定北区块长裸眼段固井防漏工艺技术

定北区块地层承压能力普遍较低,漏失层位多,水平井技套固井封固段超过4 000 m,漏失是制约定北区块固井质量的关键问题。结合地层压力数据,兼顾一、二级固井防漏需要,确定了分级箍安放位置优化方法;下套管前,先期堵漏提高了地层承压能力;设计先导稀水泥浆,保证足够的紊流接触时间,有效地冲刷了井壁虚泥饼;双速替浆方法使得替浆排量产生的动摩阻不能超过薄弱地层承压能力与环空浆柱压力之差,既满足了固井防漏需要又提高了顶替效率。该工艺技术应用于定北区块LP15H等水平井的技术套管固井,有效解决了普遍固井漏失问题,提高了固井质量。     

固井前地层漏失压力动态测试方法

准确评价地层漏失压力是低漏失压力井固井防漏施工设计的前提,但目前对漏失压力评价仍缺乏有效的理论计算和现场试验方法,导致固井防漏设计与施工缺乏定量依据。基于宾汉流体在套管与环空内流动的流变学原理,提出通过逐步提高循环排量,增加作用于目标层的动液柱压力实现地层漏失压力测试的方法。该方法根据实时循环立压,结合环空和套管的几何特征关系,可定量计算目标层动液柱压力;结合实时监控进出口钻井液排量,在发生微漏时停止测试,此时对应的动液柱压力即为地层漏失压力,或测试至满足固井防漏需要时停止。现场应用结果表明,该方法便于现场快速测定地层承压能力,为防漏固井设计优化与施工方案调整提供了数据支撑。     

库车山前构造高温高压储层环空密封固井技术

塔里木油田库车山前构造白垩系储层埋藏深,温度压力高,地层复杂,裂缝发育,安全固井密度窗口窄,油气活跃,整体固井质量较差,固完井后环空易气窜,严重影响后期安全生产。文中在分析库车山前构造白垩系储层固井难点的基础上,针对性地提出了提高库车山前高温高压储层环空密封能力固井技术,从变排量注替设计、防漏堵漏水泥浆体系、环空辅助密封工具应用3个方面综合提高固井后的环空密封能力,并在KS地区某井进行了配套技术的现场应用。现场应用表明:提高库车山前构造高温高压储层环空密封能力的固井技术,能够有效解决该地区储层固井易漏失、固井质量差、环空气窜等固井难题,为类似复杂易漏深井储层尾管固井提供了宝贵的经验。     

延长气田易漏失井固井前井眼准备技术

对延长气田易漏失井漏失特点（黄土层渗透性漏失、延长组裂缝性砂砾岩漏失、产层亏空性漏失、刘家沟组压裂性裂缝漏失、石盒子组裂缝性砂岩漏失）进行了分析,针对不同的漏失特点,介绍了相对应的防漏堵漏方法以提高易漏失层的抗破能力 以提高井壁稳定性为主的易漏失井固井前井眼准备技术。通过应用该技术,延长气田易漏失井堵漏成功率为98%以上,固井质量合格率100%,优良率85%。     

相国寺储气库注采井固井技术

相储7井是相国寺储气库区块上第一口先导注采试验井。固井有以下难点:①地层破裂压力低,易发生漏失;②产层压力系数低,易伤害;③储气库注采井要经受周期性高低压变化,注采管柱承受交变应力对层间封隔要求高;④井斜度大,套管不易居中,影响顶替效率。采取了以下措施:①采用正注反打工艺,防漏堵漏水泥浆、双凝双密度水泥浆、变排量施工等措施减少漏失、降低储层伤害;②优化水泥浆和水泥石性能,技术套管采用防漏增韧水泥浆体系,油层尾管采用双密度弹性水泥浆,确保固井质量长期稳定;③模拟套管在井下实况,优化扶正器安放、使用螺旋大倒角刚性扶正器,改变流场,提高顶替效率;④采用裸眼封隔器措施,延长注采井的使用寿命。通过采取以上措施,全井取得优异电测固井质量。     

