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摘 要:固井作业是一次性工程,如果出现失误一般难以补救,即使补救也无法达到封固合格,易造成一定經济损失。由于石油固井本身所具备的特殊性质,也使得其占据了钻井工程中至关重要的位置,基于固井实践经验,找出了影响固井质量的因素是多方面的,研究分析固井质量不容忽视,提出了通过作业前的充分准备工作,固井水泥干混质量,过程控制,调配出性能优良的水泥浆体系,平衡注水泥,加强过程监督管理、现场施工等措施提高固井质量。为实际工作中提升真实状态下的固井质量打下良好的基础。
关键词:固井质量;干混质量;设备;干混过程控制;水泥浆性能
一、什么是油井水泥干混
油井水泥干混是指按固井要求将油井水泥与各种添加剂、外掺料等按一定的比例进行充分混合,达到均化配比的目的,以满足固井对水泥浆的使用要求。
二、干混设备及混拌原理
1、油井水泥干混设备的组成有:螺杆式空气压缩机、投料地罐、计量罐、药混罐、初混罐、批混罐、再混罐、成品罐、缓冲罐、除尘器、计算机控制系统和操作台。混拌装置的物料储存罐由气管线、放空管线、物料输送管线等相连接,各混拌罐及供气管线上安装与其相匹配的压力表和安全阀。
2、干混过程控制:根据固井通知单,计算混拌所用水泥及各种外加剂(外掺料)的重量,并按照外加剂的单位重量核算投料所需的袋数和公斤数,填写混拌任务单、领料单、投料单,做好记录,有专人复核签字。首先投料人员进行破袋投料,通过振动筛过滤网将物料投放到加药地罐,加入计量罐内与部分水泥混合。
倒入药混罐,使药品充分放大均匀后倒入初混罐,与初混罐的物料形成单元初级混拌,倒入批混罐,再倒入再混罐,气动拌和倒回批混罐,再倒入再混罐,每个批次都经过4次充分的气动拌和,待装车或倒入成品罐,依据标准取样。每个批次的水泥混拌严格遵循石油企业的标准进行,保证固井现场施工质量。
3、计算机控制系统
混拌装置的计算机控制系统包括混拌工艺的自动化和计算机的计量管理,在计算机远程控制下,电子计量精度和自动化程度得道很大的提升,粉尘污染得到有效控制,现场混拌作业环境得到大大改善,固井质量更进一步得到有效保证。
三、水泥浆性能对固井质量的影响
水泥干混技术的提高,在很大程度上改善了水泥浆的性能,提高了固井质量。水泥浆性能对固井质量起着关键性的作用,包括水泥浆失水量、水泥浆密度和水泥浆流变性。水泥浆的失水量过大,会造成水泥凝固时自由水渗入地层,使水泥浆体积减小,从而影响固井质量。另外,水泥浆失水量大,在施工过程中不但会造成严重的施工蹩泵事故,而且在水泥浆经过油气层时,水泥浆滤液与水泥颗粒大量进入油气层,堵塞油气通道而污染油层。水泥浆密度直接反映了水灰比的大小,水泥石在固化过程中,只需要25%的水即可,而水灰比 25%的水泥浆密度达到 2.3 g/cm3以上,固井无法泵入。为了满足固井要求,只能增大水灰比,但如果水泥浆密度过小,势必增大水分流失,从而影响固井质量。水泥浆的流变性直接影响着顶替效率,从而影响封固质量。
2、如果水泥浆具有良好的性能,就能够避免分层沉淀的现象出现,并且能够在恰当的时间段内完全的凝固,这样也能够提升固井质量。但是水泥浆能否发挥发挥良好的性能受到了外在因素和自身因素的直接影响。
(1)外在因素
外在因素主要包含了水泥浆的环空返速和封固段的实际长度。在注入水泥浆的过程中,环空返速对于顶替的效率也会产生影响,所以,为了提升固井质量,就需要提高环空返速。
(2)自身因素
