符合地层和施工要求。 海上固井作业常用的水泥浆体系有如下几种: (1)普通海水水泥浆体系, 适用于无特殊要求的导管固井和作表层套管尾随水泥浆; (2)低失水水泥浆体系, 适用于技术套管固井作尾随水泥浆; (3)低密度、高早期强度水泥浆体系, 适用于大斜度井固井, 全面提高水泥石强度; (4)触变水泥浆体系, 适用于漏失层固井。当触变水泥浆进入漏失层时, 前缘的流速减慢并开始形成一种胶凝结构。最后由于流动阻力增加, 漏失层被堵塞。一旦水泥浆凝固, 漏失层将被有效地封堵; (5)延迟胶凝强度水泥浆体系, 适用于气层固井。 9. 套管注水泥, 打水泥塞或挤水泥, 都必须进行水泥浆性能试验。 10. 水泥浆主要性能必须满足地层和作业要求: (1)水泥浆密度, 必须大于钻井液密度。在地层承受能力较大的情况下, 对

国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展

万方数据

第9卷第1期郭彬等.国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展2002年1月 可以采用正向循环,也可以采用反向循环,洞穴的淋洗过程见图2。这2种方法都可以使盐穴得到稳定的形态。法国索非公司的建库经验证明,通过对2种方法进行对比发现,反向淋洗的采盐率比正向淋洗的采盐率高得多。 图2洞穴淋洗过程示意图 大部分情况下,盐层中含有一定的硬石膏和页岩夹层。在溶矿期间,不坚实的岩层会掉到盐穴的底部,堆成碎石堆,结果使储气空间减少。在有些情况下,碎石所占的体积为整个盐穴开采体积的30%~40%。 为了控制并保证气库顶上方的淋洗质量,不破坏气库的完整性,以及其承压能力不受到损害,通常采用比水轻的碳氢物质(如丙烷、丁烷、柴油)作为表面材料喷涂在盐穴顶表面。这些材料通常是防腐的水不溶物,它们附着在盐的表面,可以防止盐穴淋洗时,上部盐被溶解下来。实践证明,应用效果较好。 3深度、几何形状及大小 由于盐丘与盐层的性质各异,在盐丘及盐层上,造穴的具体设计也不同。对于盐丘来说,在造穴深度上有很大的弹性,盐穴深度可达到1828.8m(6000ft)以下;但对盐层来说,1828.8m就是造穴深度的最大极限值。美国P睁KBB公司经计算并研究认为,当盐穴的深度达到1066.8~1524.0m(3500~5000ft)时,在钻井、淋洗盐穴、气体压缩及气库运行等方面所花的费用都是最经济的。 初始的溶腔形状是圆柱形,经改造后,可以形成圆形。改造的原因是,圆形经岩石力学理论证明,最稳定。 对于盐层储气库来讲,尽管球形是一个理想 的形状,但由于有些盐层给出了限定的厚度,并希望建得尽可能大,以减少工程费用。因此,实际的工作中,盐穴的溶腔形状就会被建成为扁椭圆形。确切的溶腔几何形状由声纳扫描仪进行检测(见图3)。 图3声纳测试示意圈 在美国,储气库溶腔的大小是以最低可容纳的工作气体积来设计。一般来说,设计的最小溶腔一般可容纳84.951~169。902dam3的工作气,单个大气穴可建在盐丘上,而盐层则不同,它可以建若干个小气穴,以满足储气量的要求。 4密封性 在向盐穴注入天然气期间,水蒸气的含量和水的露点温度会有所增加,这是因为要从剩余的盐中吸收水蒸气的结果。因此,将气库中的气体送到分支管线之前需要配备相应的地面设施和动力,对气体进行干燥。 西德建盐穴储气库的密封经验是在盐穴的表面安置一个密封夹层,使其具有对水蒸气的渗透尽可能低的特性,以防止或减缓气体中水蒸气含量的增加[3],这个密封层对防止产生气体水化层及管线腐蚀也有一定的作用。 气穴建好后,还需要对其进行密封性试验[4]。通常,外部水压实验可以用于气库结合面的密封性实验。但这还不够,因为水在结合面处不漏并不等于从里到外都不漏。对于盐穴气库而言,最后水泥套管及生产管柱从内至外的密封性试验非常严格。由于这个原因,在对套管及生产管柱进行密封性试验时,都采用市场上可提供的HOLD 系统——氦气漏失探测仪(见图4)。 万方数据