SHB区块长裸眼段Φ244.5mm技术套管防漏固井工艺技术

SHB区块储层埋藏较深,二开中完裸眼地层封固段长超过5500 m,φ250.8mm+φ244.5mm复合技术套管固井易发生井漏,漏失是制约该井区固井质量的瓶颈。结合地层压力数据,控制套管下放速度、环空浆柱压力优化设计、分级箍安放优化方法,降低了井下漏失的风险;双速替浆方法既满足了固井防漏需要又提高了顶替效率。该工艺技术应用于SHXX3H水平井的技术套管固井,有效解决了固井漏失问题,提高了固井质量。     

长庆苏25断块低压易漏失气井固井技术

针对长庆地区苏25断块地层易塌、易漏、大量出水、目的层低压异常、漏失严重等复杂情况，采用正注反挤的固井方法与适宜的水泥浆技术（分段封固、梯度凝结），防漏失、防失重，压稳气层；在有效减少井底液柱压力防漏的基础上，使用不同堵漏材料，复合堵漏，防漏与堵漏结合，彻底控制住漏失；在调整水泥浆密度、抑制地层出水的基础上，改善水泥石内部结构，增加地层出水阻力，防洛河水腐蚀。经过数口气井的固井实践，该技术得到不断完善提高，积累了一些有益经验。     

苏丹124区漏失层固井技术

在钻井、完井过程中经常遇到钻井液漏失,由它引起的井下复杂情况和诱发的恶性事故,对钻、完井危害极大。苏丹124区平均每年因处理井漏损失的时间约4514h;平均每年损失约877万关金。为此。针对124区漏失性地层的复杂特性,通过研究实践,总结出了一整套行之有效的固井防漏、堵漏工艺。以传统的先期堵漏,平衡压力法为基础,与现代先进的堵漏材料相结合,研发出了具有较强堵漏效果的纤维防漏水泥浆体系和凝胶堵漏工艺。并通过现场实例证明其在打水泥塞,表层固井,油层固井过程中防漏,堵漏的显著效果。通过先期泥浆预防漏失,后期水泥浆堵漏等一系列行之有效的措施大大提高了堵漏成功率,缩短了堵漏工期,为甲方GNPOC挽回了大量的经济损失。     

吐哈探井防漏堵漏技术探讨

近年来,吐哈油田在台北洼陷鄯善弧形构造带侏罗系三间房组下部地层和火焰山构造带上部白垩系地层勘探钻井过程中,井漏频繁,不仅漏失了大量钻井液及堵漏材料,而且处理井漏损失了大量时间,极大地增加了钻井作业成本。文中分析了吐哈油田重点勘探构造上钻井过程中井漏发生的主要原因、井漏类型及相应的防漏堵漏技术等,从安全快速钻井、保护油气层方面,进行了探井防漏堵漏技术探讨。     

浅谈苏东区块储气库注采井钻井防漏堵漏技术

随着苏东区块储气库新钻注采井的大规模实施,注采井钻井过程中的目的层极易漏失直接带来了钻井钻时变慢、井控风险增高、储层物性污染的问题,目的层的有效堵漏成为了储气库钻井工程建设亟待解决的问题。在常规堵漏技术的基础上,充分吸取2019年注采井钻井施工经验,结合“随钻防漏、及时堵漏、提高承压”的防漏堵漏工作理念,在2020年新钻注采井过程中逐渐探索出新型防漏堵漏技术。新型防漏堵漏技术的实施很大程度上解决了苏东区块注采井目的层漏失量大、堵漏困难的问题,提高了钻井时效,降低了井控风险,解决了钻井泥浆及堵漏浆入侵地层带来的储层侵染问题,充分保障了后期改造效果。同时,新型防漏堵漏技术可大规模实施在后续注采井钻井作业中。     

大牛地气田固井防窜水泥浆体系研究与应用

大牛地气田具有低压、低渗、个别井段易漏和固井后易气窜的明显特点,因此,对于储层的保护显得相当重要,气田对固井工程来说,在保证固井质量的同时尽量减少进入地层的水泥浆滤液和水泥浆颗粒,最大限度地保 护气层。在2004年之前大牛地气田固井质量极不稳定,通过分析研究,发现水泥浆的性能严重影响固井质量。针对水泥浆性能影响固井质量的原因分析,通过水泥浆体系和水泥石的室内试验与评价,优选出适合本工区的 水泥浆体系,固井质量取得了比较理想的效果。     

