页岩气井固井套管居中与下入能力研究

在对井筒内管柱受力状态进行科学分析的基础上,建立了长水平段和造斜段套管居中度分析模型,对扶正器的选择和安放间距进行了设计。采用有限元法对FYHFl井及MYHFl井扶正器选择方案和下入方案现场应用效果进行分析,分析结果表明,在井况许可的条件下,水平段应采用API标准扶正器,且每根套管加装1只扶正器,以保证套管的居中度和固井质量;选择合适的扶正器、设置合理的间距能有效减小套管下入阻力,同时明显增强套管串刚度;套管居中度对采用油基钻井液的页岩气水平井固井质量影响明显,套管居中度应该控制在67%以上,并严格控制套管贴边,以免影响水泥环均匀性和压裂效果。     

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     

彭页HF-1页岩气井水平段固井技术

为了提高页岩气水平井固井质量,满足分段压裂需求,对彭水地区海相页岩气水平井固井技术进行了研究。针对彭页HF-1井固井技术难点,开展了以通井数据为基础的水平井套管下入数值模拟分析,优选了扶正器类型和扶正器安放间距, 针对该井部分井段地层漏失特性,采用"应力笼"理论开展承压堵漏作业,并优选合适的高效驱油冲洗液和隔离液及水泥浆,满足界面润湿反转和驱油要求。通过数值模拟分析,设计的弹性水泥浆弹性模量6.5~8.5 GPa,扶正器端面居中度达到67%,水平段固井质量能够满足压裂的需求。CBL测井结果表明,彭页HF-1井水平段固井优良率78.4%,质量合格,压裂过程未发现层间窜现象。该技术对海相页岩气井固井有一定的借鉴意义,但需要进一步研究其适应性。      

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。     

页岩气水平井固井工具配套技术

为满足页岩气水平井固井作业特殊需要,针对页岩气水平井套管下入困难、水平井眼套管居中度差以及高压固井套管浮箍浮鞋关闭不严等问题,研制了专用的套管安全下入引导工具、水平井专用套管扶正器以及井底关闭专用工具。详细描述了这些固井工具的结构原理和性能特点,给出了其技术参数和适用范围。结合涪陵页岩气水平井实际情况进行了固井工具配套技术研究,介绍了专用固井工具的现场应用情况。现场应用结果表明,所开发的专用固井工具能够满足涪陵页岩气水平井固井施工的需要,建议根据不同井况推广使用。页岩气水平井固井工具的研制成功对于确保固井质量和满足页岩气开发的需要具有积极的意义。     

吉木萨尔页岩油水平井JHW00421井钻完井关键技术

JHW00421井是吉木萨尔油田第1口超长水平段页岩油水平井,设计水平段长度3 027 m,面临钻进摩阻及扭矩大、井壁易失稳、井眼轨迹控制难度大、井眼清洁难度大、油层套管下入困难等诸多钻井难题。为攻克以上技术难题,开展了以下技术研究和现场实践:优化井身结构并将?244.5 mm技术套管下至A靶点以实现水平段专打;采用旋转导向工具对水平段轨迹进行精准控制并减小井眼曲折度;采用油水比85∶15的油基钻井液,降低长水平段井壁失稳风险、钻井管柱与井壁摩阻系数;基于水平井井筒清洁"传输带"理论,制定详细的井筒清洁技术方案以确保井筒"干净";优选套管柱摩阻计算模型并合理选取摩阻系数,准确预测套管柱下入能力并优选下套管方案;采用多扶正器通井钻具组合、优化套管扶正器类型及安放位置以降低下套管阻力;采用油基冲洗型隔离液并优选注水泥参数来提高水平段固井质量。该井完钻井深5 830 m,实际完成水平段长度达3 100 m,水平段固井质量测井解释为优质,对今后同类超长水平段水平井设计和施工有借鉴和指导作用。     

页岩气水平井固井技术难点与对策浅析

有效封固页岩产层,避免气体窜漏和稳定气井产量,是页岩气水平井固井的难题。在分析总结页岩地层特征、钻井施工条件及后期完井工艺特点的基础上,指出页岩气水平井固井技术难点主要集中在井壁的稳定性较差、套管安全下入难度大、套管居中度不高、油基钻井液驱替及界面清洗困难、顶替效率不高、后期大型压裂对水泥石性能要求高等方面。针对这些难点,从有效通井、扶正器合理安放保证套管居中、高效前置液技术、采用塑性水泥浆体系等几个方面提出了提高页岩气水平井固井质量的技术对策,为今后页岩气水平井固井提供借鉴。现场应用表明,该配套技术提高了水泥环的封固质量。     

