如何提高深井超深井尾管固井质量

深井、超深井尾管固井是固井施工中难度最高,风险最大的工程,固井质量难以保证。文中分析影响深井、超深井固井质量的主要因素,剖析其固井施工难点,全面阐述保证深井、超深井尾管固井质量的方法和技术措施,对保证固井质量和减少施工风险具有很好的作用。     

中原油田深层高压油气井挤水泥技术

高压油气井在下套管完井之后，有时需要射孔向管外高压挤水泥，以补救固井质量问题。对高压油气井来说，这是一项比较难的工艺。近几年来，我们在研究国内外挤水泥工艺的基础上，结合中原油田深层高压油气井的特点，对如何补救深层高压油气井封固质量问题做了一些探讨，形成了一套较为系统的深层高压油气井挤水泥工艺技术。     

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随着油气田勘探开发技术的深入发展,深井,超深井的数量不断增多,深井,超深井的特点是：井深,温度高,水泥环薄,固井难度大,而各种增产工艺,措施和后期作业对油气井固井质量也提出了更高的要求。水泥本身具有硬和脆的性质,受后续施工,射孔或由由于地层条件下复杂作用力的影响,易发生脆裂,或与套管,井壁剥离,影响油气井后期开采,缩短油气井的寿命,文章通过研究深井塑性水泥原理,提出评价方法和塑性水泥配方,进行了塑性水泥施工性能的力学性能的大量实验,并在此基础上完成了20井次注水泥施工,实践表明,塑性水泥具有优良的综合性能和抗外冲击能力,施工方便,能提高深井复杂井的固井质量。     

低密水泥浆在塔里木油田深井超深井中的应用

塔里木油田深井超深井漏失性地层的固井特点是，井深一般在5000m以上，油层套管固井环空间隙小，封固段长。为解决其固井问题，室内对低密度水泥浆进行了研究。经对减轻以及对低密度水泥配方的优选，得到2套低密度水泥浆配方，（1）中高温；低密度G级水泥；DiaceL－D为100：35－100：45；悬池剂D149，缓凝剂D081，降失水剂D158，减阻剂D80A,消泡剂D047；（2）高温；低密度G级水泥：DiaceL－D为100：35－100：45，悬浮剂OMEX－51S，缓凝剂HR－13L，降失水剂DiaceL－FL（液），消泡剂CDF－901或NF－4，实验表明，在不岂温度下，2套配方的沉降稳定性能都过关，且悬浮剂用量不大；温度由80℃上升到125℃时，不限水质配浆，水泥浆的稠化，流变和失水性能均好，现场2口井的ψ177.8mm尾管固井应用表明，该低密度水泥浆体秒适合塔里木油田深的窄环窄隙，长裸眼段固井。     

胜利油田深井超深井钻井技术

胜利油田深井超深井钻井技术的发展大体经历了初步钻探、起步发展和规模应用3个阶段，初步形成了复杂地层条件下深井超深井配套钻井技术：深井井身结构设计技术、提高上部大尺寸井眼机械钻速技术、提高深部小尺寸井眼机械钻逮技术、套管防磨技术、防斜打快技术、钻井液技术、完井技术。详细介绍了深井超深井配套钻井技术的研究与应用情况，并指出了胜利油田超深井钻井技术的攻关方向。     

近平衡压力固井技术在超深易漏失井的应用

五探1井是部署在四川盆地川东地区下古生界—震旦系勘探新领域的一口重点风险探井,完钻井深8 060 m。该井六开采用?190.5 mm钻头从6 600 m钻进至7 288 m,高台组—灯影组顶,下?168.3 mm尾管固井封隔5 180~7 288 m井段,钻井过程中高台组、龙王庙组、沧浪铺组均发生过井漏,地层承压能力仅1.65 g/cm3,套管重合段环空间隙仅12.69 mm,环空摩阻大,给?168.3 mm尾管固井带来了巨大挑战。通过优选3M空心玻璃微珠、高温增强材料DRB-2S等关键材料,形成1.57 g/cm3低密度高强度韧性防窜水泥浆体系,优化浆柱结构与施工排量,使井筒薄弱点处(7 016.3 m)最大动态当量密度不超过该处地层承压能力,实现近平衡压力条件下一次性上返固井。应用结果表明:五探1井?168.3 mm尾管固井质量好,试压合格,该方法能够提高超深易漏井段的尾管固井质量,有利于改善后期高压气井试油安全作业的井筒条件,为类似易漏失井固井提供了良好的经验借鉴。     