水泥浆的自身因素主要包含了密度、流动性和失水量。提升水泥浆的密度,就会增加流动梯度和浮力,这样有利于固井质量的提升,也有利于顶替钻井液;水泥浆流动性的控制也是关系到固井质量的一大因素,如果注入过快,就可能出现水泥分层沉淀的现象,过慢则会导致注入的难度升高;如果水泥浆失水量过大,多余的水就会渗入到地层,这样会影响到土层的坚硬度,最终影响到固井的质量。因此,为了提升固井的优质率,就需要注重密度、流失量以及流动性三个环节的合理控制。
四、固井施工特性
固井施工,是把调和好的水泥浆灌入预备套管,以便封堵很易泄露的地层、很易塌陷的地层、偏复杂的油气层。这种固井施工,规避了层级之间的泄露,建构了顺畅的油气路径。它便利了各时段的油气管控,增添原有的采收率。固井施工步骤,含有初始的下套管、后续注入水泥。它关涉很多细节,固井作业独有的特性含有如下的层级:第一,固井是一次性的。若没能保障质量,则很难去弥补。即便采纳了特有的挤水泥,也耗费偏多的物力,带来偏多损耗。第二,固井流程带有偏大的隐蔽特性,多被安排于井下,潜藏偏大风险。固井质量紧密关系着采掘时间、区段油田年限。第三,固井耗费的时段很长,耗费金额很多。工序融汇了复杂的细化内容,技术总量很大。
五、对固井技术工作的建议
在现有的固井技术基础上对固井技术进行改善,从而使固井质量的控制能力得到增强,并使工艺更加简化,实现降低成本的目的。
(1)加强技术管理。在实际施工过程中要做好评估工作,从而降低施工过程中存在的风险,使固井质量得到稳步的提高。
(2)增强员工质量意识,进一步提高干混质量,保证固井质量。
(3)加强对固井工作的重视。固井质量直接影响着油的质量以及对资源的保护,与油田开口的寿命息息相关,因此必须加强对固井工作的重视。
参考文献
[1]汤少兵,刘爱萍,谢承斌,邹建龙,安少辉,赵宝辉.影响四川地区天然气井固井质量的地质因素.工程质量,2012(3):26~3 0.
[2]陶磊.浅析影响固并质量的因素及对策[J].技术管理,201 1(9):2~3.
[3]申学义,苗友良.影响高渗低压层固井质量因素及对策分析 [J].国外油田工程,2012(6)
[4]齐奉忠,申瑞臣等.国内固井技术现状问题及研究方向建议[J].钻采工艺,2004(2)
[5]胥永杰,杨万忠等.四川固井技术[J].天然气工业,2000(4)
关键词:固井质量;干混质量;设备;干混过程控制;水泥浆性能
一、什么是油井水泥干混
油井水泥干混是指按固井要求将油井水泥与各种添加剂、外掺料等按一定的比例进行充分混合,达到均化配比的目的,以满足固井对水泥浆的使用要求。
二、干混设备及混拌原理
1、油井水泥干混设备的组成有:螺杆式空气压缩机、投料地罐、计量罐、药混罐、初混罐、批混罐、再混罐、成品罐、缓冲罐、除尘器、计算机控制系统和操作台。混拌装置的物料储存罐由气管线、放空管线、物料输送管线等相连接,各混拌罐及供气管线上安装与其相匹配的压力表和安全阀。
2、干混过程控制:根据固井通知单,计算混拌所用水泥及各种外加剂(外掺料)的重量,并按照外加剂的单位重量核算投料所需的袋数和公斤数,填写混拌任务单、领料单、投料单,做好记录,有专人复核签字。首先投料人员进行破袋投料,通过振动筛过滤网将物料投放到加药地罐,加入计量罐内与部分水泥混合。
倒入药混罐,使药品充分放大均匀后倒入初混罐,与初混罐的物料形成单元初级混拌,倒入批混罐,再倒入再混罐,气动拌和倒回批混罐,再倒入再混罐,每个批次都经过4次充分的气动拌和,待装车或倒入成品罐,依据标准取样。每个批次的水泥混拌严格遵循石油企业的标准进行,保证固井现场施工质量。
3、计算机控制系统
混拌装置的计算机控制系统包括混拌工艺的自动化和计算机的计量管理,在计算机远程控制下,电子计量精度和自动化程度得道很大的提升,粉尘污染得到有效控制,现场混拌作业环境得到大大改善,固井质量更进一步得到有效保证。
