密井网条件下地层孔隙压力及孔隙流体渗流速度的计算与控制技术

针对密井网条件下影响固井质量的主要地质因素,笔者应用多井作用于地层任一点的压力势差为各相关井单独作用于这一点的势差总和原理和地层任一点孔隙流体渗流速度为多井共同作用的流体渗流速度矢量迭加理论,给出了地层孔隙压力和地层孔隙流体渗流速度的计算方法,并分别建立了相应的控制技术。应用该计算方法和控制技术对大庆油田待钻修井地层孔隙压力和孔隙流体渗流速度进行了计算。结果表明,该方法具有较高的计算精度,计算结果与实际基本相符。     

浅谈江汉油田调整井固井技术

江汉油田地层复杂，而且油田开发已进入中后期，地层压力失衡给调整井固井增加了一定的难度。从调整井的套管设计和水泥浆设计原则出发，总结了江汉调整井固井运用的两凝水泥浆固井措施、管外封隔器的运用、水泥外加剂的研究使用等固井技术。为巩固调整井固井成果，提出了可行性建议。     

利用流体测井检测调整井地层孔隙压力方法研究

大庆喇萨杏油田二次加密调整井投产以后，由于在泥岩层、含钙低渗透层压力预测及解释等方面存在不足，造成对一些高压层位判断不准确，小屡孔隙压力计算误差大，无法准确设计合理的洗井液密度，针对高压层采取的防窜措施也不能有效发挥作用，导致部分井固井后管外冒和固井质量不好。在近千口井流体测井资料、几十口井RFT测压资料和相关室内试验的基础上，建立了流体测井解释模型，包括利用流体曲线识别异常高压层的位置、计算地层压力及流体侵入速度等关系模型，并在喇嘛甸、萨尔图和杏树岗油田的14个调整井钻井区块进行了应用，取得了良好的效果。     

提高调整井固井质量的技术与认识

随着油田开发的进一步进行，每年钻调整井的数量越来越多，由于在老油区长期注水开采，破坏了地层原来的压力系统，同一口井内多套压力系统并存，油气水处于活动状态，所有这些均严重影响了调整井的固井质量，文中介绍了影响调整井固井质量的主要因素，环空水窜的原因，目前提高调整井固井质量的主要技术措施，有减少动态干扰，机械方法，化学方法，防窜水泥浆体系等。综合应用各项固井技术是调整井固井成功的关键。     

T453井三叠系石炭系地层安全钻井液密度窗口的确定

塔河油田三叠系、石炭系地层钻井过程中井壁垮塌严重，井径扩大率太，严重影响了钻井效率和固井质量。利用三叠系、石炭系地层岩心，进行了地应力与岩石力学参数室内试验研究，并根据试验结果标定了岩石力学测井解释的模型，根据S68井的测井资料分析了其坍塌压力、地层破裂压力，建立了安全钻井液密度窗口。根据研究成果，确定了T453井三开井段安全钻井液密度窗口，推荐了现场钻井作业的钻井液密度程序。现场试验表明，严格按照设计的钻井液密度程序施工可避免井壁垮塌、缩径导致的起下钻遏阻以及卡钻等井下复杂情况或事故。     

注水开发中水渗流对固井质量的影响

注水开发可以保持油层产能,但由于长期注水,地下已形成多压力层系,加之地层中流体渗流的冲刷、侵蚀水泥环,严重地影响了水泥环的胶结质量。根据大庆油田地质特点研制了水渗流模拟装置,并利用该装置进行压差和冰渗流对水泥环胶结质量影响的试验研究。试验结果表明,在现场固井中压差应控制在1—9 MPa;水渗流影响固井质量的临界流速为49.76 mm/h;在高含水、高渗透地层中,提高固井质量的措施是调整钻井液性能以及在固井前充分洗井,消除浮泥饼。     

