双级箍固井技术在固2井盐膏层中的应用

固2井的盐膏层纯度高,蠕动能力强,钻进过程中出现憋跳钻、接单根挂卡、起下钻遇阻、遇卡等各种复杂情况,盐膏层蠕变和挤压也会造成套管下入困难,甚至挤毁套管,因此含膏盐层段的固井质量是下一步作业和完井的关键。通过分析该井存在的固井难点,进行了固井套管串结构、水泥浆液柱结构优化及双级箍选型,应用性能优良的盐水水泥浆体系。提高了盐膏层段固井质量。     

FW—10水泥外加剂在局部双层组合套管固井中的应用

华北油田荆丘地区晋45断块在2750～3000m存在膏盐层段导致套管变形损坏,在该地区采用了双层组合套管固井技术并取得成功。FW—10水泥外加剂具有降析水、早强增强、改善流变性能,以及一定的缓凝作用等特性,使水泥浆在双层间易于流动,提高固井质量,保证了注水泥施工的正常进行。     

束鹿荆丘构造膏盐层双层套管固井技术与应用

针对束鹿荆丘构造带因膏盐层蠕变、套管挤毁油井报废问题,经过研究与实践,使用双层套管固井技术较好地解决因膏盐层蠕变造成的挤毁套管难题。通过对冲洗隔离液、水泥浆体系研究,采用层流顶替技术保证水泥环的完整性,实现全封固段良好封固,确保施工安全及固井质量,为后期开采创造有利的条件。     

塔里木盆地玉科区块超深井膏盐层套管损坏机理与防治措施

塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起哈得逊鼻状隆起东翼的玉科区块超深井在钻井过程中出现了严重的膏盐层段套管损坏问题,导致卡钻频发甚至被迫回填侧钻,极大地影响了该区块新井的顺利钻进和后续油气开发进程,造成了较大的损失。为此,在分析该地区几口套管损坏井现状的基础上,利用GMI和WELLCAT等软件对造成套管损坏的地质因素和工程因素进行了分析,初步地揭示了该地区膏盐层段套管损坏的机理,认为膏盐层蠕变引发的非均匀载荷因素和膏盐层段套管不居中、水泥浆顶替效率差等固井质量因素是导致套管损坏的主要原因。进而提出了在盐层厚度大于40 m的地区一系列预防套管损坏措施：①井身结构优化调整为四开井身结构;②调整钻井液性能,推荐使用饱和盐水钻井液或油基钻井液,并将盐层段钻井液密度上限提高至1.70 g/cm3;③提高固井质量,形成规则井眼,增大套管与地层的环空间隙,适当增加泵排量,提高顶替效率。     

塔里木盆地玉科区块超深井膏盐层段套管损坏机理与防治措施

塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起哈得逊鼻状隆起东翼的玉科区块超深井在钻井过程中出现了严重的膏盐层段套管损坏问题,导致卡钻频发甚至被迫回填侧钻,极大地影响了该区块新井的顺利钻进和后续油气开发进程,造成了较大的损失。为此,在分析该地区几口套管损坏井现状的基础上,利用GMI和WELLCAT等软件对造成套管损坏的地质因素和工程因素进行了分析,初步地揭示了该地区膏盐层段套管损坏的机理,认为膏盐层蠕变引发的非均匀载荷因素和膏盐层段套管不居中、水泥浆顶替效率差等固井质量因素是导致套管损坏的主要原因。进而提出了在盐层厚度大于40 m的地区一系列预防套管损坏措施:(1)井身结构优化调整为四开井身结构;(2)调整钻井液性能,推荐使用饱和盐水钻井液或油基钻井液,并将盐层段钻井液密度上限提高至1.70 g/cm~3;(3)提高固井质量,形成规则井眼,增大套管与地层的环空间隙,适当增加泵排量,提高顶替效率。     

抗盐水泥浆外加剂的研制与应用

膏盐层固井质量较差,套管损坏现象较为严重,大多与水泥浆胶结不良有关,介绍了一种新型抗盐水泥浆外加剂的室内试验情况,在江汉油田两口井的应用表明,该外加剂能有效提高膏盐层固井质量,值得推广应用。     

