苏里格气田长水平段小套管固井及其配套技术研究

根据苏里格气田长水平段  １ １ ４  ３ｍ ｍ生产套管固井技术难点, 进行技术攻关及改进, 研发出长水平段前置液体系、 零析水防气窜水泥浆体系、 固井压塞液体系, 优选性能优越的固井工具, 优化生产套管管串结构, 现场施工顺利, 固井质量好, 满足了后期套管射孔 ＋水力桥塞压裂工艺的需要, 总结出一套苏里格气田长水平段小尺寸套管固井工艺技术, 为今后苏里格气田的长期有效开发提供了有力的技术支撑。     

水平井尾管固井技术及其在苏里格气田的应用

针对水平井长水平段尾管固井存在的尾管下入困难、尾管居中度不易保证、环空间隙小、高边自由水窜槽和低边泥浆窜槽等技术难题,在试验研究的基础上,总结出提高水平井尾管固井质量的实用技术：①选用沉降稳定性好、低失水、零析水、防气窜的水泥浆体系;②选用黏滞性前置液,使环空浆柱结构的密度成梯度（ρ_钻井液＜ρ_前置液＜ρ_水泥浆）分布,确定环空前置液流态达到紊流状态的合理施工排量,可以更好地清洁井眼,提高顶替效率;③模拟尾管刚度通井,采用单铣柱、双铣柱和三铣柱3种钻具组合分别进行3次通井,破坏井眼低边“死泥饼”,消除井眼不规则带来的阻卡,确保尾管顺利下入到位;④合理选用及安放扶正器,保证套管居中度达到67%。在苏里格气田苏5区块进行了2口水平井尾管固井实践,结果表明：固井合格率分别达93.78%和99.83%,优质率为70.93%和81.88%,为该区增产改造提供了技术保障。     

冀东油田潜山小间隙水平井尾管固井技术

近年来,为了滚动开发南堡区块2号构造潜山油藏,冀东油田在南堡区块先后部署了多口重点开发水平井该地区地质条件复杂,主要表现为油、气、水层活跃,上部地层疏松、薄弱,小井眼、地温梯度高,这些因素部给固井施工带来了很大的困难与风险,使固井质量难以保证针对固井难点,探讨了优化的固井工艺和水泥浆方案,认为井眼准备和套管的居中度是提高水平井固井质量的关键技术措施。     

水平井固井技术

概述了世界上最长的1口水平井所采用的水泥浆体系的设计方法.英国多塞特郡南海岸BP Amoco公司的Wytch油田目前完成的17口井中均使用该水泥浆体系,无一需要二次固井(补注水泥),而且,声变测井证实所有储层部分都显示出满意的油层隔离.     

注采井长封固段固井技术的研究与应用

油田区域的长期开采造成了地层下部压力明显低于上部,给注采井固井,特别是长封固段注采井固井带来许多困难.试验研究表明,适应于长封固段的梯度多凝水泥浆是由不同比例的水泥、降失水剂、分散剂、缓凝剂、膨胀剂和消泡剂组成.该水泥浆性能、水泥石强度、封固质量、油层保护方面均远远优于常规固井水泥浆,采用该水泥浆固井技术,提高了固井质量,减少了施工压力.现场应用表明,双级梯度多凝水泥浆固井技术能减少施工压力,防止压漏地层;在长封固段,双级梯度多凝水泥浆可以有效地防止水泥浆在凝结过程中因失重造成的油气窜槽,有效地压稳地层,保证固结质量;可以减少对地层的污染,快速封固好易漏、易塌等复杂地层,实现水泥浆在长封固段的紊流顶替,提高了封固质量.     

玉门油田水平井固井技术

针对玉门油田水平井开发、多级压裂的作业特点,以建立长期有效的层间封隔为目标,通过开展固井材料、水泥环失效分析和固井工艺技术研究,开发了驱油前置液、增韧防窜水泥浆、水泥环完整性评价等固井技术。通过工艺配套和材料集成,形成玉门油田水平井开发固井技术。2015年以来,在玉门油田完成全部水平井固井应用7井次,固井一次合格率为100%,优质井4口。已投产的3口水平井,压裂后平均含水率在30%以下,比同区块的井位明显降低。该技术还在玉门油田小间隙固井推广使用8井次,固井优质率达到了75%。水平井固井技术取得了良好的应用效果,该项技术具有广阔的市场应用前景。      

