中国煤层气井固井技术发展现状

介绍了中国煤层气资源概况及发展前景,分析了煤储层及煤层气井的特点、固井的难点以及前期固井存在的问题,提出了固井技术对策.指出固井时不能照搬国外的成功经验,应考虑中国不同煤阶及煤储层的特性以及后期开采的需求,设计合理的水泥浆体系,采用综合的固井工艺:采用提高固井质量与保护煤层相结合的固井工艺;采用低失水、高早强、胶结性能优良的水泥浆.目前,控制水泥返高、常规密度与低密度相结合及变密度固井及与绕煤层固井作用机理相似、保护煤层的固井新工艺与水泥浆技术已有成功应用.     

浅层煤层气井固井技术

煤层气是储集于煤层孔隙中的天然气。煤层与一般的油气层相比，埋藏浅，微孔隙和裂缝姨育。煤层的机械强度和孔隙度低，易坍塌，易污染。文中根据煤层气井的特点，介绍了一般油气井固井与煤层气井固井的区别，总结了国内目前煤层气井固技术现状及存在的问题，提出了几个在以后煤层气井固井中应研究解决的问题。     

浅谈煤层气井固井技术

煤层气是储集于煤层孔隙中的天然气。煤层与一般的油气层相比,埋藏浅,微孔隙和裂缝发育。煤层的机械强度和孔隙度低,易坍塌、易污染。文中根据煤层气井的特点,介绍了一般油气井固井与煤层气井固井的区别,总结了国内目前煤层气井固井技术现状及存在的问题,提出了几个在以后煤层气井固井中应研究解决的问题。     

沁水盆地煤层气井固井技术

沁水盆地煤层厚,主力煤层分布稳定,储集性好,含气量高,保存条件好,煤层气资源丰富。但是该地区煤层气井固井质量一直不高,影响了煤层气的勘探与评价工作。介绍了沁水盆地煤层气井固井的特点,提出了适合煤层气井的固井技术,筛选出了TG早强降失水剂。在沁水盆地、鄂尔多斯盆地应用上述技术后,到2002年底为止共固井10口,固井优质率90%,合格率100%,解决了煤层气井长期存在固井质量差的问题,并探讨了以后煤层气井固井所要研究解决的问题     

安棚碱井固井技术

安棚区块碱井固井水泥浆胶结不好,水泥浆易漏失造成固井质量较差、水泥返高不够等问题。通过对固井技术研究、室内实验和现场施工应用,优选出了适用碱井固井的水泥浆体系和固井工艺,较好地解决了碱井井径不规则、碱对水泥浆污染、碱井水泥浆返高不够等问题,有效地提高了碱井固井质量,延长了碱井开采寿命。     

华北油田复杂井固井技术

针对华北油田二连阿南，哈南高压注水采油区块和冀中潜山深井区块固井难度大和固井质量差等问题。华北石油管理局钻井工艺研究院在二连地区采用早强，膨胀和低失水水泥浆，并配合使用套管外封隔器，两凝固井工艺技术。解决了低温高压注水调整井固井作业中存在的问题，提高了固井质量；在冀中地区采用低密度，高强度，零析水，成膜型降失水水泥浆，配合采用双压双凝固井工艺技术，有效防止了井漏，油水互窜等井水复杂事故，提高了固井质量。早强，膨胀和低失水水泥浆低温早强，失水量小于200mL，在凝结过程中能产生有效膨胀，初凝和终凝时间较短，能有效防止气窜及油水互窜，成膜型降失水水泥浆失水量小于100mL，密度和稠化时间易调；有机塑性高分子胶粒在水泥凝结过程中由于被压缩而微膨胀，能有效补偿水泥石孔隙压力，达到防窜，改善水泥石韧性和变形能力的目的。     

煤层气井固井技术的研究

通过对国内外煤层气井固井技术调研、分析和论证,找出煤层气井固井难点,提出解决对策,设计出一套适合于煤层气井固井水泥浆和工艺技术方案,达到有利于煤层气井固井技术施工和提高煤层封固质量的目的。     

