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.     

泡沫水泥固井施工参数优化设计

泡沫水泥具有密度低、强度大、渗透率低、无游离液和防气窜能力强等特点,在国内外油田长封固井段或低压易漏地层固井施工中得到了广泛应用.现场通常采用"穿鞋戴帽"的固井方式,在关键封固井段使用泡沫水泥浆,其余井段使用常规水泥浆进行封固.当前泡沫水泥固井施工设计,主要是在忽略泡沫水泥浆流动摩阻的基础上,利用环空候凝状态压力平衡关系进行计算,使施工参数设计缺乏一定的合理性.为此,笔者在分析泡沫水泥浆多相流动摩阻损耗后,建立了泡沫水泥浆流动压降计算模型;同时引入了固井施工中存在的U形管效应,基于平衡压力固井施工原则,建立了泡沫水泥固井施工参数优化设计方法.并通过现场试验验证了该施工参数优化设计方法的实用性.     

哈10-1X超深井固井技术实践

哈10-1X井位于塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起西斜坡构造,一级及二级固井前均出现井下复杂情况.为解决该区块地层承压能力低,易漏失,水泥封固段长,常规固井方法无法满足固井要求的问题,采用了双凝双密度水泥浆固井,并采用了高密度钻井液顶替技术,以降低施工压力.一级固井采用1.45和1.88g/cm3双密度水泥浆,封固段为3800～6758 m;二级固井采用1.45g/cm3的低密度水泥浆,封固段为0～3001.64m.声幅测井结果显示,技术套管固井质量合格.现场应用结果表明,采用低密度水泥浆配合常规密度水泥浆固井技术,提高了低压易漏井、长封固井段的固井质量.     

赵53井泡沫水泥浆固井技术

因地层压力复杂、邻近断层,赵53井固井施工时存在易发生油气水窜和水泥浆漏失的问题,而且封固段较长.为此,研制开发了密度低、强度大且防窜性能好的新型泡沫水泥浆体系,并对其性能进行了试验研究.该井应用泡沫水泥浆固井施工顺利,固井质量合格.     

河坝1井复杂条件下固井工艺技术

河坝1井在钻进过程中，先后遇到了大段的盐膏层、低压漏失层、高压天然气层等复杂地层．地层压力层系复杂，而且井眼深、封固段长．固井作业难度大。该井综合应用了多种固井工艺技术，根据全井固井施工的突出特点，从长封固段固井、高压气层固井和防止水泥浆污染的技术措施3个方面．总结分析了固井施工的难点以及采取的固井工艺技术措施，包括双级固井、应用防窜高密度水泥浆体系、膨胀管封隔高压气层、平衡压力固井等．并对固井质量进行了评价分析。该井固井施工顺利．固井质量合格，对复杂条件下的深井和高压气井的固井施工具有一定的借鉴意义。     

易漏长封固调整井前置低密度钻井液固井法

中原油田为解决固长封固段调整井时易满和固井质量不高的问题,根据平衡压力固井原理,采用了前正低密度钻井液固井的新方法,使施工中环空压力明显低于双密度水泥固井法,防止了井漏;施工中采用标准密度水泥浆固井,保证了长封固段的封固质量。目前该方法已推广应用。     

泡沫水泥固井技术研究

吐玉克油田和巴喀油田均属典型的裂缝-孔隙型油藏,具有地层压力低、封固段长、地层裂缝发育、浅层气活跃等特点,这些都给固井作业带来了很大困难[1,2].根据泡沫水泥的基本组分和性能特点,提出了泡沫水泥浆密度设计要求和灰量计算公式,筛选出了泡沫水泥浆配方.室内研究和现场试验表明,泡沫水泥浆性能优良,施工方便,成本低廉,能提高低压易漏长封固段复杂的固井质量.     

吐哈油田葡北3-12井超长封固段固井技术

葡北3-12注气井位于吐哈盆地葡北构造带中断葡北1号构造．井深为3610m。针对该区块地层承压能力低，易漏失，油气水窜严重，常规固井方法无法满足固井要求的问题，该井采用三段三凝制、常规水泥浆和泡沫水泥浆体系固井，并采用重钻井液顶替技术．降低施工压力。该技术能保证固井候凝过程中井底压力平衡，施工安全。现场应用表明，采用常规水泥浆和泡沫水泥浆固井技术．提高了低压易漏井、长封固井段的固井质量，解决了水泥返高不足的问题；并通过一次常规固井工艺实现了全井封固，简化了施工工艺，节约了成本，经济效益和社会效益十分显著。该井封固优质段累计达2600m，优质率达85％，固井结果良好。     

建35-3井空井固井技术

建35-3井是建南南高点低压易漏地质构造上的一口开发井,该井在φ311.2 mm井眼采用空气钻井技术钻至井深2 690 m,然后下入φ244.5 mm技术套管.为了解决空气钻井达到设计井深后,替入钻井液再下套管、注水泥固井面临井壁水化失稳和井漏等问题,决定在该井直接进行空井固井作业.通过分析固井技术难点,并采取非插入武正注反灌注水泥固井作业,选用双凝双密度水泥浆体系,用增韧防漏水泥浆作尾浆,该井实现了低压易漏地层全井封固,而且施工顺利,固井质量合格,值得借鉴和推广.     