苏平1井水平井固井技术

通过分析水平井固井质量的影响因素，提出了水平井固井对水泥浆性能的要求，探索出了一套水平井固井水泥浆室内试验、评价方法及现场施工技术。地矿部系统第一口水平井苏平１井固井实践证明，全面提高水泥浆体系的稳定性并配以综合固井技术措施，可保证水平井固井质量优良。     

水平井固井水泥浆技术

本文论述了水平井固井面临的主要技术问题以及针对问题对水泥浆性能的要求。同时介绍了水平井固井水泥浆室内试验与常规试验的不同之处。总结了长庆局水平井固井水泥浆技术的研究，发展与完善情况及其所取得的成绩。     

苏里格气田分层压裂段固井水泥浆体系的研究与应用

针对苏里格气田部分井压裂施工过程中出现的天然气窜槽问题,通过实验优选出性能良好的胶乳与外加剂,研发出防气窜高强度水泥浆体系。室内评价结果表明,该体系在不同温度下游离液低、流变性能好,水泥石抗折强度较常规水泥石提高了10%左右,48 h最大抗压强度29.5 MPa。现场试验3口井,储层段第一界面优质率100%,第二界面优质率大于94%,压裂施工中压力正常,未出现环空窜流,满足了苏里格气田分层压裂对环空水泥石完整性的要求。     

长封固段低密度水泥浆固井技术

晋古13井是一口井深为4988.56 m的奥陶系潜山预探井,三开完钻后,要求在2780～4987.5 m井段下入φ 177.8 mm尾管进行固井,重点封固好3886～4366 m的油层井段.由于本井存在盐膏层、煤层及溶孔和裂缝型地层,钻井过程中曾发生垮塌和漏失,且裸眼段地层井径大而不规则,套管重叠段环空间隙小,水泥封固段顶底温差大等客观因素,需一次封固水泥2200多米,存在许多困难和风险.通过研制低密度水泥浆体系,优选G309、G301、GH-9和ZW-1控制水泥浆性能,采用适当的固井技术措施,保证了施工的顺利,固井质量达到了优质,为长封固段、高温井、复杂井的尾管固井施工积累了成功的经验.     

TH12513CH井长裸眼小间隙尾管固井技术

TH12513CH井是塔河油田12区的一口侧钻水平井,完钻井深为6807.2m,井温达139℃,裸眼段长为2488m,视水平位移约为1120m,最大井斜角为32.59°,最大狗腿度为19.55°/100m。该井在钻进过程中出现多次压差卡钻,且二叠系地层在5760～5895m井段承压能力低,易漏失。为了使尾管固井一次成功,从以下3方面采取了有效措施:为了保证固井液的高温稳定性及驱替效率,选用高温稳定性好的外加剂,并在水泥浆中加入防气窜剂及短纤维,使水泥石具有低渗透性及塑性。为保证套管顺利下到位,带扶正器模拟套管刚性通井,彻底畅通井眼,对钻井液进行降黏度、降切力、增强润滑性处理,使用摩阻系数小的刚性树脂螺旋扶正器。为降低二叠系漏失风险,钻穿二叠系地层20m后用水泥浆挤堵,提高地层承压能力;使用密度为1.50g/cm3的水泥浆,降低环空静液柱压力。通过采取以上配套措施,该井段固井质量良好,达到了工程作业的目的。     

东胜页岩气超长水平段水平井固井关键技术

为实现“稀井高产、效益开发”的目的,实现有效动用地质储量和提高页岩气单井产量,在重庆南川东胜区先导试验超长水平段水平井,探索形成适合于非常规油气开发工程新模式。超长水平段水平井固井面临套管下入难度大、顶替效率差、水泥浆性能差异化等技术挑战。通过开展超长水平段水平井套管下入技术、长效密封水泥浆体系及配套工艺研究,形成以“套管安全高效下入及居中度控制+防漏防窜长效封固水泥浆+固井施工参数精细化设计与控制”为核心的超长水平段水平井固井关键技术系列。该技术系列在该区第一口超长水平段水平井SY9-2HF(水平段长3 583 m)成功完成应用,固井质量合格率100%,优质率95%,为该井后期压裂施工、高效开发奠定了良好工程基础。     

小间隙大斜度水平井固井技术

高7-平1井是冀东油田部署的一口大斜度水平井,在三开完井施工中,存在着环空间隙小、套管刚度大、下入困难、尾管固井工艺复杂、有高压层存在、平衡压力难以实现等问题,为了顺利下入套管、提高顶替效率、实现平衡压稳、保证固井质量,通过强化井眼准备、校核套管刚度、优选前置液和水泥浆体系、采用紊流顶替技术以及平衡压力计算等有效措施,严格施工,最终保证了高7-平1井油层固井质量.解决了小间隙、大斜度、高压井尾管完井中存在的问题,为冀东油田以后类似完井方式积累了宝贵经验.     

