太阳构造页岩气水平井固井技术研究与应用

太阳-大寨区块浅层页岩气水平井埋深浅、水垂比大、上部浅层气活跃,固井施工存在套管安全下入难度大、固井后早期气窜、固井质量差、对水泥浆性能要求高等难点。通过技术攻关与集成应用形成了以井眼清洁、漂浮下套管技术、高效冲洗液、早强抗盐防气窜韧性水泥浆体系、短候凝浆柱结构、调整钻井液性能等提高此区块水平井固井质量的关键性技术措施,现场应用9口井。现场应用表明:(1)浅层页岩气区块采用清洁井眼、漂浮下套管,优化管串结构,实现了套管安全顺利下到位。(2)配套的早强抗盐防气窜韧性水泥浆体系、优化浆柱结构,大压差预应力固井技术,解决了浅层气窜问题,大幅度提高了油层固井质量。(3)固井前调整钻井液性能,应用高效冲洗液,提高了固井时水泥浆的顶替效率。后期9口井固井质量合格,水平段优质率99%,现场效果明显,为浅层页岩气安全高效开发提供技术支撑。     

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。     

川西地区蓬莱镇组开发水平井固井难点及对策

川西地区蓬莱镇组气藏储量丰富,勘探开发前景巨大,因气藏为致密砂岩气藏,直井采收率低,采用水平井开发技术。针对前期水平井固井技术不成熟,固井质量较差,重点分析了蓬莱镇组水平井固井技术难点。提出应重视钻井与注水泥过程中的沉床岩屑的清除;旋流扶正器和双弓弹性扶正器交替组合使用,实现螺旋流顶替;在套管居中度得到保证的前提下,加大施工排量;合理使用固井液浆柱结构,优化水泥浆性能;使用膨胀水泥浆体系与防气窜水泥浆体系,减小水泥石的收缩率,增强水泥石的应力胶结;延缓水泥浆的"失重",提高其防气窜效果。通过在川西蓬莱镇组几口水平井固井中实践验证上述技术的综合应用是可行的。     

螺旋流顶替技术在川西水平井固井中的应用

川西沙溪庙组气藏储量丰富,因气藏为致密砂岩,直井采收率低.为此,针对前期水平井固井质量较差这一难题展开了专项研究.通过分析,提出了水平段使用双弓弹性扶正器和旋流扶正器交替组合来提高套管居中度,并在平衡地层压力的前提下尽可能地提高排量循环洗井,实现螺旋流顶替,提高旋流扶正器的导流效果;合理使用固井液浆柱结构,选用合适的水泥浆体系,优化水泥浆性能等措施来提高水平井固井质量.通过在川西沙溪庙组17口水平井固井中的实践验证,证明上述技术的综合应用是可行的.     

中原油田水平井固井技术

根据中原油田地质特征,结合国内外水平井固井技术发展状况,从优化钻井设计、井眼清洗、套管扶正居中、液体流态、冲洗隔离液及水泥浆性能方面提出了提高水平井顶替效率和固井质量的技术措施.通过4口井的实际应用,取得了较好的固井质量.     

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。     

井楼油田超浅层大位移水平井固井技术

为了满足井楼油田超浅层大位移水平井开发技术要求,对超浅层大位移水平井固井技术进行了科研攻关,对影响固井施工安全和固井质量的因素进行了详细分析和室内试验。现场应用表明,该技术较好地解决了套管入井困难、低温水泥浆体系筛选困难、套管在水平井段不易居中、水泥浆顶替效率低等难题,确保了固井施工安全和固井质量,该超浅层大位移水平井固井技术满足了井楼油田一、二区开发的需要。     

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。     

渤海大位移水平井固井关键技术研究及其应用

渤海地区的6口大位移水平井是在歧口17-2、秦皇岛32-6油田完成的,是国家863-820-09海底大位移井钻井技术研究项目的依托工程.该项目最大完钻井深度为4 690 m,最大水平位移为3 697 m,最大水垂比为21,最大方位扭转为68°.通过大位移水平井固井作业实践,摸索并总结出一套适用于渤海地区的大位移水平井固井作业的10项关键技术,即通井清洁井眼、调整泥浆性能、管柱合理居中、套管弯曲校核、倒装送入尾管、优化水泥浆配方、优化前置液的性能及注入量、提高泥浆顶替效率、注替动态套管漂浮、固井仿真软件的设计和模拟.实践表明,这10项关键技术,即通井清洁井眼、调整泥浆性能、管柱合理居中、套管弯曲校核、倒装送入尾管、优化水泥浆配方、优化前置液的性能及注入量、提高泥浆顶替效率、注替动态套管漂浮、固井仿真软件的设计和模拟.实践表明,这10项关键技术对保证大位移水平井固井作业质量起了重要的作用.该项目的成功为今后大位移水平井固井作业提供了经验.     

