超深特深油气井固井关键技术进展

深层超深层是油气增储上产重要接替领域,正向9 000 m及以上特深层迈进。针对超深特深井上部大尺寸井眼固井面临的大尺寸套管安全下入及大排量施工等技术难题,下部深层井段固井面临的高温、高压、窄安全密度窗口、窄环空间隙等技术难题,经过持续技术攻关与实践,超深特深井固井技术取得显著进步,尤其在大尺寸大吨位套管安全下入技术、大排量固井施工技术、窄安全密度窗口精细控压固井工艺技术、抗高温固井水泥浆与前置液技术、高温高压固井配套工具、提高固井密封质量配套技术等方面均取得重要进展。该套固井技术在四川、塔里木、准噶尔、渤海湾、柴达木等盆地的超深、特深井固井中进行了应用,在亚洲最深直井PS6井、亚洲最深水平井GL3C井、国内首口“八开八完”HX1井、中国石油近年最高温度井JT1井等应用效果显著。随着油气勘探开发目标日趋复杂,超深特深井固井仍面临诸多新的挑战,需持续加强超深特深井固井基础理论、超高温固井关键材料及工作液体系、高温高压固井工具及配套固井工艺等研究,为超深特深层油气勘探开发提供更强有力的技术支撑。     

青2-2井小井眼小间隙尾管固井技术

青2—2井是一口重点开发井，实际完钻井深4500m。原设计二层井身结构，中途改为三层井身结构。井身轨迹差，油气层显示活跃，环空间隙小，给尾管固井施工带来了难度。通过应用固井仿真与智能设计软件进行固井设计，强化井眼准备，优选水泥浆体系，严格细化施工技术措施，加强施工网络管理，保证了固井施工安全，获得了满意的固井质量。     

鄯科1井二级三段固井工艺

鄯科1井是1口科学探索井,实际二次中完井深4646m。该井三开钻井过程中,井下出现了坍塌、掉块、井漏、油气活跃等复杂情况,尤其是套管下完后的环空失返,给固井施工带来了很大的困难。通过制定解漏方案,采用了二级三段固井工艺技术,并优选了3种水泥浆配方,优化了水泥浆性能,使井建立了循环。施工中,下部井段第1级固井正注水泥,上部井段第2级固井先正注、后反注水泥。测试表明,固井质量达到了设计要求,为四开安全钻进奠定了基础。     

库1井喜获重大油气发现

近日 ,新星公司西北石油局部署的重点探井库 1井获得重大油气发现 ,在钻进过程中泥浆槽面有油花 ,天然气全烃气测值高达 10 0 % ,地质录井有良好油气显示。这是塔里木盆地在该层位的首次重大发现。库 1井位于新疆轮台县境内沙雅隆起亚北 1号构造高点 ,设计井深 6 95 9m,钻探目的是探索该构造的含油气性 ,以实现油气勘探的新突破。在该井施工过程中 ,操作人员严格执行设计要求 ,精心组织施工 ,优化钻具组合和泥浆体系及性能 ,强化钻井参数 ,选用优质高效钻头 ,推广应用新工艺和新技术 ,严格岗位规范 ,增强职工主人翁责任感 ,安全优质地进行施…     

秋南1井φ206.4mm超深小间隙长封段尾管固井技术

秋南1井四开井段采用φ215.9 mm钻头钻至井深6 476 m,钻进中存在钻井液密度大、环空间隙小、盐膏层蠕变严重、井底温度高、井下压力大、压力窗口窄和封固段长等难点。在详细分析主要固井难点的基础上,采用了尾管固井的方式,选择了贝克休斯公司的HMC型液压悬挂器及其工具附件,优选了高密度抗盐双凝水泥浆体系,并使用固井设计软件对该井尾管固井进行了详细的设计,制定了主要的技术措施。现场施工顺利,固井质量合格,达到了封固盐膏层、保护套管的预期目的。     

秋南1井Ф206．4mm超深小间隙长封段尾管固井技术

秋南1井四开井段采用Ф215．9mm钻头钻至井深6476m，钻进中存在钻井液密度大、环空间隙小、盐膏层蠕变严重、井底温度高、井下压力大、压力窗口窄和封固段长等难点。在详细分析主要固井难点的基础上，采用了尾管固井的方式，选择了贝克休斯公司的HMC型液压悬挂器及其工具附件，优选了高密度抗盐双凝水泥浆体系，并使用固井设计软件对该井尾管固井进行了详细的设计，制定了主要的技术措施。现场施工顺利，固井质量合格，达到了封固盐膏层、保护套管的预期目的。     

中国石化固井技术进展及发展方向

近年来,中国石化持续加大了深层超深层油气、页岩气和致密油气的勘探开发,为满足油气勘探开发需求,研制开发了自愈合、纳米液硅、温度广谱性等高性能新型油井水泥外加剂,开发了具有自身特色的抗高温、高密度和低密度（两高一低）以及弹塑性水泥浆,形成了超深井高温高压固井技术、页岩油气固井技术以及超长封固段大温差固井配套技术,基本满足了复杂地质条件下的 固井技术需求,推动了中国石化油气勘探开发进程。成功开发了系列高性能尾管悬挂器、分级注水泥等系列化固井工具、新型自动化控制的水泥车和一体化注氮泡沫水泥浆系统等固井装备、具有自主知识产权的固井优化设计软件,提高了我国固井技术水平和核心竞争力。展望未来,中国石化固井技术发展要坚持以需求为导向,重点发展复杂深井超深井固井技术、低渗透与页岩油气固井技术、老油田调整井复杂压力体系固井技术,更好地服务于复杂油气藏高效勘探开发。同时,加强跨界融合,研发新型多功能、广谱化、智能化、一体化新型固井材料以及大功率、自动化、智能化、设计监控一体化固井设备是未来固井技术发展的方向。      