固井对钻井要求

需要钻井单位配合内容 1)井底发生漏失的井,固井前进行堵漏作业,堵漏后要求做地层承压试验,满足水泥浆上返要求; 2)井队提供真实地破试验数据,钻进过程中发生漏失和堵漏情况,下套管前按照工程设计要求做地层承压试验; 3)严格按照规范进行通井、下套管、循环洗井等工作,为固井提供一个良好的井眼; 4)为保证固井套管居中度,177.8mm技术套管要求目的层每3根安放一个弹性扶正器,非目的层每10根安放一个弹性扶正器;139.7mm套管目的层每3根安放一个树脂扶正器,非目的层段每10根安放一个弹性扶正器。由于2019年测井新添SBT测井项目,对套管居中度要求较高,因此井队严格按照要求加放扶正器; 5)下套管过程及中途循环过程发生漏失、遇阻等复杂情况,井队记录好套管下入位置,漏失情况,及时汇报; 6)固井前循环期间,若发生漏失,钻井队及时请示甲方下一步施工方案;若无法建立循环的井,经甲方批准后采取正注反挤技术措施,井队提供不少于30m3的泥浆,用于大排量冲刷目的层井段; 7)固井前循环要求:套管到位后,小排量低泵压顶通,0.3-0.5m3/min小排量循环出环空泥浆量,泵压和排量稳定的情况下逐步提升排量,达到循环泥浆上返速度不低于1.2m/s,原则上循环时间不低于2个循环周,循环过程中调整钻井液性能,在保证钻井液密度波动在±0.02g/cm3基础上,降低粘度至45-50s,钻井液循环均匀,循环压力稳定,振动筛无泥饼、岩屑后进行固井施工; 8)固井前,井队保证备水充足,满足固井施工要求,备好多余泥浆罐收集固井返出的泥浆和水泥浆; 9)按设计要求生产套管固井,替浆采取清水替浆,井队提前清洗泥浆罐,做好备水准备,按设计排量替浆,若井队因泥浆罐无法单独隔离储备清水,导致无法实现大泵替清水,需提前告知固井队,经固井队更改固井方案,经甲方审批后采用双车替浆; 10)固井期间,井队电工现场值班,保证供电连续;

页岩气水平井钻井技术

页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题,本文对国内页岩气井进行了技术跟踪,归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用,正在改变着世界能源格局,而同为世界能源进口大国的中国,同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台,不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心,而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态为主要存在方式,在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比,页岩气储层孔隙度主体小于10%,储层孔隙为0~500nm,孔喉直径介于5~200nm,渗透率极低,一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前,公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件:①页岩气储集层厚度大于100ft(30m);②富有机质页岩有机质丰富,TOC > 3 %;③成熟度Ro在1.1-1.4之间;④气含量>100ft3/t;⑤产水量较少,低氢含量;⑥黏土含量小于40 %,混合层组分含量低;⑦脆性较高,低泊松比、高杨氏弹性模量;⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集,往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一,是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的,其成分复杂,除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外,还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物,页岩层理构造发育,多呈页状或薄片状(图1左),并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙(图1右),脆性高、易碎,外力击打作用下易裂成碎片,且吸水膨胀性强,长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如,四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井,水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂,引发卡钻、报废进尺等事故,并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时,页岩气水平井井壁失稳问题频发,不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题,还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题,这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计,截止2012年初,四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井,平均井深3357米,平均钻井时间118天,而北美地区井深4000~5000米,水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天,水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见,我国相对落后的页岩气水平井钻井技术,已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。

国内储气库建设现状

近年来,随着我国经济的快速发展,对天然气的需求量也持续增长,国内输气管道建设规模不断扩大,遍及全国的天然气管道网络基本形成,相应的天然气网络的供气安全也面临着极大挑战。 2009年末,受特殊天气影响,全国多个地区出现“气荒”,中石油等上游供气企业制定了一些应急规划,各下游燃气企业也着手准备小型液化天然气(LNG)储备站等储备调峰措施。中国石油天然气股份公司规划在2020年前建成有效工作气量达450×108m3的地下储气库,其中2011年~2015年,要先期在六个油田(大港油田、华北油田、辽河油田、西南油气田、新疆油田、长庆油田)建设10座总工作气量达240×108m3的地下储气库。根据目前初步完成的构造筛选工作,第一批地下储气库库容指标预测如表。 表中石油规划第一批地下储气库汇总表

根据股份公司勘探与生产分公司审查,唐家河地下储气库不具备建库条件,大港油田板南地区共有三个断块符合建库条件,分别是:板G1断块、白6断块和白8断块,有效工作气量合计×108m3。 本报告主要对板南地下储气库地面工程建设的可行性进行研究。 2、我国已建地下储气库建设现状 地下储气库是输气管道建设不可缺少的重要组成部分,1999年大港油区大张坨地下储气库的建设,正式揭开了我国大型城市调峰型地下储气库建设的序幕,随后几年,股份公司相继将大港油区的板876气藏、板中北高点气藏、板中南高点气藏和板808、828油气藏改建成与陕京线、陕京二线配套的地下储气库,并将华北油田的京58气藏、永22气藏改建成与陕京二线配套的地下储气库,将金坛盐穴改建成与西气东输管道配套的地下储气库,且计划将江苏刘庄气藏改建成与西气东输配套的地下储气库,同时对金坛储气库进行扩建,建设金坛二期工程。已建及在建地下储气库概况如表和表。 表我国已建地下储气库汇总表