陆相页岩气水平井固井技术——以延长石油延安国家级陆相页岩气示范区为例

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的上三叠统延长组及下二叠统山西组具有良好的页岩气成藏条件,陕西延长石油(集团)有限责任公司采用水平井分段压裂技术对该区页岩气进行开发。针对水平井固井过程中存在的油基钻井液清洗困难、长水平段套管难以居中、固井过程中易发生漏失、水平井及分段压裂对水泥环要求高、长封固段固井附件易失效等技术难题,开展了相关技术研究,获得了解决上述问题的技术措施:1在该示范区通过采用清油型前置液多级冲洗工艺,有效地冲洗界面残留油膜,提高油基钻井液冲洗效率;2新研制的水平井专用扶正器能有效降低管柱下入摩擦阻力,保证套管的居中度;3通过提高地层承压能力、优化浆柱结构实现平衡压力固井;4优选韧性材料提高水泥环的耐冲击能力,较好地满足了页岩气水平井分段压裂工艺对水泥石性能的要求;5研制的高性能固井附件,保证了长封固段水平井施工安全。所获成果已在该示范区的4口页岩气水平井中进行了应用,固井一次成功率达100%,固井质量优良率达100%,取得了良好的固井效果。     

Centek新型整体式弹性扶正器在长宁区块的应用

四川长宁页岩气丛式水平井段长1 200～2 800 m,页岩储层井壁稳定性差,井眼极不规则,平均井眼扩大率为8.85%,最大达34.32%,给水平段套管下入和提高固井质量带来了巨大挑战。该区域约80%～90%水平井套管下入困难,水平段平均固井质量优质率低,严重影响后期储层压裂改造效果。针对长宁页岩气水平井固井难题,通过对比分析各种类型扶正器优缺点,优选出Centek新型整体式弹性扶正器,该扶正器采用先进制造工艺和淬火技术,并在制造材料中添加稀有元素硼,使得其复位力较API标准提高了10%,摩阻系数较锌合金、铝合金及聚合物材料扶正器减小1.4～3.93倍,现场试验表明,套管下入时间较邻井缩短38.4%,水平段固井质量优质率由85.2%提高至99.19%,取得了显著应用效果。由此可见,Cenkek新型整体式弹性扶正器对复杂地层长水平段固井具有较好适应性,降低了套管下入风险,提高了固井质量,具有较好参考和借鉴价值。     

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。     

液压扶正器在胜利油田非常规油井固井中的应用

为提高胜利油田非常规油气区块水平井水平段的固井质量和压裂效果,针对该类水平井水平段应用常规刚性扶正器时套管下入困难、居中差等问题,研制开发了内置滑套式、易下入、能撑开防止退、扶正力强且满足非常规油气区块高压压裂的φ139.7 mm液压扶正器。采用双级球座+液压扶正器套管组合、投球胀封的方式,同时对液压扶正器管串的下入摩阻、固井质量进行了分析。该液压扶正器在胜利油田非常规油气区块进行了现场应用,结果表明,带液压扶正器完井管串的下入摩阻小于带刚性扶正器完井管串的下入摩阻,提高了水平段的固井质量,可为非常规油气井固井提供技术支持。      

南页1HF页岩气水平井固井技术

页岩气藏具有储层物性差、孔隙度和渗透率低等特点,为提高页岩气水平井固井质量,满足分段压裂要求,对南川地区页岩气水平井固井技术进行了研究。针对南页1HF井固井技术难点,开展了水平井套管下入数值模拟分析,扶正器类型优选及安放间距优化,应用了SCW驱油前置液体系、SFP弹性水泥浆体系等技术,为今后提高页岩气水平井固井质量积累了经验。     

复合套管固井在川西水平井中的应用

针对水平井固井套管下入、居中、清除岩屑床、水泥浆失水及析水等问题,提出在水平段采用筛管、管外封隔器、复合套管固井技术,在川西JS 8H井复合套管固井应用中,较好地解决了水平段以上井段因重力作用,套管紧贴井眼下侧而形成窄环空,导致在注替水泥浆过程中井眼下侧的滤饼及钻井液顶替效率较低,易形成窜槽,影响固井质量等难题。同时还满足了完井、储层保护等的要求。该固井技术在川西水平井中的成功应用,为今后类似的水平井完井方式提供了可借鉴的经验。     