漂珠水泥浆在煤层气井中的应用

为了解决降低固井作业对煤层伤害程度与提高固井质量的矛盾,通过合理匹配漂珠及增强剂中剂的比例,优选出一套高强度低密度的漂珠水泥浆配方。室内与现场实验表明,该水泥浆体系稳定,添加剂配伍性好,流动性能好,密度可调范大,强度能达到ＡＰＩ标准要求。漂珠水泥浆应用于煤层气井有利于保护煤层,满足施工需要。     

SIPC高压油气井固井技术难点与对策

由于SIPC高压油气井具有埋藏深、压力和温度高、裸眼段长、安全密度窗口窄、环空间隙小等特点,固井时存在防油气窜槽难度大、漏失风险大、顶替效率低、井底高温对水泥浆性能要求高等技术难点。针对这些技术难点制订了相应的技术措施:优化井身结构;采用特殊固井工艺;优化水泥浆体系;优化顶替流型,提高顶替效率;做好井眼准备,提高地层承压能力。应用实例表明,高压油气井固井质量得到了提高,说明所制订的固井技术措施可行。提出要进一步完善SIPC高压油气井固井技术措施,以保证固井质量稳定,满足SIPC海外勘探开发的需求。      

浅层稠油井固井技术

南阳油田的浅层稠油分布面积大,深度一般为200～1000 m,常温下稠油粘度为9050～52000 mPa·s,钻井中井漏、井壁坍塌时有发生,钻井液密度难以控制,固井合格率一直在80%左右,优良率不到60%,固井质量严重影响了油田的产能建设和合理开发.经过对浅层稠油井固井技术的研究、试验,形成了一套适合于浅层稠油井固井的工艺技术措施和水泥浆体系.一般情况下,采用密度为1.90 g/cm3加砂双凝水泥浆体系,该体系性能满足了稠油井低温固井、后期高温注蒸汽开采作业的特殊要求;在30 ℃左右时,长段水泥浆稠化时间控制为90～120 min,短段为50～60 min,失水量小于50 Ml.经现场应用表明,该体系在南阳古城和井楼地区共固稠油井70余口,平均井深为400 m,水泥浆全部返至地面,固井质量合格率达96%,优良率达82%,取得了好的效果.     

胜利油田深探井固井技术难点与对策

针对胜利油田深探井固井面临地层压力层系多、井壁稳定性差、高温、高压等复杂地质条件,固井施工工艺复杂,压稳、防漏难度大,固井工具可靠性差,导致固井质量合格率偏低等问题,通过系统分析固井技术难点及其主要影响因素,研究了配套的深探井固井工艺技术。针对深探井高温、高压条件下进行固井施工时防窜、防漏等的需要,研制了高温水泥浆、晶格膨胀水泥浆、低密度高强度水泥浆、防窜抗渗水泥浆等4种水泥浆体系;通过压稳设计分析、钻井液性能调整、前置液优选、高压井防窜、固井工具优选等,研究了具有针对性的固井技术措施。2012年,该深探井固井工艺技术在胜利油田61口井进行了现场应用,结果表明,固井质量得到明显提高,其中第二界面固井质量合格率由之前的40%~50%提高到82%。实践证明,综合配套的深探井固井工艺技术能够满足该油田深探井固井施工需要。      

泽74-1X井尾管固井技术

泽74-1X井是利用原上部井眼进行侧钻的1口重点评价井,井身剖面为"直增稳降直"五段制定向井。完钻井深3860m,进入潜山5m,最大井斜41.46°,最大井眼曲率11.03(°)/30m,水平位移574.21m。在?215.9mm井眼内下?177.8mm尾管先期完井,尾管实际下深3859.8m,尾管全长1852.49m,属于超长封固段小间隙井下尾管固井范畴。介绍了下套管固井存在的技术难点,针对该技术难点,优选了水泥浆体系,采取了合理的下套管固井措施。该井固井的成功为今后同类井的固井提供了有益的经验。     

综合固井技术在胜利油田探井中的应用

随着胜利油田勘探开发的不断深入,原有的地层压力层系已破坏;另一方面由于勘探开发的需要,井越来越深。高压探井、长封固段探井及高难度探井不断增加,地下情况越来越复杂,影响探井固井质量的因素越来越多,但对探井固井质量的要求却日趋严格。针对胜利油田探井作业的实际情况,从井径扩大率、油气上窜速度、探井比例、封固段长度和扶正器数量等方面分析了影响探井固井质量的主要因素,兼顾固井工艺及水泥浆技术研究出一套适应胜利油田实际情况的固井工艺,并在实践中得到了应用。     