什么是固井

什么是固井 一、固井:在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管,并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。 二、井身结构包括以下几方面的内容:所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸(钻头尺寸)、各层套管的水泥反高等。 三、设计井深的主要依据:地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。 四、套管的类型:⒈导管;⒉表层套管;⒊技术套管;⒋生产套管;⒌尾管。 五、井深结构设计的原则:①能有效的保护油气层,使油气层不受钻井液的损害;②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生,保证全井顺利钻进,使钻井周期达到最短;③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力,不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂;④下套管过程中,钻井液液柱压力和地层压力之间的压差,不至于造成卡阻套管。 六、套管柱的受力:轴向压力、外挤压力和内压力。 七、套管柱的附件:⒈引鞋(套管鞋、浮鞋);⒉回压法;⒊套管扶正器;⒋磁性定位套管; ⒌联顶节。 八、水泥熟料主要成分:①硅酸三钙(C3S);②硅酸二钙(C2S);③铝酸三钙(C3A);④铁铝酸四钙(C4AF)。 九、水化作用:油井水泥与水混合后,水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映,某些水化产物还能发生二次反映。 十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段:①胶溶期;②凝结期;③硬化期。 十一、稠化时间:指油井水泥浆在规定压力和温度条件下,从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。 十二、稠度:水合水泥混合后会逐渐变稠,变稠的速率。 十三、注水泥的设备:水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。 十四、碰压:胶塞被推至浮箍时,泵压突然升高。 十五、注水泥主要工序包括:循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。 十六、提高泥浆的顶替效率:⒈紊流顶替;⒉打前置液;⒊活动套管;⒋调整完井液和水泥浆的性能;⒌使用扶正器。 十七、引起油、气、水窜的原因:水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因,井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。 十八、水泥浆失重:指水泥浆柱在凝固过程中对其下部或地层作用的压力逐渐减小的现象。十九、防止油、气、水窜的措施:①采用两用水泥;②分级注水泥;③减小水泥浆返高;④环空憋压候凝;⑤使用特种水泥。 二十、特殊固井技术:习惯上把除了常规一次注水泥技术方法。 二十一、特殊固井技术的种类:⑴、内管注水泥;⑵、尾管固井工艺;⑶、分级注水泥技术。二十二、完井:指从打开生产层到把井交付给采油生产期间的全部生产过程。 二十三、完井包括:打开生产层、下油层套管固井、射孔到试采的全部工艺过程。 二十四、井下复杂情况:钻井作业过程中,由于钻井液的类型与性能选择不当及井身质量较差等原因造成井下钻具的遇阻遇卡、钻进时严重憋跳钻、井漏、井喷等现象,不能维持钻进与其他钻井作业正常进行。 二十五、钻井事故:由于检查不周到,违章操作,处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意而造成的钻具折断、顿钻及井喷失火等恶果。

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固井技术规定 第一章总则 第一条固井是钻井工程的关键环节,其质量好坏不仅关系到钻井工程的成败和油气井的寿命,而且影响到油气田勘探开发的整体效果。为保证固井工程质量,特制定本规定。 第二条固井工程必须从设计、准备、施工、检验四个环节严格把关,采用适合地质特点及各种井型的先进固井工艺技术,确保质量,达到安全、可靠、经济。 第三条固井作业必须按固井设计执行,否则不得施工。 第二章固井设计 第一节设计格式与审批 第四条固井设计格式按勘探与生产分公司发布的《xx井xx套(尾)管固井设计》要求执行。 第五条固井审批程序按勘探与生产分公司发布的《中油股份公司勘探与生产工程技术管理办法》执行。 第二节套管柱强度要求 第六条套管柱强度设计方法SY/5322- 执行。其中,在高压气井和超深井的强度设计时,必须考虑密封因素。 对安全系数的要求见下表数据。

