塔里木油田大尺寸深井干法固井技术研究

空气钻井后常将空气转换为钻井液,但这容易出现井壁不稳定、垮塌、漏失等现象,井壁易形成巨厚虚滤饼致下套管困难和固井质量差,此外,大尺寸套管常规固井还存在顶替效率较差的情况,以上因素最终导致固井准备时间长和固井质量难以保证。为配合空气钻井技术,进一步节约钻井周期和钻井成本,解决大尺寸套管固井存在顶替效率较差的情况,空气钻井后采用了干法固井工艺,并根据塔里木油田干法固井尺寸大、井深的技术难点与井下状态,研究建立了干法固井水泥浆实验评价方法,对干法固井下水泥浆性能进行评价和优选,最终干法固井取得了成功,套管重量达568 t,固井深度达3 602 m,分别刷新了干法固井的深度及下套管重量。     

平落006-5井空井固井初探

平落006-5井是平落坝低压易漏地质构造上的一口排水井。设计311.2mm井眼采用空气钻井技术钻至井深1650m下入244.5mm技术套管。为了解决空气钻井达到设计井深后,替入水基钻井液再下套管、注水泥固井面临井壁水化失稳和井漏等问题,第一次实施了空井正注水钻井液固井作业。分析了空井固井的7项技术难点。空井通井采用了模拟钻具配合划眼、加大排气量清扫技术,下套管采用了加长铝质引鞋配合平稳控制下放速度技术,注水泥采用内插管配合施工参数动态监测技术。介绍了现场施工过程中井眼准备及管柱下入、注水泥等工序,值得借鉴和推广。施工顺利,固井质量合格,创造了该地区244.5mm套管空井固井最深纪录,丰富了空气钻井技术。     

建35-3井空井固井技术

建35-3井是建南南高点低压易漏地质构造上的一口开发井,该井在φ311.2 mm井眼采用空气钻井技术钻至井深2 690 m,然后下入φ244.5 mm技术套管.为了解决空气钻井达到设计井深后,替入钻井液再下套管、注水泥固井面临井壁水化失稳和井漏等问题,决定在该井直接进行空井固井作业.通过分析固井技术难点,并采取非插入武正注反灌注水泥固井作业,选用双凝双密度水泥浆体系,用增韧防漏水泥浆作尾浆,该井实现了低压易漏地层全井封固,而且施工顺利,固井质量合格,值得借鉴和推广.     

清洁钻井液显著改善北布扎奇油田浅层油气井固井质量

哈萨克斯坦北布扎奇油田φ177．8mm油层套管换成中国包钢套管之后，由于作业流体不适应新的套管表面性质，所钻的31口井的固井质量合格率只有38．7％。现场调查分析结果表明，一界面胶结质量不合格的影响因素包括油层套管表面性质改变、钻井液劣质固相含量高、隔离液与钻井液配伍性不好、套管表面的混浆吸附膜脱水形成微间隙等。在实验研究的基础上，改用KCl两性离子聚合物钻井液，调整隔离液配方，增强对固控设备的有效利用。该套技术在6口试验井上进行了应用，结果表明，KCI两性离子聚合物钻井液流变性好，抑制包被性强，钻屑不糊振动筛，钻井液清洁，挂壁少，与隔离液相容性好，易冲洗，起下钻通畅，井径呈一条直线，电测、下套管顺利，全井固井质量合格率平均达到94．81％，裸眼井段优质率平均达到76．54％，油层以上100m全部合格，油层段全部优质，超过同期白劳德钻井液公司服务井的固井质量。     

提高油基钻井液固井质量的冲洗型隔离液技术

油基钻井液条件下固井作业时,一方面,套管和井壁处于"油湿"环境,水泥浆无法实现与二界面良好胶结;另一方面,油基钻井液与水泥浆完全不相容性,直接接触后流变性恶化和稠化时间急剧缩短,危及施工安全。为此,利用表面活性剂协同增效机理和功能材料应用技术,研究出提高油井钻井液固井质量的冲洗型隔离液。室内研究表明,隔离液在1.5~2.3 g/cm~3密度范围内具有良好的流变和稳定性能,耐温达到120℃,洗油效率达到95%以上,能够高效驱替油基钻井液,实现界面润湿反转,与钻井液和水泥浆相容性良好。该隔离液体系在四川地区页岩气油井钻井液条件下固井中成功应用100余井次,固井质量合格率90%以上。该冲洗隔离液能够起到隔离、清洁套管和井壁的作用,提高了油井钻井液条件下的固井施工安全和固井质量。     