充气泡沫水泥浆固井技术在焦页9井的应用

针对涪陵区块外围探井固井过程中普遍面临的水泥失返、固井胶结差等问题,对焦页9侧钻井准244.50 mm技术套管固井难点进行了分析。采用低密度泡沫水泥浆体系,利用高压气体混合发泡方法,在掺有发泡剂、稳泡剂的嘉华G级水泥浆中直接产生泡沫,通过合理设计注气量,形成了充气泡沫水泥浆固井工艺技术。该项技术在焦页9侧钻井固井中得以应用,一次性注水泥浆成功实现全井封固,泡沫水泥浆裸眼封固段长达1 200 m,井下平均密度1.55 g/cm3,固井胶结质量明显优于漂珠水泥体系。实践结果表明,充气泡沫水泥近平衡固井技术,对解决固井恶性漏失、防止浅层气窜和提高固井顶替效率等具有好的效果。     

超低密度水泥浆固井技术的应用——— 以百泉 １ 井为例

在对压力系数低 、易漏地层 ,特别是裂缝型地层的固井作业中 ,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏 ,造成固井失败或质量不合格 。 为此 ,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉 １ 井钻井复杂情况和地层情况 ,采用了 ２ 种超低密度水泥浆柱结构 ,以确保固井时上部防漏下部压稳 ,该井固井过程中无漏失 ,测井结果表明 ,低密度水泥浆固井质量合格 。 结论认为 ：① 在压力系数低和有易漏地层存在的情况下 ,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替 、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术 ,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力 ;② 正确选用和合理搭配固井施工压力 、水泥浆密度和施工排量这 ３ 个参数 ,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键 ;③ 由于采用了超低密度水泥浆 ,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差 ,减小了水泥浆的失水量 ,有利于保护油气层 。     

盐膏地层封固的平衡尾管固井技术探讨

塔河油田的三开盐膏层井段在水泥浆封固方面存在环空间隙小、因蠕变造成下套管困难、因盐膏层影响水泥浆性能造成固井质量差、封固井段较短使得轻尾管丢手判断困难等技术难点。本文提出了一种平衡尾管固井技术,通过优化尾管设计、水泥浆体系、平衡压力法固井等方式,解决了塔河油田盐膏层井段水泥浆封固的技术难点。近四年内,此方法应用八井次,取得了良好的应用效果,验证了平衡尾管固井技术在封固盐膏层方面的优越性,该技术为盐膏层井段的水泥浆封固提供了新的技术支持和工艺探索。     

大张坨地下储气库注采井固井实践

大张坨储气库是我国的第1个地下储气库,用于调整京津两地的用气量。在储气库区块上的库8井是1口定向井,固井有以下难点:1.地层破裂压力低,易发生漏失;2.地层压力系数低,产层易伤害;3.水泥封固段长,地温梯度高达3.4℃/100 m,且使得上部水泥浆凝固时间长,影响水泥浆胶结质量。针对以上情况,采取了以下措施:1.采用屏蔽暂堵技术,提高地层承压能力;2.采用双级注水泥工艺,一级固井用常规水泥浆密度,二级固井采用低密度水泥浆,主要是漂珠和微硅共同配制的水泥浆体系;3.控制水泥浆失水量和自由水;4.增加套管扶正器用量,保证套管有较高的居中度,提高顶替效率。通过采取以上措施,经SBT测井表明一级固井质量优质,二级固井质量合格。     

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.     

塔里木盆地克依构造带固研究与实践

塔里木盆地克依构造带的高压油气层、高压水层、盐水层、盐膏层、盐岩层以及复合盐层等给固井施工造成很大的困难。通过地高密度水泥浆、高密度隔离液及固井工艺的研究,选出了适合于含盐地层和不含盐地层的2个温度范围下2种密度的水泥浆配方,高密度隔离液的加重方法,现场施工中的平衡压力固井工艺、配浆工艺、替浆工艺、候凝及井控措施、防卡措施。经现场20多口井应用表明,这2种高密度水泥浆体系及固井工艺技术解决了地层压力高、地层蠕变性强、封固井段温差大、地层岩性多变、同时封固油气水及盐膏层等问题。固井合格率为100％,其中在克拉苏区块的井,完井测试均获高产天然气,气水层封隔效果良好。     

