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.     

页岩气井水泥环完整性研究

四川盆地内的几个国家级页岩气示范区气井环空带压、套管变形等问题较为突出。为此,通过分析页岩气钻完井过程井筒内压力变化的条件,建立了计算井筒压力变化全过程的应力—应变状态下的套管—水泥环—围岩体系弹塑性力学模型,应用该模型分析了变内压下第一界面、第二界面微环隙的产生和发展,进而结合实际现场数据进行计算。结果表明:(1)加载过程不会产生微环隙,但加载内压的大小决定了水泥环塑性变形的程度;(2)卸载时内压的降低将导致界面受拉,从而产生微环隙,破坏水泥环的完整性;(3)可以通过优选水泥浆配方,提高水泥环力学性能,结合施工工艺措施优化来保障页岩气井水泥环完整性。13口井的现场试验应用结果表明,水平段固井质量平均优质率达92.67%,其中已投产的11口井均未出现环空带压,有效地改善了页岩气示范区的气井环空带压问题。该项研究成果可为同类区块固井水泥环完整性管理提供帮助。     

冀东油田火成岩压裂技术研究

冀东油田火成岩储层的埋藏深、特低渗、储层跨度大、天然裂缝发育等特点使储层压裂改造施工存在很多困难。针对压裂液在井筒流动距离长、摩阻高,导致地面泵压高的困难研发了耐高温、抗高剪切、低摩阻压裂液技术和压裂管柱优化组合工艺;针对天然裂缝发育形成了前置液多级粉陶段塞降滤失、提高前置液比例及支撑剂粒径优选及多粒径组合技术;针对火成岩压裂压后返排率低,采用了阶梯排量泵注液氮助排技术和特种增效助排剂技术。在冀东油田压裂施工4次,压裂井深最深达到5124 m,最大加砂量102.1 m3,储层温度最高达到176℃,施工成功率100%,形成了比较完善的超深层火成岩储层压裂配套工艺。     

冀东油田MTC固井获得成功

钻井液转化为水泥浆,简称MTC固井技术。它是利用一般钻井液,使之转变成水泥浆,代替常规水泥浆进行固井,从而提高层间封固质量。它是目前世界上一种新型固井技术。通过冀东油田勘探部和石油科学研究院廊坊分院的共同努力,顺利地完成了该项技术的研究工作,并在冀东高89-1井现场试验取得了成功,初步摸索出一整套现场应用MTC水泥浆固井的新工艺。     

大温差固井技术在冀东油田的应用

冀东油田部分构造油藏埋藏深、气油比高,油层固井要求按气井考核,且随着压裂工艺的改进,部分构造开始使用体积压裂改造目的层,压裂时井筒压力高,需要水泥一次上返至井口。固井施工经常面临长封固段甚至超长封固段,上下温差可高达70℃以上。大温差固井技术解决了水泥浆体系同时满足在高温的安全泵送和候凝过程中顶部低温强度发展缓慢的问题,缩短了钻井周期,固井质量也得到了有效的保证。在冀东南堡3号构造顺利实施了大温差固井相配套的大温差水泥浆体系、井口压力控制及防漏控制工艺技术,为长封固段固井提供了技术支撑。     

套管偏心对压裂井水泥环力学完整性的影响研究

在石油与天然气井的压裂开采过程中,水泥环力学完整性问题是制约油气高效开发的重要因素,而套管偏心又是影响水泥环力学完整性的关键因素之一。本文使用数值模拟方法针对套管居中及偏心条件下的压裂井水泥环进行了应力分析,并基于自主研制的固井水泥环完整性失效评价装置,模拟压裂工况针对套管居中及偏心条件下的水泥环力学完整性进行了测试,随后结合数值模拟方法进行了对比分析。研究结果表明：(1)套管偏心容易导致水泥环窄边应力集中,在同等水泥石强度条件下,套管偏心工况下水泥环完整性更容易失效,水泥石拉伸破坏裂纹集中在水泥环窄边处;(2)随着套管偏心度增大,固井一界面的最大径向应力随之增大,套管偏心度从0%升高至33%,固井一界面的最大径向应力增大4.7%,水泥环完整性失效风险相应增加。本文研究成果可为准确评价压裂井水泥环力学完整性、套管居中优化设计提供参考。     