异常地层压力检测和预测方法

由于实钻的庄1井深部井段检测和预测的地层孔隙压力与实钻钻井液当量密度相差较大,为提高莫西庄地区深部高压层地层孔隙压力的检测和预测精度,利用测井资料检测地层孔隙压力及地震层速度预测地层孔隙压力的新方法对莫西庄庄1井压力系统进行了研究,通过使用地震层速度预测单点计算法、测井资料检测简易法和综合解释法分别建立了庄1井地层孔隙压力剖面,并对其优缺点进行了分析,对结果进行了对比。初步计算结果表明,综合依据地质、地震、钻井、测井、测试等资料进行压力检测和预测的方法是可行的,其中测井资料综合法检测地层孔隙压力精度最高,为该区块井身结构和钻井液密度设计提供了科学依据。     

水渗流模拟装置的研制

大庆油田由于长期注水开发，地层中流体的渗流严重地影响固井一、二界面的胶结质量。文中通过对大庆油田的现场调研，确定了高含水后期尼环胶结质量的主要参数，并研制成功了水渗流模拟装置，该装置通过建立井下水泥不微单元实现了对地层的渗透率、孔隙压力、井下温度和地怪中水 流状态模拟模拟地层中水的渗流对水泥环的冲刷、且具有没渗透率岩心，并采用ＣＢＬ测井，与现场检测固井质量结果一致，该装置的研制成功，为进一步研究压     

准噶尔盆地南缘超深井天X井尾管精细控压固井技术

天X井是准噶尔盆地南缘冲断带霍玛吐背斜带安集海背斜的一口集团公司风险探井。该井六开Ф139.7 mm尾管固井地层高低压并存、裸眼段长、环空间隙小，同时目的层砂岩段孔隙发育地层油气活跃，钻进期间多次发生漏失，地层压力窗口仅有0.02 g/cm³，井筒压力无法动态平衡，容易出现下套管及固井期间溢流、井漏等复杂情况，固井质量无法保障。为了解决该井固井施工难题，尝试实践了精细控压固井技术，通过与精细控压装备配合，进行下套管、固井各阶段井口压力控制，保证漏点、溢点在安全密度窗口范围内，实现井筒内压力平衡的目的。该井固井采取精细控压一次上返的尾管固井工艺，制定针对性的固井技术措施，最终顺利完成了天X井固井施工，经IBC测井解释，封固段合格率为100%，降密度后喇叭口正常不窜气。该技术为南缘区块窄密度窗口井固井施工提供了宝贵的经验及借鉴意义。     

S1-1井固井质量分析

随着油田进入开发后期，调整井的数量不断增加。而调整井具有地层压力系统复杂的特点，给固井施工带来很大难度。S1－1井是具有钻进时液柱压力与地层漏失压力相接近特点的一口注水井。文中从理论和施工监测数据分析得出该井固井质量不合格的原因是同层吞吐现象所致，并总结提出了预防措施。     

顺北二叠系低压易漏井固井质量影响因素探讨

顺北油田二叠系地层孔隙裂缝发育,漏失压力低,完钻井固井漏失率为82%,井口反挤补救固井54.5%,导致固井质量不理想;为此,以该区域已施工井为参考依据,分别以地层承压能力识别方法、套管居中度评价方法、冲洗液紊流冲洗效果评价及井筒浆体匹配性计算为研究对象,系统分析了区域固井质量的内因。研究成果表明,二叠系地层漏失压力为62~67 MPa;在井径扩大率小于10%、井斜角低于0.3°时,扶正器间距可为55 m,而井眼质量较差时建议间距为22 m;前置液黏度偏高、隔离液与领浆性能参数不匹配导致前置液滞留井内,以及水泥浆提前返出井口,固井质量不理想。该研究成果为低压易漏地层漏失压降计算、扶正器安放间距设计及井筒浆体性能优化提供了系统研究的新思路,为解决该类固井难题提供了关键技术措施。      

