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1、储气库储气库老井封堵及注采井完井工艺技术老井封堵及注采井完井工艺技术渤海钻探工程公司井下技术服务分公司渤海钻探工程公司井下技术服务分公司 目目 录录 一、概述一、概述 二、老井封堵工艺技术二、老井封堵工艺技术 三、注采气井完井工艺技术三、注采气井完井工艺技术 四、盐穴储气库造腔工艺技术四、盐穴储气库造腔工艺技术一、一、概述概述 渤海钻探井下技术服务公司自渤海钻探井下技术服务公司自20002000年参与储气库井下作年参与储气库井下作业施工以来，十年累计施工业施工以来，十年累计施工150150余口井，完成了大港余口井，完成了大港6 6座储气座储气库及华北京库及华北京5858储气库群共计储气库群共计
2、7 7座储气库，座储气库，6767口完成注采管柱口完成注采管柱的施工，修井作业的施工，修井作业8686井次（封堵井次（封堵7474井次、排水井次、排水1212井次），同井次），同时完成了江苏金坛盐穴储气库的时完成了江苏金坛盐穴储气库的1212口井的工作。积累了丰富口井的工作。积累了丰富的储气库建库施工经验，拥有一流的施工作业队伍和高素质的储气库建库施工经验，拥有一流的施工作业队伍和高素质的施工人员以及专业的施工设备。的施工人员以及专业的施工设备。地层储气库建设的地层储气库建设的地层储气库建设的地层储气库建设的井下作业主要包括两大井下作业主要包括两大井下作业主要包括两大井下作业主要包括两大部分：
3、老井修井和注采部分：老井修井和注采部分：老井修井和注采部分：老井修井和注采井完井。井完井。井完井。井完井。老井修井包括老井老井修井包括老井老井修井包括老井老井修井包括老井封堵和老井排水。封堵和老井排水。封堵和老井排水。封堵和老井排水。一、一、概述概述老井封堵是指对库区内储气层老井封堵是指对库区内储气层老井封堵是指对库区内储气层老井封堵是指对库区内储气层已已已已有的老井有的老井有的老井有的老井进行封层或封井，防止注进行封层或封井，防止注进行封层或封井，防止注进行封层或封井，防止注入气库的天然气从储气层内老井窜入气库的天然气从储气层内老井窜入气库的天然气从储气层内老井窜入气库的天然气从储气层内老井
4、窜出，保证储气库的出，保证储气库的出，保证储气库的出，保证储气库的密封性密封性密封性密封性，同时对，同时对，同时对，同时对其周边环境的安全具有保障作用。其周边环境的安全具有保障作用。其周边环境的安全具有保障作用。其周边环境的安全具有保障作用。老井排水是指下入排水管柱对库老井排水是指下入排水管柱对库老井排水是指下入排水管柱对库老井排水是指下入排水管柱对库区储气层内地层水进行排采作业，区储气层内地层水进行排采作业，区储气层内地层水进行排采作业，区储气层内地层水进行排采作业，以以以以增加储气容量增加储气容量增加储气容量增加储气容量。一、一、概述概述在几年的建库作业中，已累计对在几年的建库作业中，已累
5、计对70多口老井进多口老井进行了封堵作业，这些井的使用年限较长，其中很多行了封堵作业，这些井的使用年限较长，其中很多井已停止注采或者是已经封井，二开井的井身结构井已停止注采或者是已经封井，二开井的井身结构很多，很多井曾为四类井，部分井由于井况复杂，很多，很多井曾为四类井，部分井由于井况复杂，封堵前进行了大修处理。封堵前进行了大修处理。一、一、概述概述注采井完井是对注采井完井是对注采井完井是对注采井完井是对新钻的储气库注采井新钻的储气库注采井新钻的储气库注采井新钻的储气库注采井进行射孔试油并完成进行射孔试油并完成进行射孔试油并完成进行射孔试油并完成注采管柱的施工。注采管柱的施工。注采管柱的施工。
