3四川深井、超深井固井地面施工工艺

四川深井、超深井固井地面施工工艺,川庆钻探工程公司井下作业公司2008年7月23日，北京,Downhole Service Company,SPA,徐 峰,汇 报 提 纲,Downhole Service Company,SPA,Downhole Service Company,SPA,一、引 言,固井作业最重要的环节配浆，配浆需要的最重要的设备是各种混浆装置（水泥车、批混撬等），其动力配置的合理性，结构的先进性，工艺的完善性将直接影响配浆质量及固井质量。,四川油气田面临的基本上深井、超深井、复杂井固井作业，目前某地区更是成规模、大规模的深井、超深井、小间隙井固井作业，为保证其固井安全和固井质量就需要通过合理配置地面施工设备，保证水泥浆密度、施工排量和压力，以及施工的连续性。,Downhole Service Company,SPA,一、引 言,深井、超深井作业地面工艺要求,水泥浆配浆密度符合设计要求，且均匀、稳定能保证足够施工排量，且稳定能满足固井施工压力要求保证固井施工的连续性、稳定性有足够的备用设备,二、现有混浆设备装配情况,Downhole Service Company,SPA,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,CPT-800D水泥车,Downhole Service Company,SPA,二、现有固井设备装配情况,500K/肯沃斯水泥车,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,GJC70-30 水泥车,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,改造的70-20水泥车,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,SJX70-25水泥车,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,SJX40-17固井水泥车,Downhole Service Company,SPA,二、现有混浆设备装配情况,批混撬,Downhole Service Company,SPA,高性能的实时供灰系统,三、地面施工配套工艺,Downhole Service Company,SPA,安全、环保的固井高压管网,三、地面施工配套工艺,三、地面施工配套工艺,Downhole Service Company,SPA,1、高能混合器配浆工艺,工艺流程：水泥车高能喷射泵高能混合器水泥车搅拌池灌注泵水泥车大泵入井 循环泵,应用效果：性能稳定，混浆动能较高，水灰混合面积大，效果好；单次混浆量大，浆体气泡少，配浆密度较高。但总混合能较低，实现超高密度配浆困难（2.50 g/cm3以上）,三、地面施工配套工艺,Downhole Service Company,SPA,2、气灰分离器配浆工艺,工艺流程A：水泥车大泵高压水混合器真空喷射筒水泥车小方盒水泥车灌注泵水泥车大泵入井。 干灰气灰分离器,应用效果：由于水泥车产生的是高压液体流，混合器内真空吸力高，下灰量大，灰流内气体含量少，所以混浆效果好。同时配制高比重能力高，浆体水化良好，适合任意灰介质配浆需要。但该工艺需要配套设备相对较多，水灰剪切面积小，设备连接配合要求高，并且喷嘴是施工前根据一定排量选择装配的，所以在施工中调节排量范围小。,Downhole Service Company,SPA,高能混配的气灰分离器,气灰分离的机理是：减少气灰混合物压力，从而也减少其运动速率；通过急速多次地分流和改变气灰混合物的流向，消耗其动能，从而进一步将其降速；形成线型下灰速率。当其速度降到某一值时，凭水泥微粒重力作用沉入气灰分离装置的底部，空气则向上分离排出。,三、地面施工配套工艺,Downhole Service Company,SPA,3、批量批混配浆工艺,工艺流程： 批混撬批混水泥车大泵入井。 干灰混合器,应用效果：由于水泥干灰是在批混撬的高能混合器中循环配浆，因此配浆效果好、密度均匀、稳定、容易调节、浆体性能良好；同时该工艺即省时，还环保,三、地面施工配套工艺,Downhole Service Company,SPA,固井地面施工标准化,三、地面施工配套工艺,Downhole Service Company,SPA,三、地面施工配套工艺,固井地面施工标准化,Downhole Service Company,SPA,三、地面施工配套工艺,固井地面施工标准化,Downhole Service Company,SPA,三、地面施工配套工艺,固井地面施工标准化,Downhole Service Company,SPA,三、地面施工配套工艺,固井地面施工标准化,Downhole Service Company,SPA,三、地面施工配套工艺,固井地面施工标准化,Downhole Service Company,SPA,三、地面施工配套工艺,固井地面施工标准化,四、固井实时监测系统,Downhole Service Company,SPA,固井作业不但依靠可靠的固井技术、全面合适的施工措施、性能优良的设备、优化的地面施工工艺和操作熟练的员工，准确掌握施工参数也是保证固井施工安全运行和提高固井质量的必要前提。