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。     

TK122H井复合尾管固井技术

由于塔河油田开发需要,要求对三叠系水平井的水平井段进行封固。水平井下套管摩阻大,大斜度井段易形成岩屑床,加之要求D177．8mm套管下至A点附近和井眼轨迹复杂,将尾管下到位的难度大;水平井段蹩压坐桂、碰压困难。大斜度井段井径不规则,套管在水平井段和大斜度井段的居中度低,顶替效率差;水泥浆在水平井段,自由水极易聚集在井壁上侧形成连续的水槽或水带或低边水泥颗粒的沉降窜槽,不能有效封固;钻井液中混油的比例高,影响水泥浆的胶结质量。通过TK122H井的复合尾管封固水平井段的固井施工术难点分析,从井眼准备、管串结构、固井液设计等方面提出该井复合尾管固井技术措施。现场实践取得了较好效果,为复合尾管水平井段封固提供有益的参考。     

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。     

川西南高压页岩气井固井技术

川西南页岩气水平井固井存在油基钻井液密度高、黏度大,井眼不规则、套管下入困难,后期压裂对水泥环力学性能要求高等难点。从流体、固井工艺、工具、附件等几方面入手,采用范式旋转黏度计法,优选出QY高密度驱油前置液体系,使用增韧剂配制弹塑性水泥浆体系,水平段使用引鞋"抬头"技术辅助套管下入,并采用旋流刚性扶正器和弹性扶正器交叉使用的方式保证套管居中度,实现螺旋流顶替等技术。经川西南3口页岩气水平井固井试验,施工成功率达100%,水平段固井质量均达到优质,为以后类似井固井提供了参考。     

国内水平井固井技术及发展

受水平井客观条件的影响,水平段的套管扶正问题,水平井的水泥浆体系设计问题,都是水平井固井的最大难点,也是影响水平井固井最关键的因素。国内水平井固井技术在“八五”研究成果的基础上,理论研究和施工技术方面又有一些拓展和完善,形成了一套较为成熟的水平井固井综合配套技术。对国内外水平井固井工艺技术进行了全面、细致的凋研,介绍了国外水平井和大斜度井固井工艺、水平井和大斜度井水泥浆参数设计、井眼清洁、套管扶正、固井新技术、新工具等,以及现场应用和效果,可供现场工程技术人员借鉴,以提高国内水平井固井上艺技术和整体效益。     

川西水平井尾管悬挂及回接固井技术

川西水平井水平段较长,套管下入困难,套管不易居中,影响顶替效率。采用尾管悬挂固井方式大大降低了套管中途遇阻的风险,悬挂后回接固井可以更好地封固套管重叠段,对提高固井质量,减少油气上窜起到了重要作用,这种固井方式的主要技术要求和工具性能是固井的关键部分。该技术在现场的成功应用为川西水平井固井提供了经验。     

川西沙溪庙组水平井固井技术的现场应用

川西沙溪庙组水平井在固井过程中存在环空气窜、套管不易下入居中、岩屑清除困难、顶替效率低等技术难点,直接影响着气井长期安全生产。结合近年来水平井固井实践,通过开展水泥浆体系防窜性能、优选扶正器及安放位置、下套管技术及提高顶替效率技术等研究,成功解决了上述固井难题,并在现场成功实践,为川西沙溪庙组水平井固井提供了可以借鉴的经验。     

准噶尔盆地吉木萨尔致密油水平井固井技术探讨

通过从完井管柱下入、水平井固井水泥浆及配套固井技术等几方面开展软件模拟分析,配方优化研究,配套固井技术优选等致力于解决吉木萨尔致密油区水平井固井的主要技术难题,经现场应用验证,形成适用于该区块的水平井固井技术。下套管前充分循环洗井并最终采用三扶正器通井保证井眼稳定、顺畅、平滑;造斜段、水平段套管串合理安放刚性扶正器特别是滚轮扶正器有利于有效提高套管居中度及降低套管下入摩阻;通过优化固井施工参数,采用变排量注水泥及替浆,改善注替流态,辅助采用除油前置液及套管漂浮技术有利于提高顶替效率;弹性颗粒加入水泥浆配方进一步增加水泥石弹性韧性,有利于在保证强度要求下降低水泥石弹性模量,适应大型压裂对水泥石强度及韧性要求。     

