油田固井堵漏技术研究进展

井漏是石油钻井过程中经常遇到的井下复杂问题,钻井过程中发生漏失的井或下套管过程中有漏失的井,固井质量都难以保证,科学的堵漏评价方法和堵漏材料的选择一直是行业的技术难题。本文基于模拟地层裂缝具有“呼吸效应”的原理,开发了动态裂缝堵漏评价仪,依据此评价方法开发了纤维堵漏材料和颗粒级配堵漏材料,通过实验评价,能够有效提高地层承压5MPa以上,现场应用300井次以上,堵漏有效率达95%以上。针对天然裂缝性漏失和现场漏失严重的情况,开发了一种凝胶堵漏水泥浆,通过室内实验评价,凝胶水泥浆流动性好,稠化时间可调,具备现场应用条件。     

中国海上固井堵漏技术应用及研究进展

井漏是指在石油钻井过程中经常遇到的井下复杂问题,钻井过程中发生漏失的井或下套管过程中有漏失的井,固井质量一般都难以保证,科学的堵漏评价方法和堵漏材料的选择一直是行业的技术难题。本文基于模拟地层裂缝具有“呼吸效应”的原理,开发了动态裂缝堵漏评价仪,依据此评价方法评价了纤维堵漏材料、颗粒级配堵漏材料以及化学类的凝胶堵漏材料B65SE。加入1%～3%BWOC的化学类的凝胶堵漏材料B65SE的水泥浆在南海东部多次使用,有效解决了窄压力窗口遭遇的固井漏失和裂缝性漏失等复杂井况。现场应用表明,加入了化学类的凝胶堵漏材料B65SE的水泥浆具备优良的防漏功能。     

丘东气井固井技术研究与应用

近年丘东气田由于地层漏失、层间压差大导致层间纵向及横向窜流等因素的影响,先后实验应用了常规固井、分级固井等多种固井工艺及水泥浆技术。但该气田固井质量一直比较差。通过对该气田储层物性、地层压力及地层水特性等方面的研究,2012年研究出新的水泥浆体系并且在丘东48、丘东50等井取得了很好的效果,大幅提高了固井质量。     

普光气田生产套管固井质量影响因素及解释方法

普光气田开发井地质情况和井身情况比较复杂,普遍采用了固井新技术、新工艺,声幅变密度法固井质量解释存在诸多困难。本文通过分析井斜、低密度水泥浆固井和快速地层等诸因素对测井资料的影响,研究普光气田的固井质量解释方法,确定了普光气田生产套管固井质量解释标准。     

储气库苏203-6-9H井?244.5mm套管固井技术

本文介绍了位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中部的苏203井区储气库的第一口完钻的试采试验井苏203-6-9H井的基本情况,分析了其盖层井段?244.5mm套管固井技术难点。针对该井的固井难点,提出了优化固井工艺、选用旋流套管扶正器、优选驱油去污前置液及三凝DRE膨胀韧性水泥浆体系水泥浆体系、使用前导低密度低黏切抗钙污染钻井液等技术对策,保证了?244.5mm套管的固井质量,盖层井段固井质量优质,优质率82%。对今后长庆地区储气库井的盖层固井施工具有一定的指导意义。     

优选大牛地技术套管防漏固井工艺技术

截止2015年9月底,大牛地固井过程中发生漏失井数目增加,固井返高和质量受到影响。通过统计分析,研究固井过程漏失原因、漏失特性,不断调整固井水泥浆体系和优化防漏固井工艺对于大牛地技术套管固井质量的提高有十分重要的意义。文章基于鄂北大牛地原有成熟的固井工艺方案,通过室内研究和现场实践成果不断调整,在目前面临漏失严重的形势下,最终优选出较有效提高技术套管质量的防漏固井工艺技术。     

一次上返全封固固井技术在延长气田中的应用

一次上返全封固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,消除了因使用分级箍而造成套管串承压能力降低及引发固井事故等问题。针对一次上返全封固注灰量大,水泥浆性能要求高,施工泵压大等难点。通过分析研究和大量试验,在搞清地层岩性及地层压力情况下,成功研制了低失水、稳定性好的低密度密度水泥浆体系和目的层使用的微膨胀防气侵水泥浆体系及相配套的现场施工固井工艺技术,在延长气田成功应用了11口井的现场施工,目的层段固井质量优质率100%,低密度段封固质量达到设计要求。由此在延长气田形成了一次上返全封固固井相配套的井口压力控制及防漏控制工艺技术,为延长气田全面推广一次上返全封固固井提供了有力的技术支撑。     