6、注采管柱的施工。一、一、概述概述截止截止2009年底，井下技术服务公司在大港储年底，井下技术服务公司在大港储气库累计施工气库累计施工39口新井试油完成注采管柱施工及口新井试油完成注采管柱施工及14口更换注采管柱作业，华北京口更换注采管柱作业，华北京58储气库群的储气库群的14口新井试油完井施工，工艺成功率均达到口新井试油完井施工，工艺成功率均达到100%。一、一、概述概述盐穴储气库的建设周期盐穴储气库的建设周期由由钻注采井钻注采井、造腔造腔和和地面工地面工程程三部分组成，而耗时最多三部分组成，而耗时最多的是造腔，即盐穴腔体的形的是造腔，即盐穴腔体的形成阶段，大约占到总周期成阶段，大约占到总周期
7、80%。一、一、概述概述储气库老井封堵工艺包括：储气库老井封堵工艺包括：前期准备、井筒准备、封堵施前期准备、井筒准备、封堵施工等三部分。工等三部分。二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术分析排查所有钻遇储气层位的老井并确定封堵井号。分析排查所有钻遇储气层位的老井并确定封堵井号。收集施工井资料：地质资料、钻井资料、测井资料、收集施工井资料：地质资料、钻井资料、测井资料、试油资料等，为制定科学的封堵方案做准备。试油资料等，为制定科学的封堵方案做准备。制定合理的封堵工艺方案和施工方案。制定合理的封堵工艺方案和施工方案。1 1、前期准备、前期准备二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术1、搬安。、搬安。2、压井。、
8、压井。3、换装井口及试压。、换装井口及试压。4、通井。、通井。5、刮削。、刮削。6、试压、试吸收量、试压、试吸收量7、复杂井况的处理措施，采用大修工艺对井筒进行处理。、复杂井况的处理措施，采用大修工艺对井筒进行处理。2 2、井筒准备、井筒准备二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术1）、封堵原则）、封堵原则 超细水泥浆进入封堵层平均半径为超细水泥浆进入封堵层平均半径为0.5-0.8m，挤注，挤注压力压力20MPa；超细水泥浆用量按平均挤注半径、封堵；超细水泥浆用量按平均挤注半径、封堵层的厚度、封堵层孔隙度的大小计算，另外附加超细水层的厚度、封堵层孔隙度的大小计算，另外附加超细水泥灰塞在井筒里的体积；超
9、细水泥灰塞底界在封堵层以泥灰塞在井筒里的体积；超细水泥灰塞底界在封堵层以下下30m，超细水泥灰塞顶界在封堵层以上，超细水泥灰塞顶界在封堵层以上50m；3 3、封堵施工、封堵施工二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术2）、水泥浆配料的选择）、水泥浆配料的选择 封堵材料为国产超细水泥，平均粒径7m-8m；悬浮剂为XFY-1，浓度0.4%-0.5%；缓凝剂为HNJ，浓度2%-3%。3）、水泥浆的性能）、水泥浆的性能 稠化时间3.5-7.5h，可调；密度在1.56g/cm3左右；抗压强度可达13MPa；水灰比为1：1.2，环境温度80-90时失水为0。3 3、封堵施工、封堵施工二、封堵工艺技术二、封堵工艺技
10、术4）、储气层挤灰方式）、储气层挤灰方式（1）油层套管挤注法；）油层套管挤注法；（2）封隔器带尾管挤注法；）封隔器带尾管挤注法；（3）插管桥塞挤注法。）插管桥塞挤注法。3 3、封堵施工、封堵施工二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术喇叭口喇叭口封堵井段封堵井段（1 1）油层套管挤注法）油层套管挤注法油层套管经试压验证，能够油层套管经试压验证，能够满足挤注施工的泵压要求，从而满足挤注施工的泵压要求，从而通过下喇叭口完成光管柱进行封通过下喇叭口完成光管柱进行封堵施工的方法。堵施工的方法。二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术（2）封隔器）封隔器挤挤注法注法是指封堵是指封堵层层位以上存在射孔位以上存在射孔层层位
