資源描述：
《井徑變化的影響因素與固井水泥注灰量的關(guān)系》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、井徑變化的影響因素與固井水泥注灰量的關(guān)系襲杰(大慶鉆井工程技術(shù)研究院)1.影響井徑變化率的主要因素鉆頭鉆穿地層所形成的真實(shí)井筒斷面形狀，無法直接獲知。只有通過井徑測(cè)量間接獲得有關(guān)井徑變化的信息。鉆井實(shí)踐表明鉆穿砂巖地層所形成的井眼形狀較規(guī)則，且井壁較平肩；而鉆穿泥巖頁(yè)巖地層所形成的井眼形狀則很不規(guī)則，井壁凹凸不平，形成所謂的大肚子或縮徑。井徑變化是由井壁不穩(wěn)定直接造成的。井壁失穩(wěn)問題是鉆井中較為復(fù)雜的問題，由于影響因素較多，目前還沒有更有效的解決辦法，而地質(zhì)因素是最根本的影響因素。各地區(qū)各層段差別很大，巖性也
2、千變?nèi)f化。因此解決井眼不穩(wěn)定問題是很困難的，到目前為止還沒有從根本上解決井眼不穩(wěn)定問題。在鉆井過程中，井眼失穩(wěn)的表現(xiàn)是井塌或縮徑(蠕動(dòng))。坍塌與剝落是井眼失穩(wěn)具體的表現(xiàn)。其后果都是造成井徑不規(guī)則的變化。研究井徑變化的規(guī)律，實(shí)際上是研究井眼穩(wěn)定的問題。井塌原因主要有井眼穩(wěn)定力學(xué)，頁(yè)巖水化及工程因素等三個(gè)方面，而前兩個(gè)因素是主要的。為了說明這些影響因素，大慶鉆井工程技術(shù)研究院對(duì)近年來所鉆的9口深探井的井徑進(jìn)行了分層段的統(tǒng)計(jì)。分析井徑變化數(shù)據(jù)可得出以下認(rèn)識(shí)。(1)鉆井液體系對(duì)井徑變化率的影響最大。由于油基鉆井液的濾
3、矢量遠(yuǎn)小于水基鉆井液，而同是水基鉆井液體系的復(fù)合離子鉆井液的濾矢量又小于正電膠鉆井液的濾矢量。因而，鉆井液濾矢量大小對(duì)井徑變化產(chǎn)生很大影響。減少鉆井液的濾液量，對(duì)沉積巖地層防止井塌，控制井徑變化是至關(guān)重要的。(2)井徑變化率隨地層浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)而成倍的增加。地層浸泡時(shí)間越長(zhǎng)鉆井液濾液進(jìn)入地層越多，地層中(泥頁(yè)巖)粘土礦物吸水膨脹產(chǎn)生極大的膨脹力，而當(dāng)此力超過頁(yè)巖的膠結(jié)強(qiáng)度時(shí)就發(fā)生井壁巖石剝落或坍塌，使井徑擴(kuò)大。油包水或水包油鉆井液對(duì)地層浸泡時(shí)間的長(zhǎng)短，對(duì)井徑變化率的影響最小。而水基鉆井液的影響最大，其對(duì)井徑變
4、化率的影響程度與浸泡時(shí)間成正比的增加。鉆井液的濾矢量越大，其影響程度越嚴(yán)重。(3)井筒內(nèi)平衡地層壓力的鉆井液密度對(duì)井徑變化率的影響。為減小井徑變化率，盡可能采用平衡壓力鉆井，在確定鉆井液密度時(shí)，應(yīng)考慮地層坍塌壓力。采用近平衡或欠平衡壓力鉆進(jìn)時(shí)為使井眼穩(wěn)定，應(yīng)確定合理的鉆井液密度(欠壓值)3并盡可能減少鉆進(jìn)井段以縮短地層浸泡時(shí)間。(4)地質(zhì)構(gòu)造與地層膠結(jié)程度對(duì)井徑變化率的影響。鉆遇傾斜地層，褶皺構(gòu)造或斷裂構(gòu)造帶的地層時(shí)，由于存在構(gòu)造應(yīng)力，井壁巖石由于應(yīng)力釋放而失穩(wěn)，發(fā)生坍塌使井徑擴(kuò)大。2.井徑變化率與注灰量計(jì)算
