
斯伦贝谢公司固井技术.ppt
47页斯伦贝谢固井新技术,中石油 – 青岛固井培训班邱巧忠 (Ku Ka Tong) 斯伦贝谢油井服务部门,Integrated Project Management (IPM) 综合项目管理服务,Drilling & Measurement (D&M) 钻井和测量服务,Western Geco (WG) 地震服务,Well Services (WSV) 油井服务,Schlumberger Information System (SIS) 信息解决方案服务,Well Completions & Productivity (WCP) 完井和生产服务,Reservoir Evaluation Wireline (REW) 测井服务,Data Consulting Services (DCS) 数据分析服务,斯仑贝谢中国公司 八大服务部门,,3,斯仑贝谢-油井服务 Schlumberger Well Services (ex-Dowell),Futur*自愈性水泥体系 EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥 AccuSET*智能缓凝剂 固井工具,议题,FUTUR* 自愈性水泥体系,油气井完整性的延续:从固井到废弃,以及更远的将来,优化固井作业的软件工具 CemCADE* 固井工程设计软件:居中度,动态压力…… WELLCLEAN II* 顶替模拟器:优化流体及顶替设计,预测可能的窜浆情况 GasMigrationAdvisor* 防气窜顾问:综合全面地优化水泥浆以达到防气窜的目的 在特殊情况下的水泥浆体系 GASBLOK* 防气窜水泥添加剂 LiteCRETE* 低密度水泥和 DensCRETE* 高密度水泥 可以根据个案调整的柔韧性水泥 CemSTRESS* 应力分析软件 FlexSTONE* 柔韧性水泥,针对油气井的完整性挑战 斯伦贝谢历史上的创新,在固井施工已结束,水泥石已经硬化之后……如果发现水泥石裂缝,发生油窜气窜…… 我们真的无计可施么??,跨越破坏油气井完整性的障碍,……在症状出现在地表前,在井底解决封固问题……在油气井的产期内,甚至产期以后保证长期的层间封固……运用到固井施工当中……当问题出现时,在出现问题的地方自动做出反应如果…… 水泥石可以治愈自己的伤口!,如果存在一种固井科技可以……,一种以水泥灰为基础的混灰 不变的现场操作 自愈性水泥浆将被置于油藏层之上 在水泥已硬化,如果出现压力分隔问题后起作用 与碳氢化合物的接触会激发水泥石的自愈性 水泥石中的有效物质将膨胀增大,从复层间隔离 预防并阻止 表层套管渗漏(surface casing leaks) 采油树持续套压(sustained casing pressure at the wellhead) 不可预测性油气渗漏 在不中断生产的情况下,回复油气井的完整性,FUTUR* 自愈性水泥,自动恢复井的完整性,FUTUR*自愈性水泥体系 具有广泛的油气井适用范围,FUTUR* 自愈性水泥适用范围,,,,,FUTUR*水泥体系是防止长期气窜的绝佳选择 良好的固井技术和水泥浆设计仍是必须的,扶正器 – 良好的居中度 浆液的顶替 顶替过程中的水泥压力,GasMigrationAdvisor*防气窜分析软件防气窜添加剂,,FUTUR* 自愈性水泥防止/阻止气窜,固井挑战 需要封固注气层 保证长期的层间封固,以防止在市中心区域出现气窜 在过去的40年中,在同类井中经常出现渗漏 解决方案 14 m3 的1.7 SG 防气窜FUTUR*自愈性水泥体系 结果 固井施工在2007第一季度顺利实施,并无渗漏 射孔于2007年第一季度完成 在注气层达到了有效的水泥封固 保持对井的持续监测,意大利- 地下气藏 (UGS),用户反馈 Eni FUTUR*自愈性水泥的的第一次应用被发表在Eni 科技知识管理网站 Stogit 第一季度精品工程回顾:FUTUR*自愈性水泥技术的应用保证了非常有效的层间封固,这种技术将被应用于未来3年的固井工作中. FUTUR*技术在意大利UGS井中有广泛的应用前景,意大利- 地下气藏 (UGS) SPE110523,持续性套管溢流(sustained casing vent flow)的挑战 多个溢流气层 FUTUR*自愈性水泥技术已成功的应用于Stolberg油田的两口井,加拿大- Stolberg 油田,结论FUTUR*自愈合水泥: 一种层间封隔的新概念,为解决未来的、长期的层间封固问题而设计 防止生产中断 有利于遵守监管规定 保护环境 防止修井或停产所带来的费用和损失 应用简单,可以采用常规固井作业程序,结论 FUTUR*自愈性水泥-层间封固的新概念,独一无二的封固体系 为解决未来的、长期的层间封固问题而设计 其特性已在实验室中得到证实 在世界范围内,已得到成功的应用 用来降低由于水泥退化、油窜及气窜所引起的长期油气井维修费用 一个用时间来证实的科技 需要多方协作,EverCRETE 抗CO2侵蚀水泥,CO2的挑战 实验方法 普通水泥和碳酸化作用 EverCRETE* 抗CO2侵蚀水泥 性能比较: 普通水泥 vs EverCRETE* 总结,议题,在CO2 注入及储藏环境中的地层封固 CO2 泄漏 长期地层封固 CO2 气窜到其他地层或地表 建立防CO2 水泥实验标准 量化评价标准,CO2的挑战,超临界液体: 粘稠度接近气体 密度接近液体 高扩散性 CO2临界点 T = 31.6 degC P = 7.3 MPa (73 bars),CO2在地下的形态,,,实验系统 静态及动态 500 degC, 35.0 MPa (350 bars) 盐水或清水SPE/IADC文献 98924 (Drilling Conference, 21-23 February 2006, Miami, Florida, USA)被美国能源部定位标准程序,实验步骤,CO2侵蚀前后化学矿物分析 质量变化 表层变化 X光矿物学分析 SEM-EDS 分析 孔隙度及渗透率描述 BSE image 分析 Mercury intrusion porosimetry 液态分析 pH 变化 Water