第七章套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。遇到盐岩层等特殊地层时,该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值,且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m 第八条套管柱强度设计应考虑热采高温注蒸汽过程中套管受循环热应力的影响。 第九条对含有硫化氢等酸性气体井的套管柱强度设计,在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。有关压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求,应由采油和地质部门在区块开发方案中提出,作为设计依据。 第三节冲洗液、隔离液和水泥浆要求 第十条冲洗液及隔离液 1、使用量:在不造成油气侵及垮塌的原则下,一般占环空高度的300~500m。 2、性能要求:冲洗液和隔离液能有效冲洗、稀释、隔离、缓冲钻井液,与钻井液及水泥浆具有良好的相容性,并能控制失水量,不腐蚀套管,不影响水泥环的胶结强度。 第十一条水泥浆试验按SY/T5546-92执行,试验内容主要包括:密度、稠化时间、滤失水、流变性能、抗压强度等。

定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1.定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T.A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达10,654米; 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm油田钻成的M11井,水平位移高达1,0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14; 丛式井口数最多,海上平台:96口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段,50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾350米,水平位移444.2米,最大井斜92°,水平段长160米;70年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关,使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井,水平位移达到2666米,最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。 2.定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型: 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井

固井

固井 第一章概述 一、固井工程的概念 利用水泥充填套管与井壁环形空间的作业。 图1 固井注水泥作业示意图 二、固井的目的 1、加固井壁,保证继续安全钻进。 2、封隔油气水层,保证勘探期间的分层试油及在整个开采过程中合理的油气生产。 三、固井的起源和发展 1、美国1903年在加里福尼亚劳木波斯油田使用水泥浆封堵井

内油层上部的水层,法兰克和联合石油公司把50袋硅酸盐水泥混合好后,用捞沙筒送到井内,28天以后把井内的水泥钻掉,再钻完油层后完井。 2、中国则在1200年前则在顿钻打成的井中用桐油加石灰(CaO)加固环隙,用以开采天然气。 1910年可以在600—900米深的井内进行固井。 3、657年前(1937年)API(美国石油学会)标准化委员会成立。 4、此后产生了固井专用设备水泥车,化验设备和水泥外加剂。发展了各种条件下的固井工具和固井工艺。 5、科学化固井 固井是钻井工作的最后一道工序,它的成功与否意义非常重大,轻则造成成本浪费,重则造成开采失败,因此各采油国都十分重视固井工作的研究。它是一门多学科组成的应用科学,是地质、石油、机械、化学、流体力学和电子学科等科学水平的集中体现。 第二章套管设计 一、套管柱类型 套管类型见图2。正常压力系统的井通常仅下三层套管:导管、表层套管和生产套管。异常压力系统的井,至少多下一层技术套管。尾管则是一种不延伸到井口的套管柱。

(三) 导管 导管的作用是在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装置平面上来。这一层管柱其长度变化较大,在坚硬的岩层中仅用10~20m ,而在沼泽地区则可能上百米。 (四) 表层套管 表层套管下入深度一般在30~150m ,通常水泥浆返至地表.用来防护浅水层污染,封隔浅层流砂、砾石层及浅层气.同时用来安装井口防喷器以便继续钻进,它也是井口设备(套管头及采油树)的唯一支撑件,以及悬挂依次下入的各层套管(包括采油管柱)载荷。 (五) 技术套管 技术套管用来隔离坍塌地层及高压水层,防止井径扩大,减 (b) (a) 套管类型 (a)正常压力井;(b)异常压力井

水平井工艺技术措施

水平井技术措施 1. 侧钻 1) 直井段要保证钻直,钻进至造斜点测ESS,及时计算出井身轨迹数据,以此为依据计算设计下部施工的井眼轨道; 2) 侧钻井段要选择在井径规则、钻时较快的井段,最好是砂岩段; 3) 水泥塞要保证打实,候凝48小时以上,检查水泥塞质量。检查方法:修水泥面,试钻钻压50~80千牛,钻时不高于5~8分/单根,水泥塞质量达到上述要求后钻至侧钻点井深; 4) 侧钻用直马达加弯接头,使用MWD监测井身轨迹的变化情况,判断是否侧钻成功; 5) 严格按照推荐上扣扭矩紧扣; 6) 控制起下钻速度在15柱/小时以下; 7) 开泵前要确保已安放了钻杆泥浆滤清器; 8) 钻井参数服从马达参数,轻压,根据钻进直井段时的钻时选择控制好侧钻钻时; 9) 随时注意钻进时的返砂情况,根据返砂情况及时调整钻井参数,确认新井眼与老井眼偏离2米,新砂样达90%,可确定出新井眼,方可起钻; 10) 起钻前,充分循环至振动筛上无砂子返出; 11) 起钻后采用导向系统钻进。 2. 导向钻进 1) 严格按照推荐上扣扭矩紧扣; 2) 控制起下钻速度在15柱/小时以下; 3) 若下钻遇阻,划眼时应保证工具面是钻进该井段时使用的工具面; 4) 开泵前要确保已安放了钻杆泥浆滤清器; 5) 钻井参数参考马达使用参数; 6) 如果造斜率偏高,马达角度在2度以下可考虑采用10-30转/分以下的转速启动转盘导向钻进; 7) 如果造斜率偏低,起钻换高角度马达; 8) 工具造斜率应稍高于设计造斜率,避免因造斜率不足而起钻; 9) 实际施工过程中,应使实钻轨道尽量靠近设计轨道; 10) 根据现场实际情况,分段循环,及时短起下,保证井眼清洁; 11) 钻具倒装,原则是井斜30度以深井段采用18锥度钻杆,加重钻杆