西峰油田固井技术研究与应用

对西峰油田固井技术现状及存在的问题进行了分析,针对西峰油田地质特点及先注后采引起的压力异常、油气水窜复杂情况,从理论上分析了发生气窜的机理、影响固井质量的主要因素,并在施工工艺、技术措施和水泥浆体系等方面进行了深入研究.研制了GSJ-1多功能低失水水泥浆体系及相应的固井工艺技术,在西峰油田进行了现场试验及推广.该固井技术较好地解决了长封固段固井的漏失难题,并有效地控制了地层油气水窜,提高了该地区的固井质量.     

冀东油田大斜度井井壁取心技术研究与应用

冀东油田施工井中大斜度井占比大,井斜大于 ４５°的施工井段无法采用常规电缆输送的井壁取心工艺技术,导致该井段无法在完井测井阶段录取地层岩心资料。针对这一问题,讨论了实现钻具输送的可能性,并对该技术中的实现信号传输、防阻减震、提高发射成功率、提高收获率等关键技术进行了研究,同时制定了现场的技术保障措施。目前已完成 ３３口井的井壁取心作业,最大井斜达到 ６５．２°,平均岩心收获率高达 ８７．８９％,解决了使用电缆取心时大斜度井和复杂井的井壁取心技术难题,实现了钻具输送撞击式井壁取心技术在国内的首次规模应用。     

冀东油田潜山小间隙水平井尾管固井技术

近年来,为了滚动开发南堡区块2号构造潜山油藏,冀东油田在南堡区块先后部署了多口重点开发水平井该地区地质条件复杂,主要表现为油、气、水层活跃,上部地层疏松、薄弱,小井眼、地温梯度高,这些因素部给固井施工带来了很大的困难与风险,使固井质量难以保证针对固井难点,探讨了优化的固井工艺和水泥浆方案,认为井眼准备和套管的居中度是提高水平井固井质量的关键技术措施。     

冀东油田最深风险探井完成固井

2011年3月16日,冀东油田公司最深风险探井——堡古2井Φ508 mm套管固井施工顺利完成。堡古2井是冀东油田部署在曹妃甸工业园区内的一口五开风险探井,设计井深5905 m,井身结构为五开潜山井,是冀东油田陆地滩海中井深最深、难度最大的一口风险探井。工程一开用直径660.4 mm钻头钻至353 m,直径508 mm套管下深350 m,是冀东油田目前大尺寸套管下入最深的一口井。     

冀东油田井网自动化设计技术与应用

井网信息控制系统是油田地面工程自动化系统最底层、范围最广、最关键的现场级控制系统。阐述了井网自动化系统设计的总体思路;如何进行井口智能控制和单井日产量的自动计量;如何选用有线或无线通信方式进行井网数据通信。同时,介绍了井场视频监控系统,并对井网自动化系统的应用效果进行了分析。     

无筛管压裂充填完井在冀东油田的应用

由于支撑剂的返排、高含水等引起的裂缝导流能力的降低, 直接导致油井产能的迅速下降.在用常规压裂充填完井的油井中,防砂筛管经常会出现因粉细砂堵塞、磨蚀等造成的损坏.本文介绍了用不固定的可固化涂敷树脂体系进行无筛管压裂充填完井的现场试验结果,并给出了详细的完井程序、难点以及经验教训等.本研究确定了树脂涂敷在支撑剂上的最佳浓度,对于最大程度地优化支撑剂之间的胶结、被涂敷的支撑剂充填之间的固结力是必要的;同时,最佳浓度的确定有利于减小支撑剂充填之间导流能力的下降.现场应用结果表明,这种不固定的可固化涂敷树脂体系有效地阻止了支撑剂和地层砂返排,保证了采油速度,显著地减少了修井作业的次数.该技术给边缘油藏油井的常规的压裂充填完井工艺提供了可供选择的方案.可不采用防砂筛管而进行完井,还能对有些没有井身限制的井段进行防砂完井.     