水平井固井技术新进展

随着水平井、大位移井在世界范围内的广泛应用，水平井、大位移井的位移量在不断增大，简单的裸眼完井已不能满足工程的需要。与直井相比，水平井固井面临着自由水的控制、钻屑清除、管柱居中等不利因素，难度较直井大。为此，介绍了国外针对水平井固井技术难点所采取的特殊工艺和装备。     

双级防气窜固井技术在也门Judayaah-1井中的应用

Judayaah-1井是也门71区块的一口探井,该井三开?244.5 mm套管固井存在着相对高压气层、封固段长、气窜风险大等固井难点。为确保该井固井质量,对固井难点进行了分析,针对该井的实际情况,优选了Schlumberger公司的ISO BLOCK防气窜水泥浆体系、MUDPUSH加重隔离液以及Halliburton公司的H-ES双级固井工具。利用水泥浆“失重”压力计算式,推导出气层以上尾浆最大封固段长度计算式并进行了环空液柱结构设计。一级固井采用了循环摩阻憋压、二级固井采用了井口憋压等综合固井技术措施,确保了施工安全和固井质量。该井固井施工的成功,为该区块的后续固井作业提供了参考,同时也验证了所推导气层以上尾浆最大封固段长度计算公式的可行性。     

华北油田复杂井固井技术

针对华北油田二连阿南，哈南高压注水采油区块和冀中潜山深井区块固井难度大和固井质量差等问题。华北石油管理局钻井工艺研究院在二连地区采用早强，膨胀和低失水水泥浆，并配合使用套管外封隔器，两凝固井工艺技术。解决了低温高压注水调整井固井作业中存在的问题，提高了固井质量；在冀中地区采用低密度，高强度，零析水，成膜型降失水水泥浆，配合采用双压双凝固井工艺技术，有效防止了井漏，油水互窜等井水复杂事故，提高了固井质量。早强，膨胀和低失水水泥浆低温早强，失水量小于200mL，在凝结过程中能产生有效膨胀，初凝和终凝时间较短，能有效防止气窜及油水互窜，成膜型降失水水泥浆失水量小于100mL，密度和稠化时间易调；有机塑性高分子胶粒在水泥凝结过程中由于被压缩而微膨胀，能有效补偿水泥石孔隙压力，达到防窜，改善水泥石韧性和变形能力的目的。     

小间隙高压气井固井技术

毛坝1井是1口高压气井,要求全井封固,固井施工和候凝过程容易出现水泥浆稠化憋泵、水泥浆污染盐岩层、井漏、气窜或井涌等风险。经过对该井的认真研究,采用了尾管固井再回接的方法,优选了套管工具附件、水泥浆体系等配套技术,使该井固井成功,创造了该地区复杂井固井先例。文中详细介绍了毛坝1井的固井设计和施工技术,为今后小间隙高压气井固井提供了经验。     

苏里格气田长水平段水平井快速钻井技术

针对苏里格气田超过1 500 m的长水平段水平井,主要存在以下几方面的技术难点:一是砂体夹泥岩,井壁稳定性比较差;二是地层研磨性强,钻进效率低;三是水平段长,摩阻扭矩大,轨迹控制难度大.文章从井身结构、剖面设计、工艺工具、轨迹控制等方面进行了分析研究,形成适应于苏里格气田开发的长水平段水平井快速钻井技术,并在苏5-3-16H1井进行了成功应用,提高了水平井的机械钻速.     

钟6斜-10B长封固段固井技术应用分析

钟6斜-10B井是位于潜江凹陷钟市油田西部潜三井区的一口重点开发井,井深2969m,该井二开用Ф215．9mm钻头钻至井深2969m,下入中139．7mm套管,要求水泥返至井深1400m。由于封固段长1565m,水泥浆“失重”时易发生油气、水窜,加之该井油气、水较为活跃,有水层49层,增加了水窜的可能性;此外,该井在2669．51m发生卡钻,处理事故时钻井液中混入大量原油及解卡剂也影响封固质量,该区块钟6斜-9B固井质量没有达到优质。对钟6斜-10B井固井技术进行了研究,根据研究结果,该井选用了驱油效率大于90％的WG-168冲洗液以及双凝、低失水、低析水、高强度的水泥浆体系和其它配套的工程措施,使水泥浆返至井深1028．5m,固井质量达到了优质。