復(fù)雜地層下的超深小井眼成井技術(shù)

復(fù)雜地層下的超深小井眼成井技術(shù)

0井深結(jié)構(gòu)和成井方法成井過程是地?zé)峋┕ぶ凶钪匾倪^程之一。對(duì)于不同地區(qū)的地?zé)峋?，由于其不同的地?gòu)造背景和熱儲(chǔ)層巖性，因此采用不同的井深結(jié)構(gòu)和井轉(zhuǎn)方法，以確保井產(chǎn)后熱水產(chǎn)量的穩(wěn)定和長(zhǎng)期使用中的井眼穩(wěn)定性。在國內(nèi)地?zé)徙@井中應(yīng)用技術(shù)相對(duì)成熟的成井方法有:先期完成法、后期完成法、裸眼完成法、篩管完成法和射孔完成法,簡(jiǎn)要介紹如下:1井段完井、壓風(fēng)機(jī)、二氧化碳聯(lián)合氣舉在鉆達(dá)目的層頂部時(shí),先下入1～2層技術(shù)套管固井,然后再用小尺寸鉆頭鉆至完鉆井深,再下篩管或裸眼完井(如圖1、2)。下技術(shù)套管的目的是為了封固非采水段井壁,滿足下部施工需要和隔絕深淺地層水,如易塌井段、漏失井段及其它復(fù)雜地層段、非采水井段等。其技術(shù)要點(diǎn)是要求環(huán)空用水泥封固,兩層套管的連接用懸掛式,重復(fù)段(約50m)必須封固密封良好。為保證地?zé)峋氖褂脡勖?技套井管的規(guī)范應(yīng)按API標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。先期完成法適用于井較深、上部地層復(fù)雜的地?zé)峋?是對(duì)鉆井中的困難分別排除的鉆井工藝,完井工藝簡(jiǎn)單,但工期較長(zhǎng),投資較大。實(shí)例1:xxx地?zé)峋型昃录继追桨富厩闆r:按設(shè)計(jì)和甲方要求,xxx地?zé)峋雁@至井深1567m中完,井身結(jié)構(gòu):鉆頭444.5mm×313.00m+311.0mm×1487.00m+215.9mm×1567.00m;表套339.7mm×313.00m。地層巖性:井段300～1406m為侏羅系安山巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰?guī)r等致密層,1406～1462m以奧陶系灰?guī)r、白云巖為主,鉆時(shí)快,電測(cè)自然電位負(fù)異常,甲方專家判斷可能含水,如果按原設(shè)計(jì)中完方案施工勢(shì)必要封掉該層,為了不留下遺憾,甲方要求不能放棄對(duì)該層試水;根據(jù)本井的實(shí)際情況,為了保證下部施工順利,通過與甲方領(lǐng)導(dǎo)、專家、現(xiàn)場(chǎng)鉆井和地質(zhì)監(jiān)理共同研究一致認(rèn)為,井段1406～1462m下篩管(花管)最合適,具體施工措施為:(1)下技套前在井深1400m以下泵入高粘切、高粘度鉆井液為液塞。(2)設(shè)計(jì)串:1487向上至1465m下套管,1465～1400m下篩管,以上至井深270m全部為套管。(3)為了防止少量水泥發(fā)生重力置換下沉,阻流環(huán)放在1350m,阻流環(huán)之下的一根套管割4個(gè)螺旋狀排放的孔供水泥漿通過,孔徑30mm,公扣處裝盲板。(4)下完套管后快速接上正反接頭和鉆桿把套管送到位,開泵循環(huán)暢通。(5)固井用穿鞋戴帽法,即先打300m高密度、再打570m低密度、最后打200m高密度水泥漿。(6)替完泥漿后卸開正反接頭,上提洗井兩周起鉆。(8)試壓,加壓5Mpa,經(jīng)10min,壓降小于0.1Mpa,試壓合格。(9)下215.9mm鉆頭鉆水泥塞,替出井內(nèi)鉆井液,用清水三開鉆井,裸眼完井。實(shí)例2:xxx地?zé)峋昃鳂I(yè)方案(1)洗井:5月3日～5月5日,用時(shí)3d;先下入偏心洗井頭用清水在大井眼、水層部位開泵高壓沖洗,洗至水清為止,之后在裸眼段泵入6～70/00的六偏磷酸鈉溶液54m3,鉆具起至技套內(nèi),不灌清水,觀察液面上漲情況,浸泡48h后下鉆用清水替出井內(nèi)六偏磷酸鈉溶液。(2)壓風(fēng)機(jī)、二氧化碳聯(lián)合氣舉:5月6日～5月7日,用時(shí)2d:分別在井深為2600m、2300m、2000m、1700m、1400m,共用150瓶二氧化碳,分5段、每段30瓶、段距300m自下而上注入,設(shè)計(jì)用壓風(fēng)機(jī)在井深1100m處引噴,具體操作步驟為:a.二氧化碳每瓶20kg以上,壓力5～7Mpa,每30瓶為1組串聯(lián)在一起,出口要有連接接頭。b.將裝有洗井頭的鉆桿下至井深2600m,用吊卡座于轉(zhuǎn)盤面上,安裝井口裝置(如下圖3)c.