,四、固井实时监测系统,Downhole Service Company,SPA,固井实时监测系统由现场测量装置、数据采集系统、数据采集软件三大部分构成。其中，现场测量装置由二路压力传感器/变送器、四路流量传感器/变送器和二路密度计一次仪表组成。二次仪表（主机）系统由数据采集与A/D转换系统、计算机系统、显示系统、打印系统和电源系统组成。,四、固井实时监测系统,Downhole Service Company,SPA,四、固井实时监测系统,Downhole Service Company,SPA,密度是固井施工过程中必不可少的参数，固井中既要保证水泥浆密度达到设计要求。也要控制配浆密度的许可范围：0.02g/cm3,水泥浆密度监测,质量密度计,四、固井实时监测系统,Downhole Service Company,SPA,施工排量监测,固井施工排量是决定固井安全、固井质量和了解固井状态的重要因素，要求流量计考虑抗震、抗冲击，同时要求能适应各种流体介质及密度。,流量计,四、固井实时监测系统,Downhole Service Company,SPA,压力也是固井施工过程中必不可少的参数，是判断井下情况的一个重要依据，采用的抗震远传压力表，它的测量范围为080MPa，精度为1.5级。,施工压力监测,水泥头,远传抗振压力表,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,四川固井2006-2007年固井施工,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,剑门1井（水泥300T）施工作业现场图,倒双立柱，建立双通道，大排量固井施工作业,剑门1井95/8固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,剑门1井95/8套管固井配浆密度曲线,剑门1井95/8固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,剑门1井95/8套管固井注浆流量曲线,剑门1井95/8固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,剑门1井95/8套管固井注浆压力曲线,剑门1井95/8固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,分水1井（井深7353.84m）施工作业现场图,分水1井5固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,分水1井5尾管固井配浆密度曲线,分水1井5固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,分水1井5尾管固井注浆流量曲线,分水1井5固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,分水1井5尾管固井注浆压力曲线,分水1井5固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,剑门1井127mm尾管施工作业现场图,剑门1井5固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,剑门1井5固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,龙17井177.8mm尾管施工作业现场图,龙17井1井7固井,1批混撬+1双机泵水泥车+1单机泵水泥车组成两套泵注系统,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工现场应用,龙17井1井7固井,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工建议,提高配浆车喷射泵动力输出，使喷射水压力达到24MPa，满足配加重水泥浆所需要的水灰剪切能量。提高循环泵动力输出，使循环混浆压力达到1.52.5MPa，增加参与混浆的总能量。设计合理的储浆罐容积和罐型，应为圆锥型，确保罐内密度尽量均匀；容积20002500L，便于因瞬间下灰不好带来的浆体密度波动；搅拌器可根据浆体变化适时调速，搅拌效率达到99%，搅拌效果产生螺旋涡流下旋，提高下浆率。,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工建议,合理设计高能混合器结构，输灰管径控制在56寸之间，减少灰流阻力，控制气体穿透。水泥浆再次循环空间间隙30mm，要设计再循环阻流宽带环，目的使二次浆体形成股状喷射浆流，增加混浆面积。采用缩径高能过渡管，配浆过渡管长度1000mm，目的是使配制的浆体在运动中产生挤压剪切效果，同时保证浆体运行剪切有充足的多次剪切时间。设计合理的配浆清水排量、再次循环排量，保证施工配浆需水量，满足比重快速形成。,Downhole Service Company,SPA,五、固井地面施工建议,设计合理浆气分离结构方式，有效利用灰罐中气体压力混浆输送能量，在浆气分离装置充分旋转分离，浆气分离筒底部设计反旋向剪切叶片，