水平井固井试验研究

本项目建立了一套全尺寸水平井及大斜度井注水泥模拟试验装置和一套大斜度井注水泥的小尺寸模拟装置，并进行了大量实验，对水平井注水泥的顶替机理、主要影响因素及影响规律进行了研究，提出了在水平井或大斜度井中要提高注水泥顶替效率应注意的问题和应采取的措施。研究表明，在水平井或大斜度井中钻屑床、偏心度、顶替流态、顶替液与钻井液密度差及流变性能是影响注水泥顶替效率的主要因素，而采用旋流注水泥将有助于提高顶替效率     

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。     

长宁-威远页岩气示范区水平井固井技术

四川盆地长宁-威远页岩气示范区油层套管固井时,由于井眼不规则,水平段长,水泥浆与油基钻井液兼容性差,钻井液密度高、黏切大,难以实现高效顶替,而且后期大型改造易造成套管变形、环空气窜等现象。针对以上难点,通过室内与现场试验探索,形成了一套页岩气水平井固井技术,从而提高了页岩气水平井的顶替效率和体积压裂下的井筒密封性,为下一步页岩气水平井固井提供了有益的借鉴。     

卫2—25水平井固井技术

卫2-25井是中原油田钻成的第一口水平井,斜深3281.36m,垂深2746.50m,水平位移946.11m,最大井斜99.11°,为我国目前最深的一口水平井。通过提高顶替效率、优化水泥浆设计等措施,使固井质量达到了优质。该井的固井成功,为今后水平井固井提供了重要的参考依据。     

非常规油气水平井湿鞋固井首段压裂新工艺

国内非常规油气水平井分段压裂工艺首段压裂时一般采用连续油管射孔、爬行器输送射孔和趾端滑套打压3种方法来建立井筒与地层的连通,这3种方法虽然基本满足了国内目前井深条件下首段压裂改造需求,但是存在工序复杂、效率低、操作成本高、施工风险大等问题,为此,提出了一种新型首段压裂工艺。该工艺充分利用湿鞋固井(WETSHOE)技术特点,通过高性能浮箍、浮鞋和特制胶塞等固井工具实现井眼底部不留水泥,在保证井筒安全的前提下建立管鞋与地层的连通,首段压裂即可采用“泵送”桥塞和射孔枪,从而实现全井段“泵送”的一致性,提高了压裂施工效率,降低了成本。该技术在北美非常规油气田广泛应用,单井可节约成本约30万美元,首段压裂成功率提高到98%以上,压裂效率显著提升。     

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。     

东海残雪油田水平井尾管固井工艺技术研究

CX-A10H是东海残雪油田为开发底水发育气藏、试验尾管固井、结合定向射孔完井工艺的首口开发调整井,良好的固井质量是实现水平井长期高效开发的基础保障。在分析水平井固井对水泥浆综合性能、工具附件技术要求以及顶替效率低、压稳防窜难度大等技术难点基础上,通过开发双凝非渗透防窜水泥浆、优化提高顶替效率和细化分时段压稳防窜等关键技术,完善旋转尾管悬挂器、钻井液性能调整、不留上塞以及重叠段无水泥和回压凡尔失灵补救预案等配套技术,形成了一套适用于东海残雪油田水平井尾管固井的工艺技术。经CX-A10H井现场应用试验,固井质量良好,为后续同类固井工程作业提供技术储备。     

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。     

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。     

水平井脉冲柱塞加砂新技术在中江气田的应用

常规压裂工艺由于压裂液残渣、支撑剂破碎和嵌入、细小颗粒运移等使支撑剂填充层导流能力受损,常规工艺导流能力难以突破假定无任何伤害的理论最大值。从理论分析入手,渗透率实验研究结果表明,脉冲柱塞加砂新技术形成的开放性渗流通道其渗透率和导流能力是对应的支撑剂均匀铺置方式的3~8倍及4~9倍,PT软件和创新物模实验模拟了裂缝铺砂剖面和开放性渗透通道形成的过程;新工艺现场实施主要涉及射孔完井方案的优化、压裂液体系的优化、脉冲柱塞加砂泵注程序的设计、纤维加入配套技术等方面,总体来说实施方便可靠。中江气田4口新工艺应用水平井与4口常规水平井对比结果表明,在平均单段液量基本相当,平均加砂规模减少21.6%的情况下,平均单井测试产量提升31.4%,5个月累产增加率23.2%,平均稳产指数提高率34.3%。新工艺取得降本与增产的双重效果,在川西致密砂岩水平井中具有推广应用的前景。     

非常规油气水平井地质导向方法探讨

水平井技术在非常规油气勘探开发中发挥着重要的作用,但非常规油气水平井的水平井段长、井网控制程度低、轨迹要求平滑的特点给地质导向带来较大的困难。文章分别论述了地质导向设计编制、入窗前轨迹调整和水平段导向三个阶段的主要研究工作,并在此基础上,探讨了A靶深度的确定、水平段方位伽马和成像导向的技术方法,这些方法在泌页HF1井中取得了较好的应用效果。     