11、或者位或者经经封隔器封隔器验证验证，套管耐，套管耐压压无法无法满满足足挤挤注施工注施工泵压泵压要求，要求，从而通从而通过过下封隔器下封隔器带带尾管完成管尾管完成管柱柱进进行封堵施工的方法。行封堵施工的方法。尾管尾管封堵井段封堵井段封隔器封隔器未封井段未封井段二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术（3）插管桥塞挤注法）插管桥塞挤注法用于封堵段以上套管耐用于封堵段以上套管耐压受限而且不适合采用封压受限而且不适合采用封隔器挤注法封堵的情况。隔器挤注法封堵的情况。封堵井段封堵井段射开井段射开井段桥塞桥塞插管插管二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术5）、非储气层的封堵）、非储气层的封堵采用注普通灰塞的方法采用注普
12、通灰塞的方法进行封堵施工，如右图示。进行封堵施工，如右图示。喇叭口喇叭口射孔井段射孔井段二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术人工井底人工井底井口灰塞井口灰塞封堵灰面封堵灰面灰塞底界灰塞底界封堵井段封堵井段1封堵井段封堵井段26）、井筒封堵）、井筒封堵储气层封堵合格后，在顶储气层封堵合格后，在顶部井段注入水泥塞至井口，部井段注入水泥塞至井口，完成全井封井，封井后井筒完成全井封井，封井后井筒结构如右图示。结构如右图示。二、封堵工艺技术二、封堵工艺技术储气库注采完井工艺分为储气库注采完井工艺分为井筒准备井筒准备和和下注下注采管柱采管柱两步骤。两步骤。注采完井施工工序：注采完井施工工序：包括安装采气树、通
13、包括安装采气树、通井（分级箍磨铣扩眼）、刮削、替射孔液、下井（分级箍磨铣扩眼）、刮削、替射孔液、下注采完井管柱、诱喷等工序。注采完井管柱、诱喷等工序。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术1）、安装采气树）、安装采气树安装安装5000PSI（35MPa）压力）压力等级的采气树，套管四通具等级的采气树，套管四通具有有3道密封保护，完成安装后道密封保护，完成安装后采气树试压合格。采气树试压合格。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术1 1、井筒准备施工工序、井筒准备施工工序2）通井）通井气库内注采井均采用气库内注采井均采用7寸油层套管完井，通井时下入寸油层套管完井，通井时下入7寸套寸套
14、管通井规通至井底，保证封隔器等大直径完井工具能够顺利下管通井规通至井底，保证封隔器等大直径完井工具能够顺利下至预定位置。如果井内为泥浆，则使用清水替净。至预定位置。如果井内为泥浆，则使用清水替净。3）刮削）刮削下入下入177.8mm套管刮削器，对分级箍位置及封隔器座封位套管刮削器，对分级箍位置及封隔器座封位置进行反复刮削，至管柱负荷正常，大排量反洗井至进出口液置进行反复刮削，至管柱负荷正常，大排量反洗井至进出口液性一致。在射孔井段替入射孔保护液，清水顶替到位后，起出性一致。在射孔井段替入射孔保护液，清水顶替到位后，起出刮削器。刮削器。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术177.8mm油