三、水泥浆性能对固井质量的影响
水泥干混技术的提高,在很大程度上改善了水泥浆的性能,提高了固井质量。水泥浆性能对固井质量起着关键性的作用,包括水泥浆失水量、水泥浆密度和水泥浆流变性。水泥浆的失水量过大,会造成水泥凝固时自由水渗入地层,使水泥浆体积减小,从而影响固井质量。另外,水泥浆失水量大,在施工过程中不但会造成严重的施工蹩泵事故,而且在水泥浆经过油气层时,水泥浆滤液与水泥颗粒大量进入油气层,堵塞油气通道而污染油层。水泥浆密度直接反映了水灰比的大小,水泥石在固化过程中,只需要25%的水即可,而水灰比 25%的水泥浆密度达到 2.3 g/cm3以上,固井无法泵入。为了满足固井要求,只能增大水灰比,但如果水泥浆密度过小,势必增大水分流失,从而影响固井质量。水泥浆的流变性直接影响着顶替效率,从而影响封固质量。
2、如果水泥浆具有良好的性能,就能够避免分层沉淀的现象出现,并且能够在恰当的时间段内完全的凝固,这样也能够提升固井质量。但是水泥浆能否发挥发挥良好的性能受到了外在因素和自身因素的直接影响。
(1)外在因素
外在因素主要包含了水泥浆的环空返速和封固段的实际长度。在注入水泥浆的过程中,环空返速对于顶替的效率也会产生影响,所以,为了提升固井质量,就需要提高环空返速。
(2)自身因素
水泥浆的自身因素主要包含了密度、流动性和失水量。提升水泥浆的密度,就会增加流动梯度和浮力,这样有利于固井质量的提升,也有利于顶替钻井液;水泥浆流动性的控制也是关系到固井质量的一大因素,如果注入过快,就可能出现水泥分层沉淀的现象,过慢则会导致注入的难度升高;如果水泥浆失水量过大,多余的水就会渗入到地层,这样会影响到土层的坚硬度,最终影响到固井的质量。因此,为了提升固井的优质率,就需要注重密度、流失量以及流动性三个环节的合理控制。
四、固井施工特性
固井施工,是把调和好的水泥浆灌入预备套管,以便封堵很易泄露的地层、很易塌陷的地层、偏复杂的油气层。这种固井施工,规避了层级之间的泄露,建构了顺畅的油气路径。它便利了各时段的油气管控,增添原有的采收率。固井施工步骤,含有初始的下套管、后续注入水泥。它关涉很多细节,固井作业独有的特性含有如下的层级:第一,固井是一次性的。若没能保障质量,则很难去弥补。即便采纳了特有的挤水泥,也耗费偏多的物力,带来偏多损耗。第二,固井流程带有偏大的隐蔽特性,多被安排于井下,潜藏偏大风险。固井质量紧密关系着采掘时间、区段油田年限。第三,固井耗费的时段很长,耗费金额很多。工序融汇了复杂的细化内容,技术总量很大。
五、对固井技术工作的建议
在现有的固井技术基础上对固井技术进行改善,从而使固井质量的控制能力得到增强,并使工艺更加简化,实现降低成本的目的。
(1)加强技术管理。在实际施工过程中要做好评估工作,从而降低施工过程中存在的风险,使固井质量得到稳步的提高。
(2)增强员工质量意识,进一步提高干混质量,保证固井质量。
(3)加强对固井工作的重视。固井质量直接影响着油的质量以及对资源的保护,与油田开口的寿命息息相关,因此必须加强对固井工作的重视。
参考文献
[1]汤少兵,刘爱萍,谢承斌,邹建龙,安少辉,赵宝辉.影响四川地区天然气井固井质量的地质因素.工程质量,2012(3):26~3 0.
[2]陶磊.浅析影响固并质量的因素及对策[J].技术管理,201 1(9):2~3.
[3]申学义,苗友良.影响高渗低压层固井质量因素及对策分析 [J].国外油田工程,2012(6)
[4]齐奉忠,申瑞臣等.国内固井技术现状问题及研究方向建议[J].钻采工艺,2004(2)
[5]胥永杰,杨万忠等.四川固井技术[J].天然气工业,2000(4)