5、平均井徑主要用來計(jì)算固井時(shí)的注灰量，根據(jù)封固段電測(cè)平均井徑計(jì)算出注漿量后再附加一定的灰量。附加灰量與計(jì)算灰量之比即為附加系數(shù)。為了不漏封或少封，現(xiàn)場(chǎng)固井施工技術(shù)人員為保險(xiǎn)起見，提高附加系數(shù)，其結(jié)果是實(shí)際返高大大超過預(yù)計(jì)返運(yùn)高。在多數(shù)情況下，不影響固井質(zhì)量，多封總比少封好。但存在問題是除浪費(fèi)水泥外，這種做法還大大降低了固井施工的技術(shù)水平。在固井質(zhì)量中要求水泥面返高不少于生產(chǎn)層頂以上50m。而設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)計(jì)水泥面是生產(chǎn)層頂以上150m。實(shí)際上這已經(jīng)考慮了施工過程中的各種誤差。包括電測(cè)井徑的誤差和頂替效率。為此，可利
6、用現(xiàn)場(chǎng)固井施工后的各種實(shí)際數(shù)據(jù)，反算出正確的注灰量，指導(dǎo)準(zhǔn)確的固井施工設(shè)計(jì)。根據(jù)大慶鉆井技術(shù)服務(wù)公司固井分公司技術(shù)站對(duì)近年來固井施工的不同井徑擴(kuò)大率的52口探井的實(shí)際資料的統(tǒng)計(jì)，平均井徑擴(kuò)大率與注灰系數(shù)(每米封固井段需干水泥漿袋數(shù))之間的關(guān)系見表1。表1探井平均井徑擴(kuò)大率與注灰系數(shù)統(tǒng)計(jì)注：∮215.9mm井眼x∮139.7mm套管，水泥漿平均密度1．90g／cm33.結(jié)論(1)井眼穩(wěn)定性直接影響井徑變化率、控制井眼的井徑變比率實(shí)際上是保持井眼的穩(wěn)定問題。當(dāng)鉆井液體系和性能確定后，平衡地層坍塌壓力的鉆井液柱靜壓
7、力(由鉆3井液密度決定)對(duì)井眼穩(wěn)定起決定性的作用。地質(zhì)因素(地層構(gòu)造應(yīng)力、巖性及礦物組分)對(duì)井眼穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用。因而不同地區(qū)不同層位在相同鉆井條件下，井徑變化率有差異。(2)在鉆井液體系和鉆井液密度確定后，在確定的鉆井條件下，控制井徑變化率的唯一途徑是減少地層的浸泡時(shí)間。(3)平均井徑擴(kuò)大率和最大井徑擴(kuò)大率是衡量井身質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。在確定的鉆井條件下很難控制井徑的變化，特別是最大井徑擴(kuò)大率。而且井徑擴(kuò)大率主要用來計(jì)算固井時(shí)的水泥量。實(shí)踐證明，不是所有的井徑擴(kuò)大率較大的井，固井質(zhì)量都不好。也不是井徑擴(kuò)大率小的
8、井，固井質(zhì)量不存在問題。因此規(guī)定井徑擴(kuò)大率的標(biāo)準(zhǔn)缺乏客觀依據(jù)(在多大程度上影響電測(cè)資料的準(zhǔn)確性)。事實(shí)上，井徑擴(kuò)大率在不同地區(qū)、不同地層不同的鉆井液體系和性能條件下是客觀形戍的。只有通過實(shí)鉆井的井徑資料統(tǒng)計(jì)，分地區(qū)、分層段和不同鉆井條件下的井徑擴(kuò)大率作為依據(jù)。在井身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)取消最大井徑擴(kuò)大率的考核指標(biāo)。(4)通過固井注水泥后的資料分析，目前電測(cè)井徑的精度是足夠高的，完全可滿足固井施工設(shè)計(jì)。通過固