钻井技术固井操作规程

钻井技术固井操作规程 1.1 固井设计与审批 1.1.1 固井施工必须有设计,并按规定程序审批后方能施工。 1.1.2 套管设计要求 1.1. 2.1 套管柱强度设计应考虑井眼情况,结合SY/T5322套管柱强度设计推荐方法设计。 1.1. 2.2 套管选择 a.在强度满足设计要求的情况下,选用壁厚,与钻头尺寸间隙符合标准的套管。 b.对高压气井及特殊要求井,应选用金属密封套管,定向井宜采用等壁厚套管。 c.含硫的油、气、水地层,井温低于84℃的井段,应使用满足要求的防硫套管。 d.套管附件和井下固井工具应与选用套管的钢级、壁厚相匹配,强度性能满足设计要求。 1.1. 2.3 套管柱强度校核 1.1. 2. 3.1 强度校核要求 a.套管柱受力分析应采用SY/T5322中的计算方法。 b.应考虑碰压、弯曲、分级箍开关孔时造成的轴向载荷对套管强度的影响。 c.塑性地层,套管柱外挤压力应以上覆地层压力梯度计

算。 d.对特殊的压裂酸化、注水、开采等技术要求,应由采油、地质有关部门在套管设计之前提出,作为设计依据。 e.深井、超深井及复杂井固井,设计中应综合考虑,计算套管的最大抗拉力(剩余拉力)、下压力和憋泵压力,并对钻机有关部份校核。 1.1. 2. 3.2 安全系数 a.抗挤安全系数:一般取1.125,技术、油层套管最低大 于1.00。 b.抗内压安全系数≥1.25。 c.对直径≤244.5的套管,抗拉安全系数≥1.80;对直 径>244.5的套管,抗拉安全系数≥1.60。 1.1.3 注水泥浆量依据电测井径计算,附加系数一般取10-20%。同时考虑水泥浆与井壁“接触时间”的超量设计,主要油气层以上200米接触时间必须在8分钟以上。气井各层套管原则上返到地面,所选用的水泥品种规格,应与井下情况适应。 1.1.4 使用两凝或多凝水泥固井时,促凝水泥一般应返至主要油气水层以上200米,缓凝水泥的稠化时间要大于促凝水泥的稠化时间120分钟以上。 1.1.5 在油、气层段,井斜、方位变化大的井段,尾管与套管重合段,加入一定数量符合SY5024规定的扶正器。