超低密度水泥浆固井技术的应用——以百泉1井为例

在对压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型地层的固井作业中,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏,造成固井失败或质量不合格。为此,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉1井钻井复杂情况和地层情况,采用了2种超低密度水泥浆柱结构,以确保固井时上部防漏下部压稳,该井固井过程中无漏失,测井结果表明,低密度水泥浆固井质量合格。结论认为：①在压力系数低和有易漏地层存在的情况下,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力;②正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆密度和施工排量这3个参数,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键;③由于采用了超低密度水泥浆,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差,减小了水泥浆的失水量,有利于保护油气层。     

低密高强水泥浆在陕242井的应用

在低压易漏地层钻井完井，一个普遍的问题就是容易压漏低压地层，因此低压易漏地层固井要求降低水泥浆密度，介绍了一种新研制出的能用于封固目的的层的低密高强水泥浆体系，该水泥浆体系引入了一种外掺料（PZW），使漂珠低密度水泥浆具有极好的悬浮稳定性和密性，水泥浆的抗压强度和失水量等性能均满足封固目的层对水泥浆性能的要求。性能评价结果表明，该水泥浆体系密低（1．2－1．6g/cm^3），强度高（24h抗压强度大于14MPa），失水量容易控制，体系稳定，介绍了低密高强水泥浆体系在长庆石油田陕242井欠平衡钻井中的固井作用，测井结果为合格，不合格段约10多米，其余井段声幅都很低，固井质量优。     

低密度水泥浆固井技术研究与应用

在压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中,采用密度为1.88 g/cm3左右的常规水泥浆固井,极易引起井漏,造成固井失败,固井质量不合格.根据紧密堆积理论,采用水泥 溧珠 微硅不同粒度的颗粒级配,研究出了低密度水泥浆体系.通过实验得出添加剂在不同密度下的干混最佳比例,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的.该水泥浆在塔里木油田轮古地区20多口井中应用取得了很好的经济效益,特别是在井深6008.54 m的开窗侧钻水平井的ψ127 mm尾管固井中,水泥浆最低密度已达到1.20 g/cm3,固井质量全优.该水泥浆在固井中的密度在1.10～1.60 g/cm3范围内可调.     

大港板南储气库白6 库1 井尾管固井技术

储气库井白6 库1 井尾管固井存在地层承压能力低、封固段长、井径不规则及井筒承载着交变应力及温度变化等难题。设计通过采取承压堵漏、优化浆柱结构实现平衡压力固井，并引入DRE 膨胀韧性水泥浆体系。优化浆柱结构措施有，降低冲洗隔离液密度（低于钻井液密度），增加冲洗隔离液用量（占环空高度800 m）；采用双凝水泥浆体系。高效冲洗隔离液使用开发出的兼有疏水性官能团和亲水性官能团的油基钻井液冲洗液DRY-100L 作主剂，并使用棱形加重材料DRW-2S，加强了对二界面的冲击力。DRE 水泥浆具有良好的综合性能，2 d、7 d 抗压强度分别大于16、28 MPa，弹性模量小于6.0 GPa/7 d，韧性改造使其具有“高强度低弹性模量”特性，为该配套技术的推广应用奠定基础，为固井质量的提高提供技术保障。现场固井结果表明，通过采用该膨胀韧性水泥浆进行平衡压力固井，施工顺利，固井质量优质。      

塔中碎屑岩井自愈合水泥浆固井技术

塔里木油田塔中区块碎屑岩地层结构复杂、成岩性差、韧性小、脆性高,钻井施工过程中井壁易垮塌、剥落,导致形成“大肚子”、“糖葫芦”等不规则井眼;生产套管固井存在二叠系承压能力较低、易漏,地层油水同层、砂泥互层、砂层薄含油层多、油层水层相隔很近,油水互窜,难压稳,固井质量要求高等难点。针对这些难点,通过水泥浆气窜机理研究,采用硅粉、减轻增强材料BCE-610S、中温缓凝剂BXR-200L、减阻剂BCD-210L、自愈合剂BCY-200S、防窜降失水剂BCG-200L,研究出了密度为1.35 g/cm3的领浆与密度1.88 g/cm3的尾浆。该水泥浆体系具有稳定性好、流动性好、零析水,失水量低（小于50 mL）、弹性模量接近于7 GPa,抗压强度高,防窜能力强等特点。同时优化水泥浆柱结构实现平衡压力固井,应用固井软件模拟提高顶替效率,形成了一套适合塔中碎屑岩井固井的自愈合水泥浆固井技术。塔中4口井固井结果显示,4口井全井封固质量合格,主力油气层段封固优质,有效解决了塔里木碎屑岩固井施工难题。