深井无固相压胶塞隔离液的研究与应用

柴达木盆地深井固井作业中,由于某些钻井液性能不达标或胶塞封闭不严致使部分水泥浆与顶替钻井液发生絮凝反应等原因,导致固井质量电测仪器下不到井底。为此,研制了无固相压胶塞隔离液。通过压胶塞隔离液的抗水泥浆污染性能、高温稳定性能和沉降稳定性能等评价实验,优选出深井完井压胶塞隔离液配方。现场应用结果表明,在胶塞和顶替钻井液之间的300~500 m的无固相隔离液段,可有效阻止套管内残留水泥浆与钻井液发生絮凝反应,并减缓固相颗粒的沉降堆积,保证电测仪器顺利下井。使用无固相压胶塞隔离液的37口深井,完井固井质量电测一次成功率达到了100%,有效缩短了完井作业施工周期。     

影响水泥环第二界面胶结质量的因素分析

固井作业是油气井钻井工程的重要环节之一,油气井固井的第二界面是一个变化极大的界面,水泥环第二界面往往是发生油气水窜的薄弱环节,其影响因素众多。文章对影响固井第二界面胶结质量的因素进行综合分析,建议在钻井施工设计时要为固井施工考虑,形成好的井眼条件,为提高水泥浆顶替效率做好前期准备,提高冲洗液性能,水泥浆顶替时活动套管、使用辅助套管附件,充分清除静止在环空中的钻井液及井壁上的滤饼 采用钻井液转化水泥浆技术,将钻井液滤饼由水泥环胶结质量薄弱层转化为增强层 提高水泥浆的微膨胀性能,控制微间隙产生 水泥浆候凝期间要压稳,防止窜流发生。     

固井前突击调整钻井液性能的方法

为提高紊流固井驱替效率和缩短井眼准备时间，提出在固井前突击调整钻井液流变性（实质是使局部井段钻井液流变性趋近牛顿流型）的新方法。比较了地面突击调整法和套管内突击调整法的异同，认为后者更优越。安徽油田连续２１口井油气层固井应用表明，新方法有利于提高固井质量、确保施工安全及降低作业成本。     

解决塔河油田固井井漏的可行性方案

塔河油田七区块大部分油井在下套管和固井作业过程中存在漏失现象，固井质量达不到设计要求，且存在严重的安全隐患。通过分析井漏原因，提出了应在下套管前实施预堵漏保证井眼畅通，应调整钻井液性能，优化水泥浆体系等措施和方案。     

四川盆地八角场构造沙溪庙组致密油气防气窜固井技术

四川盆地八角场构造常采用大斜度定向井、水平井开发沙溪庙组致密油气藏。通过对油层套管固井存在下套管困难、上部地层易漏失、水泥浆与油基钻井液相容性差、套管居中度低等难点研究,制定了井眼清洁、漂浮接箍、旋转下套管、微膨胀防漏防窜水泥浆、高效冲洗性隔离液、调整钻井液性能、活动套管、预应力固井等提高固井质量的针对性技术措施,应用12口井油层套管固井。实践结果表明:①四川盆地八角场构造致密油气防气窜的井眼清洁、漂浮接箍、旋转下套管、微膨胀防漏防窜水泥浆、高效冲洗性隔离液、调整钻井液性能、活动套管、预应力固井等提高固井质量的技术措施,大幅度提高油层套管固井质量,为八角场构造沙溪庙组致密气开发提供了技术支撑。②套管居中度差的条件下,固井前循环时活动套管、降低钻井液静切力能提高固井时隔离液和水泥浆的顶替效率。③漂浮接箍可靠性高,能减少下套管摩阻,有利于套管顺利下入到位,建议在长水平段的水平井中推广使用。     

榆深4井钻井完井技术研究

榆深4井设计井深3500m,完钻井深3216．56m。第一次开钻完井进行了电测、测声幅,第二次开钻完井进行电测及技术套管固井后测声幅,最大井斜（单点）9°／3095m,取心进尺20.05m,收获率100．00％,由于在施工中对井斜、钻井液等参数进行了严格控制与适当调整,保证了钻井施工的顺利进行。     