高压气井动态控压固井新技术及应用

高压气井动态控压固井新技术及应用 发表时间:2018-11-14T20:39:03.023Z 来源:《基层建设》2018年第28期作者:陈婉怡 [导读] 摘要:钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础,但是由于地质条件可预知性差,特别是在窄安全密度窗口地层中,钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动,导致井漏、井涌等问题,增加非生产时间,导致勘探开发费用大幅度提高。 中海油田服务股份有限公司天津 300459 摘要:钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础,但是由于地质条件可预知性差,特别是在窄安全密度窗口地层中,钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动,导致井漏、井涌等问题,增加非生产时间,导致勘探开发费用大幅度提高。常规的钻井工艺过程中,主要通过改变钻井液密度实现环空压力的控制,但该处理措施一般耗时较长,容易使复杂情况恶化,而且需要额外的钻井液添加剂,增加了作业成本;另外,在窄密度窗口地层(如裂缝性漏失地层)中钻进时,安全钻井液密度窗口往往不到0.02g/cm3,而环空循环摩阻通常在0.03-0.15g/cm3之间,因此极易发生开泵漏失、停泵溢流的复杂情况。为此,文章对高压气井动态控压固井新技术及应用方面进行分析,具有重要的现实意义。 关键词:动态控压;新技术;固定 引言:控压钻进是实现井底压力快速地稳定在安全钻井液密度窗口内的重要钻井工艺技术,自动节流管汇是实施该技术的关键。综合考虑控压钻井工艺要求和海上钻井平台面积有限的局限性,设计一种具有层式空间结构的撬装自动节流管汇,并配套设计液压控制系统。该自动节流管汇是一套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动化系统,具有节流控压、压力补偿、放喷、流量和压力监测等功能,而且优化了阀件布置,大大降低了整套设备的占地面积,提高了设备通用性,为海上控压钻井技术的应用和设备配套提供了借鉴。 一、控压钻井节流控制原理 常规钻井主要通过调整钻井液密度,继而改变静液柱压力,实现井底压力的改变,但该处理方法一般耗时较长。考虑在井口处施加一定的回压,通过改变也能起到改变井底压力的目的,这就是所谓的控压钻井,由于压力改变为机械波传播速度,井底压力调控速度较快。控压钻井的实质是在井口处安装一定的节流装置,通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算,对节流装置的开度进行精确调整,改变钻井液流过该装置时产生的节流压差,从而在井口环空处的产生一定的回压,最终影响井底压力。控压钻井自动控制的对象是回压值。根据钻井过程中钻井液的循环状态,钻井施工可以分为钻进或循环、停泵、开泵和停止循环四种工况,为了实现不同工况下的安全高效钻进,有必要保持井底压力的恒定。 二、控压钻井自动节流管汇设计 自动节流管汇是控压钻井技术的执行机构,决定着控压钻井作业的成败。在钻井过程中,由于受钻井工况、设备及施工操作等因素的影响,井眼环空压力经常发生变化,并且各影响因素(如井眼轨迹、钻压、转速)之间相互关联、相互作用。要实现井底压力的快速准确控制,必须具备一整套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动节流管汇,要求该管汇具备以下基本功能:第一,正常钻进时,能够利用节流作用在井口套管环空处形成回压;第二,停止循环时,能够利用回压泵形成小循环,在井口环空处形成回压;第三,能够实时准确监测钻井液返出量;第四,发生紧急情况时,具有放喷功能。由于海上钻井平台面积有限,为了节省管汇安装空间和满足海上控压钻井的需要,作者采用了层式空间撬装结构设计,顶层包括液动节流阀A、液动节流阀B、1个流量计、3个四通和2个手动板阀;中间层包括液动板阀A和3个手动板阀;底层包括液动板阀B、手动板阀C、手动板阀D、5个四通、1个单向阀、1个岩屑过滤装置和1个压力传感器。管汇与外部设备及管汇内部设备间的连接及安装如下图所示,顶层和中层的设备按图中箭头所示向上翻转,该管汇与控制柜等配套设备安装在撬装底座上,结构合理而紧凑,不仅满足了节流、压力补偿、流量监测和放喷等工艺需要,而且便于运输安装及海上平台安装使用,有效节省管汇占地面积(中石油钻井院研制的精细控压钻井自动节流管汇占地面积14.63m2,与其相比减少近5m2),扩展了控压钻井的应用范围。 节流管汇示意图如下: 为了适用于海洋平台环境及场地要求,该液控系统的高压管路材质选用316L不锈钢,集中组装在控制柜内,与节流管汇一起安装在撬装底座上。该系统额定工作压力为10.5MPa,采用一台气动液泵和一台手动泵为系统提供液压源,通过蓄能器为系统保压,以维持各阀的正常工作及换向关闭,而且能够实现超压(≥23.5MPa)自动排放功能,以维持各阀的正常开启。该系统可通过远程自动控制、本地手动控制两种模式精确控制两只液动节流阀和两只液动平板阀的开关,而且为了保证操作安全,远控和手动控制具有互锁功能。第一,远程控制模式。通过计算机采用电控液方式控制高压液压油导通或关闭,从而对管线系统进行控制,实现对两只液动节流阀和两只液动平板阀开关的远程控制。第二,本地手动控制模式。若计算机控制系统出现问题,可以通过控制柜面板手动调节节流阀开度和平板闸阀的开关,本地控制采用液动换向阀直接控制液压回路,实现通道的切换和阀门开度的调节。自动节流管汇液控系统的回路设计主要包括气体回路、节流阀控制回路、平板阀控制回路。其中,气体回路。气体回路采用干净干燥的压缩气体,主要用于驱动气动液体增压泵的启停、调节气动增压泵的输出压力等。节流阀控制回路。节流阀控制是整个液控系统设计的关键,需要确保钻进期间井底压力的伺服控制。管汇中有两个液控节流阀YJ1_top和YJ2_top,要求能够同时对两个节流阀进行独立控制,因此,设计了两个相同的节流阀控制回路。自动控制时,节流阀阀位传感器接收信号,计算机自动控制比例电磁阀的阀芯开口度,调整高压液体的流量,可实现管汇节流阀开大或关小的速度及位置。现场手动控制时,能够手动控制三位四通换向阀,可控制高压液体进入节流阀上腔(或下腔),同时节流阀下腔(或上腔)的回油流回回液