彭水区块页岩气水平井固井技术研究与应用

为了提高页岩气水平井固井质量,满足分段压裂需求,结合彭水区块固井技术特点,对水泥浆体系和固井工艺进行了研究。针对页岩气压裂需求,研究固井技术对策,并开展数值模拟,分析了压裂过程水泥石受力状态,形成降低弹性模量和提高水泥石抗拉强度的改性要求。利用力学分析结论,优选SFP弹塑性水泥浆体系,弹性模量降低50%,抗拉强度提高50%,满足分段压裂水泥石力学性能要求。为提高顶替效率,优选弹性扶正器及安放方案,利用高效溶剂型冲洗液体系和冲洗技术,以提高固井质量。水泥浆体系和工艺技术在彭水区块4口井开展应用,目的层固井质量胶结中等达到96%以上,压裂施工过程未见层间窜现象。     

鄂尔多斯盆地致密气水平井固井水泥浆优化及应用

在固井过程中,水泥浆性能不稳定,影响了固井质量.利用试验的方法,研究分散剂、防气窜剂、缓凝剂、促凝剂加量对水泥浆体系的影响,确定了最优的领浆配方:G级水泥+现场水+0.5％分散剂+0.5％防气窜剂+2.25％降失水剂+1.0％早强剂+0.12％缓凝剂+0.2％消泡剂+2％增韧纤维FIB;尾浆配方为:G级水泥+现场水+0.5％分散剂+0.75％防气窜剂+2.25％降失水剂+1.0％早强剂+2.0％促凝剂+0.2％消泡剂+2％增韧纤维FIB.现场作业表明,优化后的固井水泥浆可以有效解决目前存在的问题,提高固井质量.     

高庙气田砂岩气藏水平井分段压裂技术研究与应用

川西地区高庙气田沙一气藏储层低渗致密,受窄河道控制,井位部署空间受限,水平井压后返排时间长,返排率通常较低。为高效经济地开采储量,通过川西地区近几年的水平井压裂实践,研究应用了裂缝参数优化技术+脉冲式柱塞加砂技术+超低密度支撑剂+K344封隔器的组合技术。通过裂缝参数优化技术分析合理的裂缝间距和裂缝导流能力,采用脉冲式柱塞加砂技术和超低密度支撑剂可形成更加有效的裂缝支撑剖面,应用K344封隔器分段压裂增加返排通道,以降低对储层的伤害。该组合技术在沙一气藏进行了两口水平井的先导性试验,施工成功率100%,24小时内返排率均达到60%以上,增产效果显著。     

玛湖致密油藏水平井双井同步压裂技术

为了进一步提高压裂效率,降低压裂成本,在玛湖四井平台进行了双井同步压裂试验,即采用1套压裂车组对4口井及以上的多井平台中的2口井同时进行压裂作业。与同区块相同水马力传统拉链式压裂施工相比,双井同步压裂完井时间缩短45%,日均施工效率提高70%,但由于地质因素、工程因素和设备因素造成双井同步压裂施工不能同步,每段仅两簇的射孔设计导致孔眼堵塞引发施工压力突升,桥塞失封和移位造成施工压力突降。对目前存在问题分析后指出双井同步压裂实施还需在布井及钻井规划、核心设备升级和射孔方案优化等方面进一步攻关,形成适用于国内非常规油气田开发的双井同步压裂技术模板。     

利用水平井分层系开发稠油厚油藏研究与应用

渤海JX油田5井区储层为典型的陡坡带三角洲沉积,储层单层厚度大且油层内部有相对稳定的隔夹层分布,原油为稠油。针对该区块厚层稠油油藏特点,提出了利用水平井分层系开发的新思路,实施后取得了较好的开发效果,水平井单井产能约为常规定向井产能的3～6倍。     

页岩气水平井固井质量对套管损坏的影响

四川盆地西南部长宁—威远国家级页岩气示范区采用水平井方式开发页岩气藏,部分井由于套管损坏导致压裂过程中不能顺利下入桥塞、连续油管不能顺利钻磨桥塞等问题,甚至部分井段被迫放弃压裂作业,直接影响了气井产量的提高。为此,以WH1井为例,在分析该井压裂过程中套管损坏问题的基础上,认识到固井质量差是该井套管损坏的主要原因。然后,应用ABAQUS有限元软件,结合现场实际参数建立模型,对水泥环窜槽缺失、套管偏心和井径变化等3种固井质量差的形式,进行了数值计算,得出了固井质量对套管应力的影响规律:①水泥环缺失时会在套管内壁上产生较严重的应力集中,且套管应力随缺失角度的增加而增加;②套管偏心和水泥环缺失同时作用会极大增加套管应力,甚至达到套管屈服值;③井径变化对套管应力影响较小。该研究成果可对今后页岩气开发提供有益的指导作用。     

井楼油田特浅层稠油水平井生产特征研究

通过对井楼油田一区特浅层稠油油藏热采水平井吞吐生产特征研究,找出了影响水平井开发效果的主要影响因素,研究并优化了热采水平井合理的注采参数和措施,包括优化注采方式和注汽密度、采用挤压充填防砂工艺,采用井筒隔热+氮气注汽技术及汽窜治理技术等,这些技术的应用有效改善了水平井的开发效果,具有较好的经济效益。