厄瓜多尔TAMBOCOCHA油田固井技术研究与应用

TAMBOCOCHA油田主力油层M1层产量高(平均产油量为300～800 m³/d),油水活跃,采用旋转尾管固井,?215.9 mm井眼下?177.8 mm尾管,环空间隙窄,后期完井试采措施的开展及产能建设对底水油藏固井质量要求高。为此开展复合酸性前置液体系、强触变微膨胀胶乳水泥浆体系及相应固井工艺技术措施研究,并通过33口井的现场试验,形成了厄瓜多尔TAMBOCOCHA油田油水活跃油藏固井技术,提高了该油田底水油藏固井封固质量,并对国内底水油藏及高含水调整井防水窜固井具有一定的借鉴意义。     

冀东油田稠油井酸化解堵技术研究与应用

在认真研究储层特征及伤害机理的基础上,根据室内试验结果,采用注有机溶剂前冲洗地层,然后进行土酸酸化解堵的工艺方法,成功地解决了冀东油田稠油井酸化的难题,现场应用58井次,有效42井次,有效率72.4%,截至1996年12月累计增产原油121532t,获得了好的经济效益。     

固井压裂泵阀理论研究与应用

固井压裂泵是固井压裂设备的核心部件,固井车、压裂车及其撬装设备要实现其功能主要依靠其上装的柱塞泵。固井压裂泵泵送的液体排量具有脉动性,受柱塞数目和入值影响,同时泵阀的开启和关闭是动态的,且相对曲轴（或柱塞）具有轻微的滞后即开启和关闭滞后。固井压裂泵阀系统主要设计参数有：泵阀的升程、凡尔座内孔直径、凡尔弹簧的刚度及其预压缩量等,我们用试验验证了这些参数对固井压裂泵容积效率的影响。客积效率是衡量固井压裂泵性能的重要指标,研究泵阀理论合理设计这些参数可提高容积效率1%-3%。     

页岩地层体积压裂过程中水泥环完整性研究

为了准确了解多级压裂过程中水泥环的应力变化规律,基于分步有限元的思想,构建了考虑页岩各向异性的套管-水泥环-地层组合体有限元瞬态分析模型,模拟多级压裂过程中水泥环的应力变化特征。新的模型考虑了注液温度、套管内压、地应力、孔隙压力、水泥环以及地层性质等因素对水泥环受力状态的影响。研究结果表明:高压注液过程中,采用传统模型会低估井下水泥环周向应力的变化程度;大排量压裂施工过程中,井筒内温度震荡变化,注液温降导致水泥环应力发生剧烈变化;储层改造后的地应力以及孔隙压力变化对水泥环周向应力均有较大影响;水泥环周向应力随着地层各向异性程度的增加而有所增加;调节施工内压并适当降低水泥环刚度可明显降低水泥环发生拉伸破坏的概率。研究成果可为页岩气开发提供理论指导。     

冀东油田超大位移井钻完井技术研究

冀东油田受滩海地域所限,4000米以上超大位移井成为加大端岛井控制面积的新途径,70019队施工的南堡13-1706井,设计井深6167米,位移4723米,对大位移钻井技术形成新的挑战,需要立项研究,形成能够满足超大位移井安全、优质、快速钻完井的配套技术,为该类井型提供可靠、可行的技术保障。     

固井水泥环柱的腐蚀研究

水泥环柱作为油气井套管的护套和包被,对防止套管腐蚀,封隔油、气、水,延长油气井寿命有至关重要的作用。水泥环柱的腐蚀、腐蚀机理及抗腐蚀固井材料的研究至关重要。本文全面地综述俄罗斯（ 包括前苏联）、美国、中国（特别是中油气集团公司工程技术研究院） 在这一领域的长期、系统的研究成果,应用非金属腐蚀及耐腐蚀理论系统地探讨水泥环柱腐蚀动力学及减少水泥环柱腐蚀的研究结果。