15、层套管（水泥返至地面）表层套管（水泥返至地面）技术套管（水泥返至地面）分级箍人工井底阻流环完钻井深井身结构图井身结构图三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术4）分级箍磨铣扩眼）分级箍磨铣扩眼气库注采井井筒为表层套管、技术套管、气库注采井井筒为表层套管、技术套管、油层套管三层套管结构（详见右图），出于气油层套管三层套管结构（详见右图），出于气井安全性考虑，各层套管外水泥均上返至地面，井安全性考虑，各层套管外水泥均上返至地面，油层套管下入分级箍保证管外固井水泥返至地油层套管下入分级箍保证管外固井水泥返至地面。面。由于钻井磨铣分级箍不彻底，通井时经常由于钻井磨铣分级箍不彻底，通井时经常发生通井
16、规无法通过分级箍位置的情况，因此发生通井规无法通过分级箍位置的情况，因此试油期间用螺杆钻带铣锥对分级箍进行扩眼，试油期间用螺杆钻带铣锥对分级箍进行扩眼，直至通井规能够顺利通过。直至通井规能够顺利通过。施工过程细分为下注采管柱、施工过程细分为下注采管柱、（定位）调整管柱、钢丝作业（通管、（定位）调整管柱、钢丝作业（通管、试压、座封、开关滑套）、试压（油试压、座封、开关滑套）、试压（油管、封隔器、滑套）、封隔器打压座管、封隔器、滑套）、封隔器打压座封、安装采气树上挂、替环空保护液、封、安装采气树上挂、替环空保护液、液氮气举、射孔、放喷、测压等工序。液氮气举、射孔、放喷、测压等工序。77套管套管射孔
17、井段射孔井段气密封油管若干气密封油管若干 1/41/4液控管线液控管线3 31 1/2 2气密封油管气密封油管 射射孔孔系系统统总总成成循环滑套循环滑套封隔器封隔器坐落短节坐落短节伸缩管伸缩管筛管筛管流动接头流动接头减震器减震器人工井底人工井底井下安全阀井下安全阀安全接头安全接头伸缩管伸缩管 注采管柱图注采管柱图三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术2 2、下注采管柱工序、下注采管柱工序1）、下注采管柱）、下注采管柱 根据设计要求下入注采完井管柱，新井管柱底部带射孔枪，更换管根据设计要求下入注采完井管柱，新井管柱底部带射孔枪，更换管柱的老井不带射孔枪。柱的老井不带射孔枪。2）、调整管柱）
18、、调整管柱 管柱下到位后，进行调整，新井首先由测井定位校深，然后调整射管柱下到位后，进行调整，新井首先由测井定位校深，然后调整射孔枪对准目的层，更换管柱老井则调整好封隔器位置即可。孔枪对准目的层，更换管柱老井则调整好封隔器位置即可。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术3）、钢丝作业）、钢丝作业 钢丝作业为油管试压、封隔器座封、替液气举等施工进行作业准钢丝作业为油管试压、封隔器座封、替液气举等施工进行作业准备。备。首先钢丝作业携带通管规通管至坐落接头首先钢丝作业携带通管规通管至坐落接头起出后下堵塞器至循环起出后下堵塞器至循环滑套（油管试压）滑套（油管试压）起出下堵塞器至坐落接头（座封封隔
19、器）起出下堵塞器至坐落接头（座封封隔器）起出堵起出堵塞器（验证封隔器）塞器（验证封隔器）开滑套（替液气举）开滑套（替液气举）关滑套（射孔放喷）。关滑套（射孔放喷）。4）、油管试压）、油管试压 清水对气密油管试压，验证管柱密封性，试压压力清水对气密油管试压，验证管柱密封性，试压压力35Mpa。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术5）、封隔器座封）、封隔器座封 根据封隔器厂家要求，分阶段打压，座封封隔器。根据封隔器厂家要求，分阶段打压，座封封隔器。6）、安装采气树上挂）、安装采气树上挂 安装安装5000PSI采气树上挂，上紧螺栓，并试压合格。采气树上挂，上紧螺栓，并试压合格。7）、验封）、