打開第一組二氧化碳?xì)馄肯蚓畠?nèi)注入,注至壓力靜止后關(guān)閉閥門(注意氣罐的剩余壓力),開泵用小排量將二氧化碳送出鉆桿到預(yù)定井深位置,注意替入量要計(jì)算準(zhǔn)確,結(jié)束后套壓為零。d.起鉆桿至第二段約井深2300m,先將第一組二氧化碳的剩余壓力放至穩(wěn)定,之后接第二組二氧化碳重復(fù)以上操作。e.最后一段(井深1400m)注完后起鉆至井深1100m,接好井口,盡快用壓風(fēng)機(jī)引噴。f.按時(shí)間順序?qū)κ┕ぶ械母鞣N參數(shù)、噴出物和水量進(jìn)行詳細(xì)記錄。g.現(xiàn)場(chǎng)要準(zhǔn)備適合施工的井口裝置、連接氣瓶和井口的高壓管線、各種配套接頭、閥門等,注二氧化碳時(shí)壓風(fēng)機(jī)要待命,引噴前在井架底座周圍用土圍住,挖好排水溝。h.提前準(zhǔn)備兩個(gè)空循環(huán)灌、氣舉結(jié)束后,噴出的水泵入循環(huán)灌計(jì)量。(3)觀測(cè)水位:5月8日～5月14日,用時(shí)7d:氣舉結(jié)束后每間隔1h觀察測(cè)量水位恢復(fù)情況并做好記錄,計(jì)算各種水文地質(zhì)參數(shù),分析井下地層供水情況。(4)抽水試驗(yàn):如果在井深270m之內(nèi)水位恢復(fù)較快,估算10m3(±)10%)可考慮進(jìn)行抽水試驗(yàn),依次進(jìn)行小、中、大三個(gè)落程,抽水時(shí)間6、8、10h,做好記錄,用時(shí)2d(5月15日～5月16日)。(5)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收:完成以上各道工序后,通知甲方組織竣工驗(yàn)收,用時(shí)1d。(6)提交完井總結(jié)報(bào)告:完井15d后提交完井總結(jié)報(bào)告,報(bào)告的編寫由工程、地質(zhì)技術(shù)員共同負(fù)責(zé)。2高、完井工藝復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)在鉆達(dá)目的到層頂部時(shí),先不下技術(shù)套管,而用原尺寸鉆頭或變徑用小鉆頭鉆至完鉆井深,再根據(jù)電測(cè)和錄井資料確定技套的下入深度,或者直接一次性組合下入濾水管、止水器、套管、置泵管等不同規(guī)格和類型的套管及固井附件,選擇井段固井。對(duì)于井深較淺、上部地層相對(duì)穩(wěn)定的地?zé)峋捎幂^多,優(yōu)點(diǎn)是能根據(jù)獲得的鉆孔資料自由選擇取水井段,鉆井工期較短、投資較少,缺點(diǎn)是對(duì)鉆井技術(shù)要求高、完井下管和固井工藝復(fù)雜。實(shí)例:xx井完井工序(一)井身結(jié)構(gòu)(1)一開:ф444.5mm3A鉆頭×405.59m。ф339.7mm×9.65mm×J55套管×405.59m。(2)二開:ф241.3mm3A鉆頭×3500.32m。(二)設(shè)計(jì)指標(biāo)(1)井深:3500m(2)井斜:0～400m不大于1°,400～3500m不大于3°(3)水量:出水量在70m3/h左右(4)水溫:90℃左右(三)完井指標(biāo)(1)井深:3500.32m(2)井斜:最大井斜2.41°(3500m)(3)取水段:2610～3462.8m;取水總厚度852.8m,其中含水層54層,厚度205.2m;含水層占取水總厚度21.5%,單層厚度最大12.4m,最小1.3m,一般2～7m;頂?shù)装鍦y(cè)井溫度91℃～118.73℃;巖性以粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖為主,泥質(zhì)膠結(jié),較疏松,孔隙度12.1%～29.3%,滲透率1.0～48.1毫達(dá)西。(4)止水器:用管外封隔器、橡膠漏斗和用牛皮、海帶、木頭件制作的止水器混合止水(圖5)。(5)木頭高度:100m(6)自流水量:280m3/h(暢流)(7)水溫:120℃(暢流)3其他鉆孔方法3.1對(duì)于下井管的管產(chǎn)層不下井管的完井方法,一般對(duì)于井壁穩(wěn)定的地區(qū)采用此方法,如碳酸鹽巖、火成巖類裂隙型熱儲(chǔ)層等,相對(duì)于下井管的方法具有出水口截面積大、流動(dòng)阻力小、出水量較大且不易發(fā)生堵塞事故、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)于砂泥漿剖面的地?zé)峋贿m用。3.2完成過濾和管道連接法取水段下入篩管(濾水管)的完井方法,