长庆小井眼丛式井固井技术

小井眼固井由于其井眼尺寸小、环空间隙小,给固井作业带来较大困难,常规固井技术难以保证其固井质量。针对长庆油田小井眼井浅、地层低压低渗、油层有底水或油水同层、丛式开发等具体特点研究出的小井眼固井实用技术,在现场应用中见到了良好效果。重点论述和介绍了该技术的工艺、水泥浆等方面的研究成果和在现场应用情况。     

国内固井技术现状问题及研究方向建议

“八五”特别是“九五”以来，在固井工艺、固井工具、水泥外加剂等方面均有了较快的发展，但是也存在一定的问题，与国外相比差距还很大，从而影响固井质量的提高和固井技术的发展。文中介绍了国内的固井技术发展、固井技术现状及固井质量存在的问题，分析了国内与国外的差距，并探讨了以后的固井研究方向。     

TAMBOCOCHA43区块尾管固井难点及对策

厄瓜多尔TAMBOCOCHA区块单井日产量300~1100 t。因开采需求导致井身结构特殊,φ244.5 mm技术套管下深距产层小于30 m,随钻井径数据失真严重,水泥浆用量难以确定,φ177.8 mm尾管固井施工风险高。下尾管前不通井、窄间隙顶替效率低、产层油水活跃等问题导致固井质量难以保证。通过对复合前置液体系设计,微膨胀胶乳水泥浆体系研究及窄间隙旋转尾管固井施工工艺研究,形成了TAMBOCOCHA区块底水油藏旋转尾管固井技术,该技术有助于尾管下入到位,准确估算裸眼段环空容积,有效提高套管居中度;前置液冲洗效率为93%,水泥浆12 h抗压强度为36.4MPa。现场应用15口井,固井质量优质率达95%,为强底水油藏大斜度小间隙井固井提供技术支撑,解决了厄瓜多尔TAMBOCOCHA区块特殊井身结构的固井难题。      

西部地区复杂深井固井技术

西部地区深井固井难题主要包括盐膏层固井、高压防气窜固井，长封固段固井和小间隙固井，在详细分析上述主要固井问题的基础上，提出了针对性的固井工艺措施，并指出应针对不同地质条件选用不同的综合性能良好的水泥浆及隔离液体系：对于盐膏层固井，应选用高早强抗盐水泥浆体系；对于高压气层固井，应选用防气窜水泥体系；对于长封固段固井，应选用优质高强低密度水泥体系；对于小间隙固井，应选用抗高温MS-R前置液体系。以T914井盐膏层固井、DLK3井高压气层固井以及永1井小间隙固井为例，介绍了深井固井配套技术在西部地区的应用情况。     

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.     

吐哈油田固井配套技术

详细介绍了吐哈油田低压低渗固井技术、高压及高低压并存防窜固井技术、盐水层和盐膏层固井技术等的研究和应用情况。吐哈油田固井、完井配套技术对提高油田的勘探开发水平和促进整体效益发挥了极其明显的作用 ,为玉门油田和吐哈油田的勘探开发和稳定发展奠定了良好基础     

委内瑞拉ANACO区块气井固井难点及对策

委内瑞拉ANACO区块地层破裂压力梯度低,有高压水层和低压气层,环空容易发生气窜,并含有H₂S和CO₂,呈泥质砂岩。基于以上认识,ANACO区块固井的复杂性主要源于水泥基材料固有的缺陷和地层条件的多变性,正确认识地质条件对固井的影响和选择合适的固井材料、工艺措施是解决固井难题的基本出发点。针对该地区地质因素,从分级注水泥、双密度或多密度水泥浆体系工艺上、水泥浆及外加剂选择等方面进行了研究;同时结合现场固井状况进行了对策方案归纳,并对腐蚀深度和防气窜性能进行实验探索。结果表明,研发的防窜防腐蚀水泥浆最低密度为1.2 g/cm3,且上下密度差低于0.03 g/cm3,游离液接近0,抗压强度高,渗透率低;通过引入防腐蚀材料BCE-750S后,硅酸盐水泥石在7、30和60 d的腐蚀深度大大降低,能够解决当地环空气窜、含有H₂S和CO₂酸性气体等问题。