钻井液性能对水淹层固井质量的影响

重点研究了钻井液性能对水淹层固井胶结质量的影响规律，试图通过强化钻井液的相关性能、改善钻井液技术的途径来提高水淹层的固井质量。通过研究，得出的基本结论是：①钻井液性能对于水淹层固井界面胶结质量的控制至关重要；②影响水淹层固井质量的主要性能是钻井液的滤失造壁性能。在水淹层封固段形成致密坚韧、渗透率低的泥饼能够有效减轻水淹层对固井质量的不利影响；③为了保证水淹层的固井质量，应在水淹层区块钻井和完井的全过程使用抑制性强，造壁性能好的优质钻井液体系，精心维护性能；④水淹层固井时，通过使用特殊的胶乳冲洗隔离液对封固表面进行预处理，能够减轻钻井液对封固界面胶结质量的不利影响，增加封固表面的反应活性，密实胶结界面，从而提高水渣层的固井质量．     

青海共和盆地干热岩GR1井超高温固井水泥浆技术

固井是保证干热岩全生命周期井筒质量的关键环节。通过研究共和盆地干热岩地质特征和赋存条件,提出了干热岩固井的主要技术难点。针对干热岩高温固井问题,研制出了高温缓凝剂BCR-320L,优选抗高温降滤失剂BXF-200L（AF）,探索了不同硅粉加量下水泥石强度的衰退机理,形成了干热岩超高温水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆可以满足循环温度为200℃的固井要求,水泥浆稠化时间可调,具有良好的流变性能,在200℃下强度不衰退,72 h抗压强度可达44.1MPa。该水泥浆在青海共和干热岩GR1井中成功应用,现场固井施工顺利,裸眼段固井质量优质,为后续干热岩固井的施工提供了一定的借鉴。     

提高定向井第二界面胶结质量的钻固一体化技术

定向井由于其井眼轨迹复杂、套管不易居中,导致固井顶替效率低、泥饼清除困难。而顶替不干净的钻井液和未清除的井壁泥饼与水泥浆不相溶是固井第二界面胶结质量差的主要原因。钻固一体化技术的实质是在钻井液中引入一种可固化的潜活性胶凝材料,在井壁形成可固化的泥饼,固井时通过补充潜活性材料和加入激活剂可将其转换做为固井液,有效解决了钻井液与固井液不相溶的难题。该技术在两口定向井成功应用,有效提高了油层段的第二界面胶结质量,有效防止了各种流体层间窜流的可能性。     

库车山前固井质量风险评价研究

塔里木山前构造油气资源丰富,但其气藏埋深在7 000 m左右,应用油基钻井液可有效地解决盐膏岩、泥页岩层段钻进过程中井下复杂问题,但在此环境下油基钻井液影响了水泥石与井壁/套管的胶结能力。为此,以已施工井的相关数据为参考依据,分别从液固界面润湿反转能力、防漏条件下提高顶替效率的施工排量、固井井筒浆体性能匹配以及套管扶正器安放情况为研究对象,系统分析影响固井质量的主要因素。研究结果表明,在用隔离液中表面活性剂/水大于30%可实现胶结界面处于亲水状态、在未发生漏失条件下排量达到塞流流量以上均有助于提高顶替效率,每2个套管安放一个扶正器能确保套管居中度大于67%;综合分析表明,影响部分井固井质量不理想的主要原因是套管居中度差与部分井段井筒内的浆体匹配性差。基于本论文理论与现场相结合的针对性研究,为提高区域固井质量提供了切实可行的方法与依据。      

阳探1井循环高泵压条件下的固井技术

固井前循环高泵压一直是固井施工的难点。阳探1井下完尾管,循环51 h后,在循环排量仅为0.9 m3/min的情况下,泵压高达21 MPa,因此不得不在循环高泵压条件下固井,对施工安全和固井质量带来了严峻挑战。分析了阳探1井循环泵压高产生的原因,采取了一系列措施,包括:提高地面管汇耐压级别,改善钻井液和固井液流变性能,减少水泥浆附加量,适当延长水泥浆稠化时间,小泵速顶替等。候凝48 h后经CBL-VDL测井解释,固井优质封固井段占7%,合格封固井段占52.5%,较差封固井段占40.5%,水泥返高和固井质量满足后续施工要求。     