20、验封 清水反打压，验证封隔器密封性。验封压力听从厂家要求，一般清水反打压，验证封隔器密封性。验封压力听从厂家要求，一般8-12MPa。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术8）、替环空保护液）、替环空保护液 井筒内正替满套管环空保护液。井筒内正替满套管环空保护液。9）、）、气举气举 液氮液氮正气举，在油管柱内形成负压，为诱喷做准备正气举，在油管柱内形成负压，为诱喷做准备。10）、）、射孔（放喷）射孔（放喷）投投棒射孔棒射孔，关井，关井观察井口压力观察井口压力，自，自喷则放净井筒内液体，关井喷则放净井筒内液体，关井。11）、）、测压测压 根据根据甲方要求，关井测压力恢复，录取静压、温数据甲
21、方要求，关井测压力恢复，录取静压、温数据。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术 储气库注采完井工艺储气库注采完井工艺特点具有特点具有安全系数高、密安全系数高、密封性好、高效、施工严谨封性好、高效、施工严谨等特点。等特点。3 3、工艺特点、工艺特点3 31 1/2 2气密封油管气密封油管 射孔系统射孔系统循环滑套循环滑套封隔器封隔器77套管套管坐落短节坐落短节伸缩管伸缩管筛管筛管流动接头流动接头射孔井段射孔井段减震器减震器人工井底人工井底气密封油管若干气密封油管若干 井下安全阀井下安全阀安全接头安全接头1/41/4液控管线液控管线 环环空空内内为为套套管管保护液保护液三、注采井完井工艺技
22、术三、注采井完井工艺技术安全系数高安全系数高通过井下安全阀对地面保护、封隔器通过井下安全阀对地面保护、封隔器和环空保护液对油层套管保护、射孔保和环空保护液对油层套管保护、射孔保护液和负压射孔对地层的保护，气库的护液和负压射孔对地层的保护，气库的完井工艺做到了对地面、井筒和地层全完井工艺做到了对地面、井筒和地层全方位的保护，对气库长久安全运行打下方位的保护，对气库长久安全运行打下了坚实的基础。了坚实的基础。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术密封性好密封性好管柱密封性好：完井工具和管柱密封性好：完井工具和下井油管全部采用气密封扣，下井油管全部采用气密封扣，通过专用油管钳上扣，并通过通过专
23、用油管钳上扣，并通过扭矩分析系统对上扣扭矩进行扭矩分析系统对上扣扭矩进行监测，使扭矩保持在预先设定监测，使扭矩保持在预先设定的一个科学合理范围内。的一个科学合理范围内。气密油管上扣扭矩监测曲线气密油管上扣扭矩监测曲线三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术高效性高效性完井注采管柱，一趟管柱可以实现替套管保完井注采管柱，一趟管柱可以实现替套管保护液、诱喷、射孔、测压、注采气等多种功能，护液、诱喷、射孔、测压、注采气等多种功能，需要更换管柱时可以通过钢丝作业打开滑套，进需要更换管柱时可以通过钢丝作业打开滑套，进行循环洗压井作业，方便施工，体现了完井管柱行循环洗压井作业，方便施工，体现了完井管柱
24、的灵活高效。的灵活高效。三、注采井完井工艺技术三、注采井完井工艺技术自自2005年起，井下技术服务公司在江苏金年起，井下技术服务公司在江苏金坛开始建盐穴储气库以来，已解决了水溶造腔速坛开始建盐穴储气库以来，已解决了水溶造腔速度慢、腔体形态差这些难题，形成了一套度慢、腔体形态差这些难题，形成了一套盐穴溶盐穴溶漓技术漓技术，此技术包括腔体设计、形状控制、腔体，此技术包括腔体设计、形状控制、腔体检测技术以及建槽期快速造腔地面流程与设备配检测技术以及建槽期快速造腔地面流程与设备配套技术。套技术。四、盐穴储气库造腔工艺技术四、盐穴储气库造腔工艺技术四、盐穴储气库造腔工艺技术四、盐穴储气库造腔工艺技术盐穴腔体盐穴腔体模拟结果模拟结果