相国寺储气库固井井筒密封完整性技术

确保安全运行是相国寺储气库建设的首要原则,而井筒长期注采的密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键。文中从固井工艺技术、套管串密封完整性技术、水泥浆体系优化等方面入手,通过室内试验研究、软件模拟及现场试验,形成了地层动态承压试验、提高顶替效率、预应力固井、气密封性检测、管外封隔器以及韧性水泥浆等系列技术,能够保证注采井井筒的长期密封完整性,使固井质量满足相国寺储气库注采井固井的需求。相储8井准244.5 mm尾管固井施工综合运用了该套技术,CBL测井显示水泥胶结合格率达到93.1%,且固井后未发生环空带压现象。     

中国石油固井面临的挑战及攻关方向

随着中国石油（CNPC）油气勘探开发工作的不断深入,油气勘探开发的对象日益复杂,固井质量要求越来越高,固井面临更加严峻的挑战。在分析中国石油固井面临形势的基础上,总结了近年来中国石油在固井工艺、外加剂及水泥浆体系、固井工具及附件、固井装备和基础理论研究等方面的主要进展,分析了深井超深井及复杂地层固井、复杂天然气井及酸性气藏固井、致密油气及页岩气固井、枯竭气藏储气库固井、海外复杂区块固井、海洋低温深水固井等6个方面面临的挑战,提出了要保证油气井长期有效封隔的关键技术,建议今后在基础研究、功能性水泥浆体系开发、配套工艺技术、功能性固井工具及装备研制等方面开展研究工作,对固井技术攻关具有一定的指导作用。      

一次上返固井技术在天然气井中的应用

一次上返固井技术是解决天然气井长裸眼段固井的一项技术，优点在于缩短了钻井周期，降低钻井成本，消除了因使用分级箍而造成套管串承压能力降低等问题，气层段固井质量也得到了有效保证。一次上返固井技术主要难点是固井现场施工注灰量大，水泥浆性能要求高，固井过程中易发生泵压过大、蹩泵，留水泥塞等复杂情况。通过地质分析和现场调研，进行了大量试验，在搞清地层岩性及地层压力的情况下，成功研制出了GSJ低失水、稳定性好的漂珠低密度水泥浆体系和目的层使用的GSJ防气侵水泥浆体系及相配套的现场施工固井工艺技术，在大牛地气田成功应用于11口井的现场施工，目的层段固井质量优质率达100%，低密度段封固质量达到设计要求。由此在大牛地气田形成了一次上返固井相配套的井口压力控制及防漏控制工艺技术，获得了大牛地气田最低地层漏失压力、气层压力数据资料，为大牛地气田全面推广一次上返固井提供了技术支撑。     

吉林油田双坨子地区气井固井技术

针对吉林油田双坨子地区上部地层低压易漏、气层多、分布井段长、气水层间互易造成固井漏失和层间互窜的技术难题,进行了气井固井对策分析。根据防气窜水泥浆体系应满足的条件,对防窜水泥浆外加剂进行了选择,筛选出了具有良好防窜性能的G302水泥浆体系,对防窜水泥浆体系性能进行了评价,形成了以采用G302防窜水泥浆为主,配合采用双凝水泥和"三压稳"为辅的综合防窜技术,提出了以JSS-1冲洗液配合NCH-2隔离液为主的适合低压易漏条件下提高顶替效率的技术措施。2005年在双坨子地区应用该技术进行了4口井现场施工,固井质量全部优质,解决了该地区多层系、长封固段条件下气井固井难题,形成了一套指导该地区气井固井的综合配套技术,并为解决类似的气井固井问题探索出了一条有效的技术途径。     

金坛盐穴储气库定向井固井技术

金坛储气库二期二阶段为了提高盐岩资源利用率,实现达容达产,改变以往直井钻井方式,采用了丛式定向钻井建库模式,容易导致井径不规则,套管居中度也很难保证。另外,盐层埋深较浅,低温盐水水泥浆稳定性差、失水量不易控制、抗压强度发展慢;二开井段易发生漏失,水泥不能返至地面,给固井质量带来不利影响。笔者结合盐穴储气库对固井的要求,开展了低温高强盐水水泥浆、增黏盐水隔离液及配套固井技术研究。研究结果表明,低温高强度盐水水泥浆浆体稳定性好,抗压强度发展快,后期强度高,满足了盐穴储气库定向井水泥浆体系的需求;增黏盐水隔离液,配合定向井套管居中等技术措施,提高了在"大肚子"及不规则井段的顶替效率,预防固井施工憋堵;采用低排量顶替技术保证了水泥浆返至地面,盐层段有效封固。该盐穴储气库定向井固井技术在金坛储气库二期二阶段现场应用11井次,固井质量显著提升,为其他盐穴储气库固井提供了借鉴。     