川西首口页岩气水平井固井技术

目前页岩气水平井的固井面临着套管难以下入、居中度低、顶替效率低、水泥环弹韧性差等技术难题.基于川西地区地质条件和钻井状况的认知,分析了川西首口页岩气水平井XYHF-1井的固井难点,总结了有效通井、优化扶正器安装、滑套固井技术、优选水泥浆体系等提高该并固井质量的技术措施,对固井质量进行了分析总结并认为SCW冲洗液、三级冲洗工艺、弹韧性水泥浆体系的应用是提高页岩气水平并固井质量的有效措施.图1表2参5     

镇平277-2浅层漏失水平井固井技术

镇平277-2井是浅层漏失水平井,因底层压力低、孔隙发育,在钻井过程中发生多次漏失,使固井水泥返高难以保证;水平井段不测井径,水泥量难以把握;套管在重力和弯曲应力作用下,贴靠井壁,套管居中度差;岩屑在重力作用下沿井眼径向沉降在井眼下侧,且采用油基钻井液钻井,致使顶替效率低,严重影响水泥与地层及管柱的胶结强度.由此提出了一系列固井技术措施,进行了冲洗隔离液设计,采用防漏、低失水量、零析水、高沉降稳定性、微膨胀水泥浆体系,避免了水泥石体积的收缩,应用复合流态顶替、下套管摩阻预测、合理选择及安放扶正器等技术,获得了较好的固井质量.     

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。     

塔河油田深水平井固井技术

根据塔河油田深水平井井身结构及完井要求，提出了尾管＋筛管结合套管外封隔器、双级箍的管串结构及套管设计方法。针对塔河油田1、2号构造深水平井固井特点，优选出了具有低滤失、零析水、沉降稳定性好的水泥浆体系，提出了提高水平井固井质量的综合技术措施，在该地区7口深水平井的现场应用中取得了较好的应用效果。     

水平井套管固井滑套分段压裂完井存在问题及对策

大港油田低渗透难动用储量和非常规油气藏储量丰富,水平井分段压裂完井技术是经济、有效开发低渗透油藏、非常规油气藏的主要手段。为探索水平井分段压裂完井工艺的适应性,大港油田开展了裸眼封隔器分段压裂完井、套管固井滑套分段压裂完井、不动管柱水力喷砂射孔完井工艺试验应用,并形成了以套管固井+滑套分段压裂为主体的分段压裂完井工艺。该工艺具有固完井分段压裂一体化管柱、全通径、压裂作业连续等优点,能够缩短作业周期,后期出水层段可以关闭滑套进行堵水,但也存在投球易导致井筒生产堵塞、胶塞不碰压无法保证固井质量、与相邻井串通等问题,针对存在问题开展了分析评价,并提出解决对策,现场实施后基本实现了油井的正产生产,为此类分段压裂完井方式的下步规模应用奠定了基础。     

乌兹别克复杂水平井固井工艺技术

1-G井、350井是乌兹别克斯坦的第一批水平井,表层套管尺寸大,技术套管裸眼段长,地层异常高温,盐膏层段长,油气层"上喷下漏"导致固井难度极大.经过研究摸索,(4)508 mm表层套管、(4)339.7 mm技术套管采用了插入法固井,采取两凝水泥、稀释钻井液、大排量注替等措施较好地解决了长裸眼大环空内的水泥浆窜槽问题.(4)244.5 mm尾管固井,选用厚壁套管、悬挂简单可靠的外台阶式尾管悬挂器,使用欠饱和盐水水泥浆,采取稀释钻井液、增加水泥浆的接触时间、大排量紊流顶替等措施,达到了封隔地层防止长段膏岩层蠕动之目的.(4)139.7mm完井套管固井,采用管外封隔器带分级箍加盲板的复合结构,使用不渗透水泥浆体系,较好地解决了高渗透油气层的封固问题.350井完井固井工具出现问题后,成功地实施了反向注水泥固井技术.     