油气藏型储气库钻完井技术要求标准版本

文件编号:RHD-QB-K6313 (管理制度范本系列) 编辑:XXXXXX 查核:XXXXXX 时间:XXXXXX 油气藏型储气库钻完井技术要求标准版本

油气藏型储气库钻完井技术要求标 准版本 操作指导:该管理制度文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。 第一章总则 第一条储气库注采强度高,压力变化大,为达到储气库注采系统的完整性、可靠性,储气库建设应采用先进、适用、成熟可靠的技术和装备,确保储气库安全、高效运行,同时建设方应加强对现场各施工环节的监督。 第二条在已部分开采或接近枯竭的油气藏建设储气库,地层压力低,新井建设应采取针对性的钻完井工艺,宜采用水平井、定向井提高单井注采量,减少总井数。老井封堵或再利用应采取可靠的技术措

施,确保储气库的完整性。 第三条为有效保护低压油气藏,减少储层漏失伤害,降低储层污染,尽可能采用储层专打,储层段钻井采用相应介质,实现欠平衡或近平衡钻井。 第四条本技术要求包括储气库新井钻井工程、完井工程和老井利用、老井封堵以及井的安全评价五部分。 第二章钻井工程 第五条油气藏型储气库钻井工程设计应根据储层特征,做出针对性设计,设计应突出有效保护储层、提高注采量、降低事故复杂、保证固井质量等目的。 第六条为了便于储气库集中管理,减少土地占用和建库综合成本,储气库建设宜采用丛式井组设计,新钻注采井井间距应根据井场面积、布井数量、

安全生产以及后期作业等因素统筹考虑,原则上不小于10m。 第七条储气库丛式井组设计应充分考虑安全生产、老井防碰和后期作业要求。老井若没有MWD 或多点测斜仪测量数据,应采用陀螺仪进行轨迹复测,新井设计必须考虑老井井眼轨迹的测量误差。 第八条注采井井身结构应满足储气库长期周期性高强度注采及安全生产的需要,各层套管下深应结合当前实际地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力资料进行设计。 第九条为了提高储气库单井注采能力,宜采用较大尺寸的井身结构,同时应根据储层特征,优先采用水平井。 第十条应结合储层特征具体分析储层段完井方式,宜采用裸眼或筛管完井方式,可采用遇油、遇水