膏盐层固井水泥浆技术

使用常规水泥浆固膏盐层,由于水泥石与地层胶结质量差,易造成层间窜流,膏盐层水化而引起地层蠕变,产生巨大的地层应力使套管变形,甚至发生套管挤毁或错断,缩短油气井使用寿命.华北石油田钻井工艺研究院研制出了抗盐系列Ⅲ型(ZJ-3、ZK-3、ZH-3)和Ⅳ型(ZJ-4、ZK-4、ZH-4)油井水泥外加剂,并开发出了相应的抗盐水泥浆体系.Ⅲ、Ⅳ系列油井水泥外加剂具有优良的抗盐性能,ZJ-3能抗18%的盐水、ZJ-4能抗26%的盐水;可有效地降低水泥浆失水量至50mL,并具有稳定的缓凝作用,缓凝剂加量和稠化时间的线性关系优良,稠化阶段过渡时间曲线呈直角;该外加剂能满足1000～6000 m、井温为50～160℃的各种类型、各种水质的油气井固井施工.该抗盐水泥浆体系已在华北油田推广使用,固井质量全部优质,其中家59井膏盐层固井获明星工程奖,该井现已生产运行1年以上没有发生问题.     

地下储气库盐穴及盐层固井技术

分析了西气东输地下储气库盐穴及盐层固井存在盐穴无井底、盐层固井、井底温度较高、井眼尺寸大、水泥石长期胶结性能要求高等固井技术难点,采用打水泥塞建立人工井底、半饱和盐水水泥浆体系、提高大井眼顶替效率等技术措施,解决了采卤井老井改造固井技术难题,实现了无井底盐穴固井,通过改进欠饱和盐水水泥浆性能,提高了新腔钻井的盐膏层固井质量。在江苏金坛盐矿完成的6口储气库盐穴固井和8口新腔钻井固井作业表明,该固井技术适合储气库盐穴盐层固井的需要,可以提高固井质量。     

LG37井φ177.8mm×φ193.7mm复合尾管悬挂固井技术

LG37井在四开钻进过程中钻遇漏失层、大段膏盐层、高压盐水层,井下条件十分复杂。现场决定四开钻至5900m中途完钻,下φ177.8mm×φ193.7mm复合尾管固井。采用一级三凝加砂、防窜、防漏、抗盐加重水泥浆体系,该体系具有良好的控制失水和防漏失、防窜性能;采用一次注水泥至设计返高,下入特殊厚壁高抗挤、抗硫的φ193.7mm套管至膏盐层段,在盐水层位下入管外封隔器等工艺,圆满完成了作业。该井复合尾管悬挂固井的成功经验可为同类复杂井固井施工提供借监。     

注采井长封固段固井技术的研究与应用

油田区域的长期开采造成了地层下部压力明显低于上部,给注采井固井,特别是长封固段注采井固井带来许多困难.试验研究表明,适应于长封固段的梯度多凝水泥浆是由不同比例的水泥、降失水剂、分散剂、缓凝剂、膨胀剂和消泡剂组成.该水泥浆性能、水泥石强度、封固质量、油层保护方面均远远优于常规固井水泥浆,采用该水泥浆固井技术,提高了固井质量,减少了施工压力.现场应用表明,双级梯度多凝水泥浆固井技术能减少施工压力,防止压漏地层;在长封固段,双级梯度多凝水泥浆可以有效地防止水泥浆在凝结过程中因失重造成的油气窜槽,有效地压稳地层,保证固结质量;可以减少对地层的污染,快速封固好易漏、易塌等复杂地层,实现水泥浆在长封固段的紊流顶替,提高了封固质量.     