高温水热条件下水泥石强度衰退的研究

本文研究了几种常用油井水泥在高温水热条件下水泥石抗压强度衰退的规律,提出了掺加适当比例石英砂(SiO_2)抑制水泥石高温强度衰退的方法。方法表明是行之有效的。本研究对深井、超深井及地热井的固井水泥浆设计具有一定的指导意义。     

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随着石油工业的不断发展，深井、超深井、水平井和大位移井越来越多，而这类井由于其自身的特殊性，在钻井过程中钻具在井中旋转及起下钻对套管内壁造成磨损，导致其抗挤强度、抗内压强度等使用性能降低，对油气井的安全构成威胁，因此，套管设计时应当考虑磨损对抗挤强度的降低问题。API Bul 5C3挤毁压力公式没有考虑磨损对套管抗挤强度的影响。章主要通过有限元法并辅以理论分析，深入研究套管内壁磨损对其抗挤毁性能的影响规律，分别详细比较“月牙形”磨损模型与偏心筒近似磨损模型、最小壁厚均匀磨损模型之间的差异，并从挤毁强度降低的机理上阐述导致这些差异的原因所在。     

中国石油固井技术进展及面临的问题

固井是石油工程技术领域的一个重要环节。经过多年攻关,中国石油固井技术取得了长足进步,基本形成了系列配套的固井材料、固井工具及相应的固井工艺技术。近年来,中国石油在深井超深井、水平井及大位移井、大温差长封固段一次上返固井方面取得了重要进展;超高密度及超低密度水泥浆、胶乳水泥浆、韧性膨胀水泥浆等在现场应用中取得了良好效果;常规固井工具及附件已经成熟,尾管悬挂器及自膨胀材料方面取得突破;固井装备实现了更新换代,固井质量智能化控制取得初步进展。由于油气勘探开发的对象日益复杂,下一步还需要在复杂超深井、复杂天然气井、储气库井、非常规油气及低温深水固井等方面开展深入的研究工作,为油气增储上产提供强有力的工程技术支撑。     

河坝1井复杂条件下固井工艺技术

河坝1井在钻进过程中，先后遇到了大段的盐膏层、低压漏失层、高压天然气层等复杂地层．地层压力层系复杂，而且井眼深、封固段长．固井作业难度大。该井综合应用了多种固井工艺技术，根据全井固井施工的突出特点，从长封固段固井、高压气层固井和防止水泥浆污染的技术措施3个方面．总结分析了固井施工的难点以及采取的固井工艺技术措施，包括双级固井、应用防窜高密度水泥浆体系、膨胀管封隔高压气层、平衡压力固井等．并对固井质量进行了评价分析。该井固井施工顺利．固井质量合格，对复杂条件下的深井和高压气井的固井施工具有一定的借鉴意义。     

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。     

赵53井泡沫水泥浆固井技术

因地层压力复杂、邻近断层,赵53井固井施工时存在易发生油气水窜和水泥浆漏失的问题,而且封固段较长.为此,研制开发了密度低、强度大且防窜性能好的新型泡沫水泥浆体系,并对其性能进行了试验研究.该井应用泡沫水泥浆固井施工顺利,固井质量合格.     