精准稠化技术在高温高压井负压力窗口套管固井的应用

中国南海莺歌海盆地东方17-2-1高温高压井钻遇了异常高压水层,地层孔隙压力达到2.02 g/cm³,距离高压水层上部仅160m处存在漏失压力仅为1.97 g/cm³的薄弱层,钻井液无法平衡地层压力,造成下溢上漏,井下建立动态平衡。经多次钻井液堵漏失败后,计划采取下入套管,强行进行固井。在负压力窗口和无法堵漏的情况下,固井采用“1.92 g/cm³低密度水泥浆+2.50 g/cm³高密度水泥浆”动态防漏水泥浆技术和挤注工艺,成功实现水泥浆返至上层管鞋以上400m,高压水层有效挤堵的作业目的。本技术对负压力窗口的固井具有借鉴意义。     

东胜气田裂缝性地层承压堵漏技术

东胜气田构造复杂、断裂发育、地层压力低,水平井钻完井过程中失返性漏失严重。通过对成像测井资料分析明确了主要漏失层刘家沟组-石千峰组为高角度裂缝性漏失。在对高角度裂缝漏失、堵漏机理分析的基础上,优选镶嵌屏蔽堵漏材料、优化堵漏工艺,形成了针对低压高角度裂缝性地层的承压堵漏技术。该技术现场应用4口井,成功率100%。     

胜利油田滩浅海裂缝型油藏固井技术

针对胜利油田滩浅海潜山油藏埋藏深、温度高、地层承压能力低、漏失风险大、尾管重叠段密封完整性差、临井长期反复酸压造成的钻井过程出酸等难题,改进完善了膨胀尾管悬挂器,密封组件采用氟橡胶与软金属结合,耐温达到250℃以上,密封压力>35MPa,有效保证了喇叭口的有效密封;优选不锈钢整体式弹性扶正器,有效避免了酸液对扶正器的破坏,保证小间隙工况尾管下入能力及套管居中程度;同时,基于紧密堆积理论,研发了1.35～1.45g/cm³具有防窜功能的耐高温高强低密度水泥浆体系,降低了漏失风险,提高了封固质量。在胜利油田ZG及CB区块成功应用,固井合格率100%,形成了适用于胜利油田的滩浅海裂缝型油藏固井技术。     

一种易漏层固井低密度水泥浆研发

在对国内外水泥浆体系发展现状调研的基础上,优选高性能材料形成新型复合减轻材料GJQ,通过系统的室内实验,筛选和确定了低密度水泥浆外加剂的种类及加量,最终研发出1.2～1.4 g/cm3的低密度水泥浆体系,实验研究表明,该体系可降低水泥浆液柱压力,具有一定防漏堵漏功能,有效解决地层承压低引起的固井水泥浆漏失造成的低返问题。     

延川南煤气层气固井低密度水泥浆技术研究

首此利用物理分级技术对粉煤灰开展物理改性,研制高性能低密度水泥浆体系,有效解决延川南易漏煤层气井固井难题。结合现场固井先导试验,确定延川南固井过程地层动态承压能力,确定低密度水泥浆密度范围;利用粉体颗粒分级技术,开展粉煤灰物理改性方法,优选合理粒径粉煤灰,开展低密度水泥浆体系研究。通过室内研究形成1.6g/cm~3水泥浆体系早期强度提高60%以上,各项性能满足API固井技术要求。通过现场26口井现场应用,固井质量合格率达到100%,水泥浆返高符合设计率100%,施工过程为发生漏失,有效提高延川南煤层气井固井技术难题。     

泡沫水泥浆固井技术在页岩气生产套管固井中应用研究

针对页岩气区块水平井固井漏失低和压裂后环空带压的技术难题,开展泡沫固井技术的应用研究,达到提高固井质量和实现长效密封的目的。结合平桥区块地层漏失特点及压裂后环空带压规律,采用平衡压力固井技术,设计分段式泡沫低密度水泥浆注结构,实现防漏和防气窜固井工艺设计;优化泡沫水泥浆体系,优选发泡剂和稳泡剂,提高体系中泡沫半衰期及高温稳定性,保障泡沫在浆体中原位高效分散;采用大尺寸水泥环密封能力评价装置模拟井下压裂施工压力变化,水泥环能够满足30段以上的分段压裂层间密封和长效密封要求;结合固井施工过程井下温度压力环境,设计泡沫水泥浆两段式注气方法及配套工艺,实现防漏防窜工艺,并在焦页198-1HF中的生产套管固井成功应用。泡沫水泥浆封固井段优质率达到98.2%,施工过程无漏失现象,压裂18段后未发生环空气窜,为页岩气井防漏防窜提供了新的技术方法和手段,具有良好的借鉴意义和推广价值。     

OXW纤维堵漏原理分析及室内实验研究

渗漏性地层和裂缝性地层固井施工时井漏导致水泥浆低返问题,一直是固井工程界研究的热点之一。针对这一问题,从提高水泥浆的堵漏能力方面入手进行研究,使用一种高强有机聚合物单丝短纤维OXW,将其加至水泥浆中可以防止固井时的水泥浆漏失。分析了OXW堵漏纤维的主要特性和堵漏原理,对加入OXW堵漏纤维的水泥浆分别进行了静态、动态承压能力,对水泥浆综合性能的影响进行了评价试验。研究表明,OXW堵漏纤维性能稳定,与水泥、外加剂以及水泥浆中各种外掺料有很好的相容性,可以在水泥浆中自由分散,显著改善水泥浆性能,并能在水泥石中长期存在。将不同尺寸的OXW堵漏纤维合理搭配加至水泥浆中使其有较高的承压能力,固井时能更有效的起到堵漏作用。     