production,试验程序,方解石(Calcite), 文石(Aragonite), Vaterite,CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-Ca(OH)2 + H+ + HCO3- CaCO3 + 2H2OC-S-H + H+ + HCO3- CaCO3 + silica gelCaCO3 + H+ + HCO3- Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O,Reactions involved,,碳酸钙析出,实验前 2天 3个月 6个月,普通水泥石的碳酸化现象,,2 天,1 星期,6 星期,CO2对普通水泥的侵蚀 – 剖面,CemCRETE*颗粒级配技术 优化固相粒子分布以降低孔隙度及渗透率 降低普通Portland水泥成分 不含Ca(OH) 2石灰 有效防止侵蚀降解 保持良好的水泥石性能 方解石含量低 虑取效应低,EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥,应用 CO2 地下储藏 CO2 注气井 优点 有效延长井的寿命 保证长期地层封固 适用范围 温度范围: 40 - 110 degC [104 - 230 degF] (BHST) 密度范围: 1.5 to 1.92 g/cm3 [12.5 to16 lbm/USgal] 常规的混浆及泵注系统 和普通水泥兼容,EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥,普通水泥: 15.8 lbm/galUS [1.9 g/cm3]散裂严重机械性能降低EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥:15.8 lbm/galUS [1.9 g/cm3]无明显变化EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥: 12.5 lbm/galUS [1.5 g/cm3]无明显变化,,性能比较(6个月),普通水泥,抗CO2侵蚀水泥,,Wet supercritical CO2 CO2 dissolved in water,重量变化对比,抗压强度:普通水泥,抗压强度:EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥,抗CO2侵蚀水泥实验标准 模拟井下环境 可重复性 普通水泥 CO2 对水泥石有持续的扩散性破坏 水泥石被碳酸化,然后被降解 EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥 能有效对抗 CO2的侵蚀 密度范围大,总结,SPE/IADC 98924, “Mitigation Strategies for the Risk of CO2 Migration Through Wellbores” (2006) 8th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, “Well Technologies for CO2 Geological Storage: Construction, Repair, Plugging Material, and Procedures for Long-Term Integrity”, June 2006, Trondheim, Norway OGST 2007027, “Well Technologies for CO2 Geological Storage: CO2-Resistant Cement” (2007) EPA CO2 Geosequestration Workshop, 14 Mar 2007, “CO2-Cement Interactions: From the Lab to the Well“ 3rd Wellbore Integrity Network Meeting for CCS, Santa Fe, 12–13 Nov 2007, “Behavior of Portland Cement in CO2-Rich Water/Brine. Implications on Wellbore Integrity for CO2 Storage“ First French-German Symposium on Geological Storage of CO2, 21–22 June 2007, Potsdam, Germany, “Well-bore Integrity: Cement–Fluid Interaction Under Supercritical CO2 Conditions (Model and Experiment)” International Journal of Greenhouse Gas Control, “A Solution Against Well Cement Degradation Under CO2 Geological Storage Environment“ (accepted in 2007, to be published 2008) Cement and Concrete Research, “Heterogeneous Porosity Distribution in Portland Cement Exposed to CO2-Rich Fluids”,EverCRETE*抗CO2侵蚀水泥 已发表文献,W E L L S E R V I C E S,AccuSET 智能缓凝剂,为什么要开发AccuSET* ? 跟传统的缓凝及对地温度敏感性 跟传统缓凝及对比凝固时间 作用机理 特征 应用 作业实例 结论,议程,长固井封固段的问题: 在水泥顶/尾管挂顶部 TOC/TOL的超缓凝现象 较长的候拧时间 增加钻井作业时间以及费用 井底循环温度不确定 : 没有温度测井,没有临井资料 较长静止状态下对温度产生的影响 需要一种对温度敏感型较低的缓凝剂,。