阿塞拜疆Bz-1R井超高压固井技术

Bz-1R井是阿塞拜疆Karabagil油田的一口重点探井，其地层压力系数异常，钻井过程中钻井液密度最高达2．28kg／L，且钻井液安全密度窗口窄，易发生溢流或钻井液漏失，固井施工时压稳与防漏的矛盾突出，水泥浆密度的确定、水泥浆浆柱结构设计、平衡注水泥困难。该井井下地层流体活跃，容易在水泥浆候凝过程中侵入环空，影响第二界面的胶结质量而引发环空窜流，压稳防窜候凝困难，加上环空间隙小、水泥浆密度高等的影响，导致该地区固井施工难度极大。为此，研制应用了密度2．3～2．6kg／L性能稳定的超高密度水泥浆体系，采用旁通式自动灌浆浮箍解决了大尺寸套管在高压易漏井的下入问题，配合使用剪销式注水泥前隔离塞及水泥塞定位器，并采取了一系列有针对性的固井技术措施，保证了固井施工的顺利进行，使该井成为该油田第一口固井成功的超高压复杂井。     

哈萨克斯坦滨里海盆地巨厚盐膏层固井技术

哈萨克斯坦滨里海盆地Sagiski区块在盐间和盐下都有重大油气发现。但是,该区块巨厚盐膏层分布广泛,盐膏层井段容易产生溶蚀、蠕变,导致井眼不规则,从而在固井过程中固井顶替效率低,水泥浆不能完全充满环空,不能形成整体高强度的水泥环,使套管受到非均匀的外挤载荷(点载荷),致使套管发生变形甚至挤毁。此外,盐层的溶解会对水泥浆性能产生影响,使水泥浆稠化时间延长,影响水泥石强度的发展,严重影响固井成功率和固井质量。通过室内试验,优选出了FSAM-J优质抗盐降失水剂及配套的抗盐外加剂,配制了半饱和盐水水泥浆体系,其性能评价试验结果表明,该水泥浆体系具有流动性好、早期强度发展快、稠化过渡时间短等优点。应用该水泥浆体系,成功封固了Tasw-1井超过1 800 m的巨厚盐膏层,固井质量良好,为揭开盐下油气层提供了保障。     

三元共聚物抗盐降失水剂在塔河油田石炭系盐层固井中的应用

塔河油田石炭系盐层分布广泛,以纯岩盐为主,埋深在5100～5400 m之间.由于井深,井底温度高,石炭系盐层蠕动能力很强,在未下套管的裸眼中,导致盐层井段水泥浆封固质量较差,并存在不同程度的套管变形或挤毁现象,造成许多井没有完成地质任务. 研究评价了三元共聚物降失水剂DZJ-Y及其优化含盐水泥浆体系.结果表明,三元共聚物降失水剂具有良好的抗盐能力,在饱和盐水条件下能够较好地控制水泥浆失水.在塔河油田T914井φ 244.5 mm/φ 250.8 mm组合技术尾管固井取得成功,盐层段固井质量为优质.现场应用表明,抗盐水泥浆体系具有良好的流动性,失水控制良好,稠化时间可调;水泥石强度普遍较高,有利于提高水泥环的胶结质量;该水泥浆浆体均很稳定,没有析水和沉降;API失水量低,且能产生微膨胀,有助于提高固井质量.该抗盐降失水剂有效地提高了塔河油田石炭系盐层井段固井胶结质量.     

金坛盐穴储气库定向井固井技术

金坛储气库二期二阶段为了提高盐岩资源利用率,实现达容达产,改变以往直井钻井方式,采用了丛式定向钻井建库模式,容易导致井径不规则,套管居中度也很难保证。另外,盐层埋深较浅,低温盐水水泥浆稳定性差、失水量不易控制、抗压强度发展慢;二开井段易发生漏失,水泥不能返至地面,给固井质量带来不利影响。笔者结合盐穴储气库对固井的要求,开展了低温高强盐水水泥浆、增黏盐水隔离液及配套固井技术研究。研究结果表明,低温高强度盐水水泥浆浆体稳定性好,抗压强度发展快,后期强度高,满足了盐穴储气库定向井水泥浆体系的需求;增黏盐水隔离液,配合定向井套管居中等技术措施,提高了在"大肚子"及不规则井段的顶替效率,预防固井施工憋堵;采用低排量顶替技术保证了水泥浆返至地面,盐层段有效封固。该盐穴储气库定向井固井技术在金坛储气库二期二阶段现场应用11井次,固井质量显著提升,为其他盐穴储气库固井提供了借鉴。      