川西水平井水泥浆防气窜评价方法

为解决水平井开发中油层套管固井质量差的实际难题,从水泥浆防气窜性能设计入手,通过室内实验分析了不同体系水泥浆性能对气窜的影响,评价了各种常用防气窜评价方法的适应性;结合水平井井眼轨迹特点,形成了水平井水泥浆防气窜性能多因素评价方法,即在自由水为0和滤失量小于50 mL条件下修正了水泥浆性能系数（SPNx值）和阻力系数（Ax值）评价方法,并成功应用于川西某口中浅层水平井固井中,为以后川西水平井固井水泥浆防气窜性能设计提供了理论指导。     

华北油田水平井完井固井技术

水平井技术作为转变?济增长方式、实现节约发展、安全发展、清洁发展的重要举措,钻井数量迅速上升。对华北油田水平井固井难点进行了分析,总结出一套适合华北油田水平井固井的技术措施,即保证井身质量、搞好井眼净化、提高套管居中度、缩短钻井液静止时间、优选驱油冲洗液、优化水泥浆体系、紊流顶替和套管漂浮等技术。现场应用效果良好,至2008年底共完成水平井固井70口,优质率达78.57%,为今后水平井固井施工提供了经验。     

BFS固井液在吉林油田油层套管固井中的应用

水淬高炉矿渣（BFS）是炼铁厂的副产品，具有水硬性质，目前已广泛用于建筑水泥--矿渣水泥的生产。在我国，BFS大量应用于石油固井业始于20世纪90年代中期。由于用BFS配制的固井液具有密度低、密度范围可调、强度高、滤失量小、无游离水、触变性好、稠化时间可调、无体积收缩等特点，可广泛用于常规和复杂油气井固井。文章概述了BFS固井液及其性质、BFS的筛选、BFS固井液的性能、BFS固井液的配制及现场施工方法，并以吉林油田油层套管BFS固井为例，对BFS固井液的固井质量进行了阐述。实践表明，吉林油田油层套管采用BFS固井，CBL测井表明固井质量优质。     

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。     

水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具

苏里格气田属低压、特低渗透气藏,由于完井方式的不同、井身轨迹弯曲和井眼尺寸等因素的限制,使得裸眼水平井与直井以及套管固井水平井的选择性压裂完井管串有很大区别。介绍了利用油管作为完井和压裂管串,一趟下入长水平裸眼段而不需要下套管固井、射孔等作业,实现了裸眼水平段选择性分段压裂工艺技术及该技术的管串结构、工艺原理、技术特点、配套工具和现场应用。研究及现场应用表明,采用该技术比其他低渗透气藏压裂增产技术开发效果更好,投入成本更低,具有显著经济及社会效益。     

渤海湾埕海新区水平井固井配套油气层保护技术

渤海湾埕海新区沙河街组砂体是已探明的浅层稠油油藏,计划钻8口水平井,采用筛管完井,φ244.5 mm技术套管水平段已进入沙河街组储层。在前期勘探井作业过程中,高孔-高渗砂岩层漏失、水泥浆滤液渗透及套管偏心边底水窜流对储层污染严重。为保护油气层,优选应用密度1.50 g/cm3的纳米基低密度低失水水泥浆,游离液和密度差为0,水泥石24 h强度不小于17.9 MPa,失水量不大于38 mL,高于标准要求24%以上。优选应用φ244.5 mm新型一体式弹性扶正器,无应力薄弱点,较普通扶正器其复位力增加25%,起动力降低27%,使套管居中度提高57%以上。综合形成了适合埕海新区水平井固井的配套油气层保护技术,现场应用6口井,固井未发生漏失、水层窜流,固井质量优质,并获高产油流,有利于该区域油气资源的进一步生产开发。