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。     

吉木萨尔页岩油超长水平段水平井安全高效下套管技术

吉木萨尔油田属于典型的页岩油油藏,采用"水平井+体积压裂"开发方式。为了探索页岩油产能建设新模式,2019年在该油田开展了超长水平段水平井试验。其中,JHW00421井水平段长3 100.0 m,刷新了多项非常规油气水平井钻井纪录。为了降低超长水平段下套管难度和风险,对下套管技术方案做了诸多优化,主要包括套管柱下入能力预测分析、通井钻具组合设计、井筒清洁参数优选、套管扶正器选型与使用等。研究与实践表明,采用多扶正器通井钻具组合、较高的钻井液排量和钻柱转速能够提高通井和井筒清洁效果,为安全高效下套管创造条件;采用滚轮扶正器、整体式弹性扶正器并优化安装位置,能够有效降低长水平段下套管阻力。此外,若常规下套管技术难以满足要求时,建议采用漂浮下套管技术,慎用或不用"上提下冲操作"。该研究成果能够为超长水平段水平井钻完井设计与施工提供参考。     

页岩气水平井固井技术研究进展

页岩气勘探开发在中国刚起步,目前中国研究多集中在地质和钻井技术,对固井技术涉及较少.为促进页岩气水平井固井技术的研究和发展,在分析总结页岩气储层特征和钻完井工艺特点的基础上,分析指出了页岩气水平井固井技术难点主要集中在油基钻井液置换及界面清洗困难、顶替效率不高、管串安全下入难度大、固井过程中的井漏、固井后早期气窜、对水泥浆和水泥石性能要求高等方面,综述了国内外油基钻井液用前置液技术、页岩气水平井固井水泥浆体系、页岩气水平井固井工艺的研究现状,探讨了目前研究存在的不足.提出了以高效井筒清洗技术、提高套管居中度技术、套管安全下入技术、水泥浆和水泥石性能设计、固井防漏技术、固井压裂一体化设计技术为核心的页岩气水平井固井技术对策.     

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。     

页岩气水平井固井技术难点分析与对策

页岩气储层多为低孔低渗,需要采取压裂等增产措施沟通天然裂缝,所以对固井质量的要求很高。对页岩气水平井固井面临的套管下入与居中度、油基钻井液有效驱替和大型压裂对固井胶结质量的影响等技术难题进行深入分析,从有效通井、套管居中、套管漂浮固井技术、高效洗油冲洗液、采用弹韧性水泥浆体系等几个方面提出了提高页岩气水平井固井质量的技术对策,为今后页岩气水平井固井提供借鉴。中图分类号:文献标识码:A     

冀东油田水平井固井技术

提高水平井固井质量以适应油田进一步勘探开发的要求是钻井工程研究的一项重要课题,分析了水平井固井存在的套管安全下入、替净、自由水、泥浆混油、套管居中、井眼条件等技术难点,对水泥浆和前置液体系、套管的安全下入、套管居中等技术进行了研究,通过优选水泥浆和前置液体系解决了替净、自由水、泥浆混油问题;对套管下入的理论校核和现场模拟解决了套管的安全下入问题;对扶正器的合理选型和科学加入解决了套管居中问题,通过采用合理的技术措施提高了冀东油田水平井的固井质量,在现场实践中取得了显著效果,形成了系统、成熟的水平井固井技术,对冀东油田水平井固井质量的提高具有重要的指导作用.     

川西沙溪庙组高压气藏水平井固井技术

川西沙溪庙组中浅层气藏为致密砂岩气藏,直井采收率低,而井网密集,增产措施困难,采用水平井分段压裂技术可提高裂缝钻遇率和致密砂岩气藏采出范围。该构造水平井套管下入难度大、 套管居中度低、沙溪庙组钻井液密度高! 固井难度大。为此,通过合理的扶正器选型与安放设计、优选前置液组合、优化固井液流变参数等技术措施,2013年在川西完成沙溪庙组高压水平井固井25口,其中优质井15口、良好井8口、合格井2口,沙溪庙组高压水平气井固井质量优良率达到92%,固井质量满足了后期作业的要求。