胜利油田钻井技术现状及发展方向

详细介绍了胜利油田钻井技术45年来的发展历程，对目前钻井技术现状进行了分析，包括定向井、丛式井钻井技术，水平井钻井技术，大位移井钻井技术，欠平衡压力钻井技术，分支井钻井技术，深井、超深井钻井技术，钻井液技术，固井完井技术，膨胀管技术，套管钻井技术，并给出了胜利油田钴井技术十个重点发展方向。     

水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井技术

采用筛管顶部注水泥完井的水平井占到胜利油田水平井总量的60%以上。该技术的主要缺点在于钻塞过程中易造成套管磨损,钻塞后内壁留有毛刺,影响后期作业效果。为解决钻塞对完井管串 的伤害,设计出集管外封隔器、分级箍、盲板功能于一身的免钻塞完井工具,开展了室内性能试验和施工工艺试验。在筛管顶部注水泥作业结束后采用下打捞矛打捞内套的方式有效避免了钻塞带来的不 利影响,减少了完井作业时间及成本。该技术在胜利油田累计施工40余口井,保障了后期酸洗及填砂作业效果,推动了水平井筛管完井技术的进一步发展。     

钻井工程设计优化与应用

为适应油田勘探开发要求,按照钻井工程设计优化原则,在借鉴国内外一些成功经验的基础上,提出了应用不同钻井条件的套管、钻头尺寸组合优化设计方案,并根据油气井类型、地层特点和储层性质,开展了钻井液优化设计和固井完井优化设计研究,同时将部分钻井新技术应用于油田勘探开发,取得了良好的应用效果。     

元坝气田超深酸性气藏钻完井关键技术

四川盆地元坝气田是近年来中石化发现的一个大型气田,是继普光气田之后天然气增储上产的又一个重点探区。元坝气田超深酸性气藏地质构造复杂,储层埋藏深,钻遇地层复杂,特别是陆相深部地层,属于高研磨性地层,机械钻速慢,钻井周期长。为此,经过多年的钻井实践和技术攻关,引进新工具、新技术,研制专用钻头,优化钻井设计,形成了针对该气藏的6项钻完井关键技术:(1)保证提速、安全完井作业的井身结构优化技术;(2)陆相上部地层气体钻井、陆相深部高研磨地层钻井提效技术体系;(3)气液转换、超深大斜度井及水平井润滑减阻、井壁稳定控制及防酸性气体污染技术等钻井液配套技术;(4)气体介质条件下固井、深井长封固段固井及超高压小间隙固井技术系列;(5)完善了以测量仪器、动力钻具优选及钻具组合设计等水平井井眼轨迹控制技术;(6)适合该气藏衬管完井方式和完井管柱优选技术。现场应用效果表明,系列关键技术有效地解决了机械钻速慢的难题,大幅度缩短了作业周期,实现了7 000 m井深水平井的提速提效的目标。     

深井固井的若干问题

讨论了深井固井的几个问题，包括长封固段顶部水泥抗压强度的最新ISO标准方法、注水泥温度、窄环空固井带来的问题、深井钻井液、固井液的流变性及流变性试验方法、水泥环的收缩及工程设计问题、深井钻井液与完井液对水泥环及套管的腐蚀研究、深井堵漏问题、特高温固井的低密度水泥浆体系。     

页岩气长水平井段防气窜固井技术

页岩气开发的核心技术为水平井配合大型水力压裂,而固井质量不佳已成为页岩气完井和实施储层改造的主要瓶颈问题。为此,以四川盆地页岩气开发区块为例,探索了水力压裂作用下保持水泥环力学完整性的方法及其配套工艺技术措施。研究结果表明:(1)采用模拟套管刚度的近钻头三扶正器通井钻具组合,可以降低长水平段页岩气井套管下放难度,提高下套管时效和安全度;(2)研制的高效洗油冲洗隔离液体系在常温至120℃下的冲洗效率均大于90%,能够保证水泥浆对油基钻井液的顶替效率和井壁的有效胶结;(3)确定了该区长水平段固井韧性防窜水泥浆凝固后的性能——水泥石弹性模量应小于7 GPa、三轴强度最好大于40 MPa,以减轻和避免压裂时的水泥环破坏;(4)形成的钻井液调整、预应力固井、地面高压泵注工艺等配套技术提高了页岩气井固井质量。2015—2016年期间运用上述系列固井技术在四川盆地开展了85口井固井作业,平均井深4 832 m,平均水平段长1 560 m,固井质量优质率达89.58%;水平井固井后候凝期间无环空带压,钻完井及试油期间环空气窜得到明显改善。结论认为,该配套技术可以保证并提高长水平段页岩气井的固井质量。