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BJ公司经典之作:IntegraGuard Star水泥封堵体系

BJ公司经典之作:IntegraGuard Star水泥封堵体系

IntegraGuard Star水泥封堵体系是一种独特且久经考验的解决方案,能够避免固井期间的水泥浆漏失。

编译 | 二丫

作业者们在北美掀起了建井热潮,他们致力于寻找新方法以降低建井成本。井设计的总主题是尽量减少套管柱的数量,从而降低每口井的材料成本与时间。然而,为了尽可能减少井段的数量,则需要更长的固井段,这往往会在固井作业期间增加漏失风险。如果想要缓解该风险,就需下调水泥浆密度,以降低注水泥期间的静水压力。另外,堵漏体系也是一个重要工具,可减少漏失层位的漏失量。

无论在注替期间还是在水泥静置期间,水泥浆漏失都可能导致昂贵的补救工作。处置漏失可确保水泥顶位于设计深度,并可节省水泥浆成本,甚至可以不需要技术套管。

IntegraGuard Star采用先进的流体与颗粒技术,在地层表面形成一道屏障,有效地加固了井筒,最大限度地减少流体的侵入,封闭了流体的漏失通道。

在极端情况下,IntegraGuard Star Plus可以添加其他堵漏剂,以增强该体系的封堵能力。

在不影响堵漏剂的主要功能,确保有效清除泥浆、注替水泥的情况下,IntegraGuard Star提供了堵漏功能。该体系具有高温稳定性、流体相容性,以及可设计的密度与粘度,是一种优质的水泥封堵剂。该体系也可用于独立的漏失工况。

BJ服务公司的IntegraGuard Star封堵体系在成功减少井漏方面有着悠久的历史。在实验室的实验中,该体系可以完全阻断高渗透介质中的流体流动,显著阻止流体漏失进入豌豆大小的砾石中。

然而,许多井漏情况都涉及到裂缝中的流体损失,BJ公司启动了一项新的研发计划,以评估当前IntegraGuard Star体系的能力,并开发更多的产品功能。

其使用的主要测试设备是带槽测试仪。这个加压流体单元带有一个槽宽度可变的夹具。该槽有一个平行的边,1英寸长的开口,其宽度可达4毫米。目前的IntegraGuard Star封堵体系可以在1,000 psi的压差下成功密封1毫米的缝隙。

新体系面临的挑战是如何密封一个压差高达3,000 psi的3毫米槽。经过大量的开发与测试,BJ最终研发出一种新的体系,该体系添加了堵漏材料(LCM),并被命名为IntegraGuard Star Plus 3K。这项技术在实验室与现场均取得了突破性的成果,超越了市场上现有封堵剂的功能。在实验室测试期间,该体系密封能力显著,3毫米缝可承压至4,000 psi,4毫米缝可承压至3,000 psi,完全超出了预期。

2019年3月,IntegraGuard Star Plus 3K体系开启了现场测试,由于出色的结果,该体系迅速获得了关注,并在接下来的两个月期间一举实现近40次现场应用。在大多数现场试验中,IntegraGuard Star Plus 3K系统都能够将水泥返回地面,从而遵循法律规定,并确保层间隔离以及井眼完整性。此外,其中一家公司在固井作业期间使用该添加剂,重新修改设计,取消了双级固井,取而代之的是单级固井,从而降低了建井成本并缩短了建井时间。

IntegraGuard Star Plus 3K解决了Rockies区块严重的漏失问题

在Williston盆地的两个“井工厂”中,返排流体与作业后的压力反演分析表明,作业者在封固7英寸技术套管11,000英尺处,遭遇了严重的漏失。根据一项详细的压力分析,在井深约1万英尺的Mission Canyon地层中可能存在漏失层位,估计水泥浆的漏失量在40-60%之间。

在该地区,州政府强制要求必须在约5,000英尺处用水泥封隔Dakota地层,而且只能在套管下部进行压裂增产作业。如果没有充分封隔,则需要使用直径更小的压裂管柱,这将导致增产过程中泵排量受到限制,而且还增加了作业压力与泵马力,并提高了可能影响压裂增产效率与井产量的潜在风险。

该作业者希望BJ公司能够帮助其减少漏失,确保Dakota地层的水泥覆盖率。BJ最终推荐使用添加了IntegraGuard Star Plus 3K堵漏材料的IntegraGuard Star封堵体系。这种先进的流体专门设计用于漏失工况,包括裂缝型漏失。此外,通过降低泵排量来降低固井当量循环密度(ECD),同时又不影响水泥浆驱替效率,只需对作业设计进行轻微修改。

BJ公司经典之作:IntegraGuard Star水泥封堵体系

作业前测量孔中回流的固井流体(估计值与实际值)

第三口与第四口井中,在注入水泥前,将50桶添加了IntegraGuard Star Plus 3K的IntegraGuard Star封堵体系泵入井中。压力反演分析表明,两口井的封堵浆与领浆都循环至地面,没有发生井漏。上表显示了作业前测量孔中回流的固井流体的估计值,并将其与实际观察到的流体回流量进行了比较。计划进行固井质量测井以确认初步发现。得益于该体系的优异性能,作业者决定继续在类似井中使用该技术。

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