顺北区块“漏、溢”同存小尾管控压固井技术研究

顺北区块储层以奥陶系碳酸盐岩缝洞型为主,地层稳定性差易漏失,储层深,井底压力大,油气上窜严重,存在溢流风险,属于典型“漏、溢”同存工况,这使得固井施工变得极为困难。为解决以上固井技术难题,探索采用全流程控压固井技术措施,经过精准模拟施工动态当量密度,获得控压参数,有效控制井底、井口压力保持动态平衡;优化套管居中度,模拟施工排量,提高顶替效率;采用双凝双密度防漏水泥浆体系,进一步防止水泥浆漏失。目前该技术已在顺北5-X井成功应用,该井固井质量良好。该技术为顺北区块窄密度窗口井段固井施工积累了经验,对该区块复杂井固井施工具有借鉴意义。     

鸭西长裸眼油层固井技术

鸭西区块位于鸭儿峡与青西柳沟庄的中间区块。该区块为玉门油田的重点勘探开发区域,因地层原因,多次出现盐水侵、井漏及卡钻等复杂事故,固井质量也不稳定。同时由于后期井下作业要进行酸化压裂,油层固井要求全井封固,封固井段都在4 300 m以上,地层的压力体系多变,在注替过程中井下易发生漏失,由于环空间隙小,施工过程泵压基本都在20MPa以上,增大固井施工的安全风险。为了保证施工安全及固井质量,针对性的对套管顺利下入、管串居中度、水泥浆的流变性开展室内研究、评价,从提高套管居中、改进注替参数、优化水泥浆性能等方面开展工作。最终形成玉门油田鸭西长裸眼油层固井配套技术。     

姬塬区块侧钻井固井水侵问题探讨及对策

长庆油田姬塬区块的洛河、直罗层位水系发育,固井水侵问题严重,上部水层水泥石胶结质量差,套管抗腐蚀能力弱。分析了地层水、地层温度、地层压力、水泥浆性能、固井工具等因素对区块侧钻井固井质量的影响,并针对性的引入油井抗分散絮凝剂多元聚合物BCY-100S和直连式尾管悬挂器,优化了水泥浆体系,改善了固井工艺,提升了水泥浆抗分散能力和固井工具可靠性,形成以两凝不分散水泥浆体系和直连式尾管悬挂器为核心的侧钻井固井技术。现场应用后有效解决了该区块水层固井质量问题。     

开窗侧钻小井眼、小间隙井固井应用技术

套管开窗侧钻是有效开发低生产井、重新利用报废井、提升产能增收创益的有效手段。由于受小井眼尺寸、环空间隙等因素的影响,在固井过程中通常导致水泥浆上返摩阻增加,环空当量密度变大,地层易被压漏,水泥浆漏失低返现象严重;此外还造成套管居中效果差,水泥浆窜槽现象频发,大幅增大了固井难度。从优选水泥浆体系与提高顶替效率着手,并采用紊流+塞流顶替技术、不留水泥塞技术、平衡压力固井技术,对环空压力进行控制计算,并对不同区块多口井进行现场应用,固井水平与质量得到明显改善。通过创新与实践应用旨在探索出一套提高侧钻小井眼固井质量的应用技术。     

新型复合纤维堵漏水泥浆体系的研究与应用

针对胜利油田河50区块的固井漏失问题,研究开发了出了一种新型复合纤维堵漏水泥浆体系,该体系优选了一种以有机聚合物为原料、对表面进行特殊工艺处理的高强有机聚合物单丝短纤维作为堵漏材料,在水泥浆中有很好的分散。当堵漏纤维水泥浆进入漏层时可形成“滤网结构”,增加水泥浆体的流动阻力,借助于水泥浆的水化胶凝作用和未水化固相颗粒的填充作用,达到堵漏和提高地层承压能力目的。     

低密高强水泥浆体系在绥中36-1油田的应用

绥中36-1油田属于衰竭油藏,长期的开采使地层压力系数降低,井下漏失问题一直是钻井和固井过程中的最大难题,为解决低压易漏井固井的难题,采用低密度高强度水泥浆体系固井。经现场应用表明,低密度高强度水泥浆通过合理调整外加剂的加量,水泥浆的稠化时间和其它性能可任意调节,在温度为40～90℃之间,密度为1.3～1.6g/cm3时,该水泥浆体系稳定,流变性能良好,抗压强度高,失水量低,游离液低,凝结成水泥石后体积不收缩,结构致密,渗透率低并有一定的防窜能力。该水泥浆有效地解决了低压易漏层油气井固井过程中的难点[1],保证了固井施工质量,固井合格率为100%。