D2-20大位移井固井技术

分析了D2-20大位移井固井中存在的技术难点。给出了所采取的工艺技术措施。包括套管摩阻计算分析，提高顶替效率和水泥浆体系的优选等。该井固井的成功（固井质量为优），为今后同类型井固井提供了借鉴。     

板深32井小间隙长裸眼段尾管悬挂固井技术

在分析大港油田板深32井177.8mm与127.0mm尾管固井难点的基础上,详细介绍了所采用的技术措施及施工工艺。该井尾管固井质量合格,但未解决采用复合钻具下127.0mm尾管固井留有水泥塞的问题。     

川西水平井固井技术

水平井固井一直以来是固井领域的难题, 国内外学者与工程师做了大量的工作, 取得了一定的成果。近年来, 川西随着储层的动用水平程度的提高和钻井技术的进步, 水平井数量逐渐增多, 因此, 提高水平井的固井技术水平将成为今后重点攻关方向。重点分析了川西水平井固井技术现状, 难点及攻关思路, 提出影响水平井固井质量的主要因素为重力因素与井眼几何形状。重力作用导致水平段套管向下侧弯曲, 影响套管居中, 从而影响水泥浆顶替, 钻井液、 前置液和水泥浆的重相颗粒发生沉降, 从而影响井眼清洗和浆体性能, 影响固井质量。井眼弯曲与井径不规则, 严重影响套管下入与环空流体流动。合理的扶正器选用与间距设计, 优化浆柱结构与顶替工艺, 以及使用综合性能优良的水泥浆体系, 是提高川西水平井固井质量的途径。     

塔河油田TK908DH分支水平井固井技术

塔河油田TK908DH分支水平井固井作业存在下套管易遏阻或遇卡、水泥浆顶替效率低、易出现窜槽、对尾管悬挂器等固井工具的性能要求高等技术难点，为此，优选了水泥浆体系，并应用了性能优良、稳定的固井工具及附件，采取相应的固井技术措施，保证了该井固井作业的顺利完成，且达到TAML四级水平,为以后塔河油田分支水平井固井积累了宝贵的经验。详细介绍了该井固井时采取的技术措施及现场施工工艺。     

胜科1井φ339.7mm套管双级固井技术

胜科1井是中国石化的一口重点科学探索井，为保证后续钻进的安全，要求φ339．7mm套管下至井深2932m，且全井封固。针对该井井眼不规则、封固段长、存在多套压力层系、井下情况复杂等技术难点，选择采用双级固井工艺，应用漂珠低密度水泥浆、低失水微膨胀水泥浆、粉煤灰低密度水泥浆、低失水高分散早强水泥浆，成功解决了漏失与封固段长等技术难题，保证了水泥浆返至地面，为后续钻进和处理井下复杂情况奠定了基础。     

官深1井超高密度水泥浆固井技术

为解决异常高压气层和高压盐水层固井的实际困难,采用新型超高密度加重材料、超细加重稳定剂与其他填充剂进行颗粒级配,形成了密度为2.60~2.85 kg/L的超高密度水泥浆体系。该体系具有流动性好、强度高、抗高温、防窜能力强、对温度及密度变化自适应、施工安全性高、顶部无超缓凝的优点。针对超高密度水泥浆现场施工工艺,进行了超高密度材料灰样混配方案设计、高密度灰样模拟运输测试等研究,并通过优化施工方案,形成了超高密度水泥浆配套固井工艺技术。该技术在官深1井三开固井中成功应用,入井隔离液平均密度为2.75 kg/L,水泥浆平均密度2.78 kg/L,创造了国内入井水泥浆密度最高纪录。      

塔河油田超深井库1井固井评析

随着塔河油田勘探开发力度的增加,下奥陶、山前高陡构造勘探井不断增多,这些井都是6000m以上的超深井,目前在钻的就有10余口。为提高超深探井的固井质量,扩大勘探成果,对已完钻的最具代表性的库1井的固井作业进行了总结与评析,通过介绍每层套管固井作业前的井况难点、施工过程,分析了固井施工的成功与不足之处,指明了塔河油田超深井各种固井工艺的特点和难点,分析结果表明,目前的施工工艺与施工水平可满足塔河油田超深井固井的需要,并提出改进的内容、方法与措施,对今后的超深井固井作业起借鉴作用。