重力效应对煤层气水平井固井顶替的影响研究

水平井技术是高效开发煤层气资源的重要方式,受水平段套管自重和下套管工艺的影响,水平段环空偏心问题严重,固井质量难以保证,严重影响了煤层气水平井后期的压裂、排水采气等工序。针对水平井偏心环空注水泥顶替时的偏心特点和重力效应,基于Level Set理论建立了水平井固井注水泥顶替界面控制模型,采用数值方法对模型进行了求解,分析了重力效应对顶替界面形态变化的影响,为水平井固井注水泥设计提供了理论支撑。研究结果表明,水平井偏心环空注水泥时存在着严重的上部指进、下部滞流现象,随着顶替时间的增加,指进高度增大;重力效应能够降低偏心效应引起的指进现象,水泥浆与前置液的相对密度越大,偏心效应引起的指进现象越不明显;但对于煤层气储层来说,水泥浆密度过大容易导致煤层伤害,仅仅依靠提高水泥浆密度无法实现稳定顶替,还需要通过水泥浆流变性的调整实现。     

川西长裸眼水平井下尾管循环解阻关键技术

为解决川西长裸眼水平井中尾管下入遇阻和不易下到设计位置的问题,从提高尾管固井工具可靠性和尾管固井管串组合通过性等方面入手,优化了尾管固井管串组合,并选用压力平衡式尾管悬挂器、整体式弹性扶正器和弹浮式浮箍等关键工具,制定了降低尾管下入遇阻概率和提高解阻成功率的技术措施,形成了适用于长裸眼水平井的下尾管中途大排量循环解阻技术。压力平衡式尾管悬挂器能消除循环憋堵或异常高压导致尾管悬挂器提前坐挂的风险;整体式弹性扶正器最小复位力约为常规单弓弹性扶正器的2倍,可提高套管居中度;弹浮式浮箍能解决常规弹簧式浮箍大排量长时间循环弹簧疲劳失效和回压阀冲蚀密封失效的问题。长裸眼水平井下尾管中途大排量循环解阻用技术在川西50口中浅层水平井进行了应用,解决了尾管下入遇阻和下不到设计位置的问题,尾管到位率达到了98%。研究结果表明,长裸眼水平井下尾管中途循环解阻技术可以解决川西长裸眼水平井尾管下入存在的问题。      

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。     

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。     

四川盆地页岩气水平井分段压裂技术系列国产化研究及应用

随着四川盆地页岩气勘探开发的持续深入,实施水平井分段压裂改造已成为页岩气这种非常规气藏有效开发的必要手段。针对四川长宁—威远国家级页岩气示范区水平井储层特点,结合套管固井完井方式,通过开展自主攻关与现场试验,在页岩气水平井压裂改造方面逐步形成了一套完整的技术系列,包括:新型复合桥塞分段工具、高效降阻滑溜水体系、优化分段设计技术、体积压裂工艺、连续油管钻磨技术、连续混配、连续供砂、连续作业技术、返排液重复利用技术等,从而实现了页岩气水平井储层改造的最优化体积和效果。应用结果表明:自主研发的页岩气水平井复合桥塞优化分段、滑溜水体积压裂工艺及工程配套技术,能够有效提高工程时效和增加井口产能,为页岩气水平井规模效益开发提供了技术保障,为下一步四川盆地页岩气工厂化压裂的实施提供了技术支撑。     

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。     

高压气井固井技术研讨

高压气井固井中易发生管内外窜槽,难度较大,严重影响封固质量,进而影响分隔油气水层,不能实施分层测试及开采。文章介绍高压气井固井的特点及四川采用平衡压力固井的基本思路,并结合四川的情况,较系统地介绍分级、尾管、 多凝、防窜等固井工艺技术。     

川西地区超深井注水泥塞技术实践

近年来中石油西南油气田在川西地区部署的井井深大多超过7 000ｍ。进入深部地层后,井漏、垮塌等钻井复杂情况越来越多,实践发现对复杂井段进行注水泥塞作业,通过堵漏、补壁、承压等作业,效果良好。但在深部复杂井段进行注水泥塞作业存在较大的技术难点和较高的施工风险。文章从深井复杂井段注水泥塞作业技术难点及风险、关键配套技术、组织管理等方面进行了研究,形成了一套应对高温高压超深井中的小井眼复杂井段的注水泥塞施工作业的技术工艺。该套技术工艺在中石油川西地区双鱼石构造ST6井进行了现场试验,获得成功,为同类型的井处理类似复杂提供技术参考。     

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四川地区的固井技术主要是针对碳酸盐岩裂缝性气藏表面的压力层系多,各层压力系数相差大;地层压力高、含硫化氢高,井深等地质特点而进行的。经几十年的努力,形成了具有特色且行之有效的复杂地质条件下的防气窜、施工设计、注水泥工艺、水泥浆外加剂及试验方法、地面施工技术等,解决了一系列的生产技术难题,推动了四川固井技术进步。文章介绍了四川地区深井固井中常见的低压漏失井、高压气井和固井工艺及相关的配套技术。以及泥     

六十年代四川盆地大斜度定向井技术与经验

六十年代在找国四川盆地进行了大规模的大斜度定向井科技攻关,其中包括水平井、大斜度多底井、储层内的大水平位移的取心多底井和连续取心单斜井共20多口的科技攻关.这次科技攻关中,在短期内成功地研(改)制了几十种钻井、取心、测井、固井和完井的地面设备,井下工具和仪器,提洪了必要的技术手段;创造了多种类型大斜度定向井的成套工艺技长,其主要项目指标均达到当时的世界先进永平.