金坛盐穴储气库定向井固井技术

金坛储气库二期二阶段为了提高盐岩资源利用率,实现达容达产,改变以往直井钻井方式,采用了丛式定向钻井建库模式,容易导致井径不规则,套管居中度也很难保证。另外,盐层埋深较浅,低温盐水水泥浆稳定性差、失水量不易控制、抗压强度发展慢;二开井段易发生漏失,水泥不能返至地面,给固井质量带来不利影响。笔者结合盐穴储气库对固井的要求,开展了低温高强盐水水泥浆、增黏盐水隔离液及配套固井技术研究。研究结果表明,低温高强度盐水水泥浆浆体稳定性好,抗压强度发展快,后期强度高,满足了盐穴储气库定向井水泥浆体系的需求;增黏盐水隔离液,配合定向井套管居中等技术措施,提高了在"大肚子"及不规则井段的顶替效率,预防固井施工憋堵;采用低排量顶替技术保证了水泥浆返至地面,盐层段有效封固。该盐穴储气库定向井固井技术在金坛储气库二期二阶段现场应用11井次,固井质量显著提升,为其他盐穴储气库固井提供了借鉴。      

超低密度水泥浆固井技术的应用——以百泉1井为例

在对压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型地层的固井作业中,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏,造成固井失败或质量不合格。为此,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉1井钻井复杂情况和地层情况,采用了2种超低密度水泥浆柱结构,以确保固井时上部防漏下部压稳,该井固井过程中无漏失,测井结果表明,低密度水泥浆固井质量合格。结论认为：①在压力系数低和有易漏地层存在的情况下,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力;②正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆密度和施工排量这3个参数,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键;③由于采用了超低密度水泥浆,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差,减小了水泥浆的失水量,有利于保护油气层。     

低摩阻耐压防漏低密度水泥浆固井技术

长庆苏里格气田刘家沟组地层承压能力低,现有低密度水泥浆体系耐压性能差,受压后密度上升、流变性能差,施工压力高,易发生漏失,造成水泥浆返高不够、封固段固井质量差。为此设计研发了一种低摩阻耐压防漏低密度水泥浆体系,运用紧密堆积理论进行水泥浆四级颗粒级配,优选耐压性能优良的减轻材料,选用合适的外加剂形成低摩阻耐压防漏低密度水泥浆配方。水泥浆密度为1.25～1.35 g/cm3,范宁摩阻系数降低约50%;耐压性能良好,防漏效果明显,综合性能优良。开展混拌工艺研究,采用纯机械混拌工艺,混拌大样与小样性能吻合率达到99%,保证了混灰质量和效率。在苏里格气田试验应用4口井,固井施工正常,未发生漏失,固井质量合格;施工压力明显降低,固井质量显著提升,为低压易漏地层固井提供有力的技术支撑。      

川东北地区高温高压高含硫气井配套固井技术

针对川东北地区高温、高压、高含硫气井主要固井技术难题,提出利用新型非渗透和胶乳防气窜水泥浆凝固后水泥石低渗透的特点,降低CO2和H2S对水泥石的腐蚀;固井前强化钻井液堵漏,提高地层承压能力;在固井时,采用纤维堵漏水泥浆;在固井前采用分段压稳设计模型,考虑固井后水泥浆失重的影响,分析固井后环空压力分布,保证压稳气层;固井水泥浆采用双凝或多凝设计,确保主力气层快速形成早期强度,实现“以快制气”,有效控制气层气体。采用旋转尾管固井新技术,在洗井和注水泥过程中旋转尾管,提高洗井质量和水泥浆顶替效率。上述技术措施的实施,为解决川东北地区高温、高压、高含硫气井固井技术难题做出了有益的尝试,取得了较好的现场应用效果。