复杂地层压力条件下长裸眼全井封固配套固井技术

中原油田为了控制成本，调整井只下入了表层套管和油层套管，为防止地层中的流体腐蚀套管，需进行超长封固段固井，但中原油田经过长期的注水开发，地层压力非常复杂，严重影响了固井质量。针对这种情况，中原油田通过科技攻关形成了“动、静结合，局部封堵、全井防窜，外引内推、控制返速”等一套较为完整的复杂地层压力条件下长裸眼固井技术。现场应用表明，采用该套固井技术后，固井一次成功率100％，固井合格率达到98％以上，较好地解决了复杂地层压力条件下长裸眼全井封固段固井质量问题。     

精细动态控压固井技术在顺南区块的应用研究

塔中顺南区块存在油气活跃、后效严重、压力窗口窄、井深、井底温度高、地层承压能力低等固井技术难点。为了解决顺南区块固井作业存在的问题,开展了精细动态控压固井技术现场实践,顺利完成了该区固井作业。该技术通过有效控制井口、井底压力,防止井漏、溢流的发生,在保证施工安全的同时提高了固井质量。目前已在顺南6井、顺南7井成功应用,效果显著。该技术对压力敏感性地层固井有推广应用前景。      

长庆胡尖山油田固井工艺技术

胡尖山区块A8井区是长庆油田原油增产的主要区块.该区块主力油层长6层属欠压实易漏地层,地层复杂,而且裸眼段长,油层多、油层段长,水层活跃、油水同层,井眼质量差、井径扩大率大,因此开发井、预探井在钻井、固井中多次发生严重漏失,影响了钻井速度及固井质量.通过综合分析固井中存在的问题及难点,对固井工具、水泥浆体系、现场施工进行一系列研究及改进,通过3口井施工,固井质量达到了要求,基本解决了长6层固井中存在的难点,形成了一套切实可行的解决易漏长裸眼、低压多油层固井工艺技术.现场应用表明:根据平衡压力固井原则,优选前置液、水泥浆体系,优化现场施工参数,精细现场施工措施,确保了注水泥、候凝过程不发生漏失;采用三凝水泥浆体系封固长裸眼、多油层、易漏失、水层活跃地层,行之有效,固井质量好;粘滞性前置液(CND)性能优越,完全满足塞流顶替的要求,提高了长裸眼顶替效率;通过加入复合早强稳定剂GQD,优化改进了漂珠低密度、超低密度水泥浆性能;触变性、快凝水泥浆性能优越,完全满足了并达到固井要求,确保了固井质量.     

四川盆地窄密度窗口超深井控压固井工艺

四川盆地地质构造复杂,以川西地区为例,井深7000 m以上,安全密度窗口仅0.05~0.08 g/cm3,固井漏失风险高,通常被迫反挤水泥浆补救,固井质量段长合格率仅39.6%。基于此,开展控压固井工艺研究,以川西地区为例,分析了井筒工作液密度、钻井液流变性、顶替排量、环空控压值对固井防漏和顶替效率的影响。研究表明,控压固井前钻井液等井筒工作液密度下调范围宜在0.05~0.08 g/cm3;钻井液动切力宜低于6 Pa;固井顶替排量应不低于22 L/s,即环空返速为0.9m/s,同时顶替后期应根据薄弱层位压力当量密度,采取变排量顶替技术;采用控压下套管工艺和分段憋压候凝技术解决常规下套管工艺和候凝工艺的不足。控压固井技术在四川盆地窄密度窗口超深井应用26井次,创造了多项应用指标记录,最大井深7793 m,最小密度窗口0.05 g/cm3,一次上返率为100%,固井合格率为100%,复杂易漏失井固井质量段长优质率由21.45%提高到44.58%,较好地解决了固井漏失低返问题。