[發明專利]一種水平井油層套管固井方法

有效

• 申請號: 201510908056.1
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105443072B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 閆吉曾;羅懿;唐萬舉;李雪;彭明;李林逢
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司華北油氣分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

本發明公開了一種水平井油層套管固井方法，屬于石油天然氣固井技術領域。本發明根據地層壓力確定下套時鉆井液密度，在水平段、斜井段和直井段加放扶正器并分段循環鉆井液，根據不同流體類型計算水泥漿流變參數和臨界排量，在保證替漿過程中實際井口壓力不超過上限值的前提下依此注入隔離液和水泥漿，替漿結束后關井候凝。上述水平井套管固井方法能夠解決特殊井型(如三維水平井和階梯狀水平井等)油層套管固井質量低的問題，且操作簡便，易于現場施工，可大幅降低固井成本，能夠為后續儲層改造、采油工程施工等提供有力保障。

技術領域

本發明涉及一種水平井油層套管固井方法，屬于石油天然氣固井技術領域。

背景技術

在水平井完井作業中，為保持油氣井長期穩產及后期增產作業順利實施，一般采用套管固井方式完井。隨著鉆井技術的不斷進步，更為復雜的三維水平井從式井組出現(或稱為“井工廠”)，然而不論是二維水平井完井作業還是三維水平井完井作業，均給油層套管固井技術帶來較大挑戰。主要體現在油層套管下入困難、頂替效率低、頂替排量不易控制等，其結果往往是固井質量差強人意。

目前，指導水平井油層套管固井設計的重要參考資料是石油天然氣行業標準《固井設計規范》(SY/T 5480-2007)，但是該規范中僅列出兩種水泥漿流體類型(賓漢流體和冪律流體)，常與實際作業中水泥漿流變性不符。而參照該規范設計的固井參數，會引起壓耗、泵排量計算誤差增大，最終導致固井作業中水泥漿頂替效率下降。為此，一些油田研究開發出旋轉尾管技術，但是該措施會大幅增加作業成本，不利于推廣應用。實際鉆采中對于滲透率、孔隙度和地層壓力低同時單井產量不高的油氣田，一般采用低成本開發策略，而降低固井作業成本才能提高開發效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種水平井油層套管固井方法，以解決水平井油層套管固井質量低、成本高的問題。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種水平井油層套管固井方法，包括以下步驟：鉆井后下套管串，計算水泥漿的臨界排量，依次注入隔離液和水泥漿，替漿結束后關井候凝，即可；

所述水泥漿的臨界排量的計算方法為：

1)確定水平井的井底溫度和井底壓力；

2)根據流變儀讀數計算水泥漿的剪切速率和剪切應力：首先，確定水泥漿剪切速率的取值范圍，計算該取值范圍所對應的轉速的取值范圍；其次，在上述轉速的取值范圍內選定流變儀的轉速檔位，測定水泥漿在步驟1)的井底溫度和井底壓力下、不同轉速檔位所對應的讀數；再次，根據流變儀的儀器常數計算水泥漿的剪切速率和剪切應力；

3)確定水泥漿的流體類型，計算水泥漿的流變參數；

4)根據流變參數，計算得到水泥漿的臨界排量。

步驟1)中根據溫度測井數據，確定井底溫度。

步驟1)中先根據井眼軌跡測量工具測量井眼軌跡，確定井底垂深，再根據地質和工程要求，確定水泥漿不同漿體封固段及相應的垂深，計算井底壓力。

步驟2)中水泥漿剪切速率的取值范圍為135～550s^-1。這是因為水泥漿紊流時實測剪切速率落在上述范圍的權重較大(占八成以上)。

步驟2)中根據流變儀的儀器常數，計算轉速的取值范圍。如為六速流變儀，計算公式見公式1。

公式1：γ＝1.7023Φ，

式1中：γ為剪切速率，s^-1；Φ為轉速，r/min。

步驟2)中流變儀為六速流變儀時，剪切速率的計算公式見上述公式1，剪切應力的計算公式見公式2。

公式2：τ＝0.511θ，