金坛盐穴储气库定向井固井技术

金坛储气库二期二阶段为了提高盐岩资源利用率,实现达容达产,改变以往直井钻井方式,采用了丛式定向钻井建库模式,容易导致井径不规则,套管居中度也很难保证。另外,盐层埋深较浅,低温盐水水泥浆稳定性差、失水量不易控制、抗压强度发展慢;二开井段易发生漏失,水泥不能返至地面,给固井质量带来不利影响。笔者结合盐穴储气库对固井的要求,开展了低温高强盐水水泥浆、增黏盐水隔离液及配套固井技术研究。研究结果表明,低温高强度盐水水泥浆浆体稳定性好,抗压强度发展快,后期强度高,满足了盐穴储气库定向井水泥浆体系的需求;增黏盐水隔离液,配合定向井套管居中等技术措施,提高了在"大肚子"及不规则井段的顶替效率,预防固井施工憋堵;采用低排量顶替技术保证了水泥浆返至地面,盐层段有效封固。该盐穴储气库定向井固井技术在金坛储气库二期二阶段现场应用11井次,固井质量显著提升,为其他盐穴储气库固井提供了借鉴。     

泌深1井φ244.5mm套管固井技术

泌深1井是中国石化集团部署在泌阳深凹陷区的一口重点风险探井,三开后φ244.5mm技术套管下深4 500 m,预测4 500m处的地层温度为168 ℃,要求水泥浆返至地面.该固井技术的具体施工方法与措施是:采用双级注水泥固井方式,降低固井施工风险;对水泥浆体系进行试验,包括进行高温水泥浆体系试验.进行分级固井水泥浆的选择工作等.研制的高温水泥浆体系具有综合性能优良,失水易控制,稠化时间可调,抗压强度高和较好的抗高温性等特点,基本可满足高温井(130～170 ℃)固井施工的需要.     

长封固段低密度水泥浆固井技术

晋古13井是一口井深为4988.56 m的奥陶系潜山预探井,三开完钻后,要求在2780～4987.5 m井段下入φ 177.8 mm尾管进行固井,重点封固好3886～4366 m的油层井段.由于本井存在盐膏层、煤层及溶孔和裂缝型地层,钻井过程中曾发生垮塌和漏失,且裸眼段地层井径大而不规则,套管重叠段环空间隙小,水泥封固段顶底温差大等客观因素,需一次封固水泥2200多米,存在许多困难和风险.通过研制低密度水泥浆体系,优选G309、G301、GH-9和ZW-1控制水泥浆性能,采用适当的固井技术措施,保证了施工的顺利,固井质量达到了优质,为长封固段、高温井、复杂井的尾管固井施工积累了成功的经验.     

合川构造气井固井技术

合川构造气井气层活跃,井眼斜度大,地层易漏,水泥封固段长,三开井环空水泥环薄,尾管段短.为此,通过优化水泥浆性能,特别是提高水泥浆防窜能力,达到了防气窜要求;通过选定套管扶正器位置和数量,解决套管居中度问题;优选施工参数,提高水泥浆的注替效率;采用正反注施工工艺或上部井段采用低密度、下部井段采用普通密度水泥浆,保证水泥封固段长;在短时间内形成了适合合川构造固井要求的水泥浆配方和固井工艺,满足了合川构造井的固井需要.现场应用表明,在该区块承固的24口井固井质量合格率100%,多数井达到优质.     

云应盐穴储气库固井技术

云应盐穴储气库目的层埋藏浅且存在多夹层交互层,井底温度低,盐水水泥浆水泥石抗压强度发展缓慢,优选适合低温盐层固井的水泥浆配方困难,固井质量难以保证。在通过研究地方采卤井固井施工中存在的地层漏失、水泥浆失返、水泥环胶结质量差、水泥环强度低等难题的基础上,通过有针对性开展井眼准备、盐水水泥浆配方、管串结构设计与扶正器位置安放、施工参数等研究与优化工作,确保了云应盐穴储气库YK1-1井φ244.5 mm生产套管固井施工顺利完成,创国内盐穴储气库固井深度最浅(557.5 m)纪录。经声幅测井、套管鞋处试压、腔体密封性试压三个环节检测,评定固井质量良好,能满足储气库注采井要求。该井生产套管固井顺利施工,为国内埋深浅、夹层多的盐穴储气库固井提供了宝贵经验。     

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.