中国天然气地下储气库现状及发展趋势

中国天然气地下储气库现状及发展趋势 发表时间:2019-11-12T15:26:03.850Z 来源:《基层建设》2019年第22期作者:马万军杨炜樱 [导读] 摘要:伴随着经济和科学技术水平的快速发展,我国在天然气事业的发展日益增长。 深圳市燃气集团股份有限公司深圳 518049 摘要:伴随着经济和科学技术水平的快速发展,我国在天然气事业的发展日益增长。但由于供求之间存在着一定问题,供应商和客户之间没有建立和谐关系,往往会导致天然气在夏季处于低输出,冬至高输出的情况。现如今,我国为了解决这一问题,建立了人工天然气地下储气库,不仅仅可以扩大储存天然气的空间,还对供气的安全起到保护作用。与此同时,天然气地下储气库还可以解决好供求之间存在的问题,其主要功能是可以安全储存采集到的天然气,解决夏、冬季节导致的低高输出问题,促进我国天然气可持续发展战略目标。本文将通过分析中国天然气地下储气库的现状及未来发展趋势,希望能够促进天然气的良好发展。 关键词:中国天然气;地下储气库;现状;发展趋势 前言 由于天然气在冬季的需求量是最多的,我国就建设了人工的地下储气库,为满足供求的需要。地下储气库主要是利用低下盐穴将天然气进行压缩,然后安全储存起来,这样就可以保证在冬季使用高输出期,可以取出使用,满足人们在冬季对天然气的需求。为此,这种调配过程是非常关键的,其中每一个环节都关系天然气储存的安全。尽管我国天然气地下储气库还正在发展阶段,还不能做到快速满足市场的需求,调配能力还不是很强,但也在不断开发研究中。另外,我国建立的天然气地下储气库还不是很多,技术上也无法与发达国家相比,严重影响了天然气事业发展的趋势。 一、我国天然气地下储气库发展的现状 中国是一个土地辽阔,人口众多的国家,对于天然气的需求量也是非常紧缺的。实际的调查结果显示,我国仅建立了25座天然气地下储气库,远远无法满足人们在冬季的需求量,尽管在夏季使用的量极少,可没有足够的地下储气库,天然气无法进行储存。1999年,我国建立了第一座天然气地下储气库,名为大张坨储气库,这座地下储气库调配好京津冀地区的天然气使用情况,奠定了天然气地下储气库的发展之路,同时也提高天然气供气的能力。相继之后,又建立了金坛储气库,提高了长江三角洲地区天然气的调配能力。就前几年来看,我国天然气地下储气库调配值一直处于低值阶段,与世界发达国家之间的差距甚远,从中显示出了建设地下储气库数量不足的问题。随着我国在科学技术方面的发展,天然气地下储气库开始建立起网络型的天然气骨干线路,对建设的投入越来越大,政府也在积极支持商业的天然气地下储气库建设,不停地推动我国资源的快速发展。尽管我国在天然气地下储气库中的储备量还存在着不足,但也一直在发展建设中。为此,我国必须要加大力度不断建设良好的地下储气库,不断提高地区之间的调配值,满足了大部分人对天然气的需求。 二、我国天然气地下储气库发展趋势 1.加大地下储气库建设的力度 由于我国是一个人口众多的国家,对于天然气的消费是很高,在冬季的需求一直是不上增的状态,导致了天然气在冬季供不应求。现如今,国外很多发达国家的天然气调配值已经在消费值的20%以上,而我国的天然气调配值还是处于低级阶段,还是存在着一定的差距。众所周知,天然气主要是通过地下储气库进行调配,地下储气库中数量关系到人们的日常生活。为了能够有效保证天然气的储备量,我国要加大对地下储气库的建设,这样才可以增加天然气地下储气库的储备量,满足人们对于天然气的需求量,适应市场的需求,从而平衡天然气在需求中供应关系。此外,在对地下储气库进行建设时,一定要严格按照国家建设的要求进行,确保天然气在地下储气库的安全。为此,我国要加大对天然气地下储气库建设的力度,提高我国天然气调配的数量。 2.合理安排天然气储气库的布局 在建设天然气地下储气库时,要先了解天然气地下储气库建设主要是包括建设的地区、建设的类型以及建设的作用。相关的建设部门要满足这三个方面的原则,综合考虑地下储气库的建设,这样才能制定科学合理的规划计划。首先,就建设的地区来说,要根据不同地区建设不同的地下储气库,要满足当地的环境、地形以及气候等等。比如,在一些水分含量高的地区,可以考虑建设汗水层储气库,利用高压气体对含水层中的水排走,剩下的无水层就可以进行成为储气的地方;含盐层高的地区,考虑盐穴储气库,使用寿命长,但其造价高,时间长。其次,天然气地下储气库的类型也是很多种,比如:盐穴储气库,含水层储气库以及枯竭油气藏储气库等等。枯竭油气藏储气库是在上油漆的基础上建设的,是如今最经济、最常见的一种地下储气库类型。其主要特点是造价低,运行效率高,值得大量建设。最后,建设的作用主要为了满足天然气储存以及调配。在一些需求量大的地区多建设地下储气库,而在一些需求量少的地区,可以建设小型经济实用的地下储气库,这样就可以就实现天然气地下储气库的科学合理安排,促进我国天然气的发展。 3.积极建设数字化储气库 随着大数据时代的快速发展,我国天然气地下储气库的建设要顺应时代复杂的步伐。从实际的情况来看,我国的地区是非常复杂,对天然气地下储气库建设的影响是非常之大,不仅会影响到天然气的储存效果以及安全,还会导致在进行建设、设计以及运输过程中出现严重的问题,拉大与发达国家的差距,并且在技术水平上也远远跟不上发达国家的脚步。为此,我国在加大对地下储气库的建设时,要多学习发达国家先进的理论知识以及技术,研究总结出适合我国地质建设的天然气地下储气库。在建设天然气地下储气库时,可以充分运用现代化信息技术,建立大数据化的数字地下储气库,其主要特点是有效方便,科学进行天然气的开采以及储备,降低了天然气地下储气库存在的安全隐患。为此,我们必须充分结合我国地质特点以及用气结构等实际情况进一步加大天然气储气库核心技术研究的投入,构建起以储层渗流为核心,井筒-地面为约束调整以及集地下面与一体的三维仿真数值模拟技术,同时稳步推进数字化储气库建设,从而打造出集储气库地下-井筒-地面于一体化的设计与运行管理模式。这样一来不仅可以为储气库运行效率提升与扩容达产提供有力支持,并且还能有效地预警和防范地下储气库建设、运行时所出现安全风险。 三、结束语 综上所述,我国天然气地下储气库的建设对于天然气事业的发展是非常重要的,它不仅仅关系到我国的经济的经济效益以及社会效益,同时也关系到人民生活水平的提高。尽管在天然气地下储气库建设的过程中,会存在着很多因素的干扰,相关的部门以及企业要做好相对应的措施,解决好突出的问题。为此,我国在天然气地下储气库发展中,要不断加大对天然气地下储气库地建设,提高地下储气库的建设水平,多学习发达国家的经验,不断推动商业天然气地下储气库的发展,奠定好天然气地下储气库的基础,促进我国天天然气事业的

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