四川盆地深层碳酸盐岩钻完井技术实践与展望

四川盆地的油气资源勘探开发正在向着更深的层位进军,深层碳酸盐岩气藏深井超深井的多压力系统、可钻性差、超高压超高温、高含硫等诸多难题给钻完井工程带来了巨大的挑战。为了保障该盆地深层碳酸盐岩油气资源勘探开发的顺利进行,立足现场实践与技术攻关相结合的总体思路,“十三五”期间安全快速地完成了诸如双鱼石构造双鱼X133井等一批井深8 000 m左右的超深井,深井超深井钻完井配套技术试验攻关取得了重要进展。获得的成果包括:(1)非标准井身结构优化,配合精细控压、承压堵漏等技术的应用,奠定了优快钻进、安全钻达地质目标的基础;(2)全面优选推广使用高效、个性化PDC钻头,有效地提高了难钻地层平均机械钻速;(3)研发应用的抗200℃高温、抗复合盐水等钻井液及主动承压堵漏技术,有效地减少了高温、高压盐水、井漏等复杂地层钻进的井下复杂情况;(4)精细控压钻井及精细控压固井技术应用于窄密度窗口、多压力系统、压力敏感性地层,平均钻完井液漏失量下降90%以上,复杂处理时间缩短85%以上,固井质量合格率提高20%以上;(5)集成应用的气体钻井等提速技术和工具,使得钻井周期和成本均大幅度缩减。结论认为,该试验攻关成果已基本支撑了四川盆地安岳气田天然气资源的快速转化、川西北二叠系和泥盆系天然气资源的重大发现;同时,为适应“十四五”期间四川盆地9 000 m以深的深层天然气开发,钻完井技术仍需要在抗高温井下工具、工作液等9个方面加快攻关进程。     

丰深4井完井固井工艺技术

丰深1、丰深2、丰深3探区已发现新的含油层系,砂砾岩扇体天然气成藏,但还没有形成工业气流,为了进一步探明胜利探区深层盐膏层之下砂砾岩扇体的含油气情况,在丰深4砂体较高部位钻探的一口重点预探井--丰深4井。该井在钻井过程中发生了多次不同类型的漏失,特别是在目的层前震旦系发生了较严重的片麻岩裂缝性漏失。为保护油气层,正确评价油气藏,将原完井固井设计改为防漏隔‘离顶部注水泥工艺。通过选择套管工具附件和优选水泥浆配方,保证了工艺质量和固井质量,满足了油藏评价的需要及抗高温、抗盐、防污染和漏失的要求。     

青海油田英西深层水平井固井技术

青海油田英西狮子沟区块深层油气藏是近年来柴达木盆地油气勘探的重大突破,该区块资源潜力巨大,同时复杂的钻井、地质条件给固井质量和后续开采带来了巨大的挑战。针对该区块水平井多级压裂的开发特点,为了建立有效的层间封隔,保持水泥环长期密封完整性,通过分析固井难点,完善了固井工艺,优选水泥浆和前置液体系,形成了一套适用于狮子沟水平井开发的固井技术。使用自愈合剂有效封堵水泥石出现的微裂缝,抑制油气窜流,使其同时具有弹性水泥特征,保证水泥环长期密封完整性。形成的基体抗侵防窜水泥浆体系具有一定触变性和较强的内部黏滞力,具有良好的"静止堵漏"效果,同时可降低窜流发生的风险。2018年以来,该固井技术在英西狮子沟区块应用20余井次,平均井深5000 m,平均水平段长1000 m,现场应用效果良好,满足后续体积压裂改造的技术需求,为英西深层开发提供关键配套技术,具有广阔的市场应用前景。      

复杂地层多套压力层系尾管完井固井新工艺

在同一裸眼段出现多套压力层系,不但给钻井作业带来很大的困难,而且大大增加了固井作业的难度.为保护油气层,提高采收率,胜利油田从固井现场的实际情况出发,对固井工具、固井工艺和水泥浆技术进行了改进,形成了适合复杂地层多套压力层系的尾管悬挂器 分级箍 管外封隔器固井工艺和尾管悬挂器 管外封隔器固井工艺.在胜利油田35井次的现场应用表明,该工艺不但保证了固井质量,而且满足了勘探开发的需要.     

生产尾管固井技术优化及其在渤中25-1油田中深丛式井的应用

渤中25-1油田沙河街组油藏属于中深层高温高压油藏,制约了常规尾管固井技术的应用。对生产尾管固井技术进行了优化,解决了中深丛式井生产尾管固井作业安全、质量与时效之间的矛盾,实现了非钻机时间候凝和电测固井质量,显著提高了钻井作业时效。该项技术成果对于渤海中深层油田的开发具有重要意义。     

中原油田?101.6mm尾管延迟固井技术

中原油田是一个复杂的断块油气田,油藏埋藏深,压力高,盐层厚,套管损坏非常严重,套损井占生产井总数的23.2%。为使损坏井重新发挥作用,实施了下?101.6mm尾管的固井完井方法。由于小套管国内尚无固井质量评价方法,为了正确评价固井质量,在中原油田全尺寸实验井中采用了完全模拟现场注水泥方法。通过地面模拟试验研究和现场施工对比验证,找出了小间隙双层套管固井质量的评价方法和控制质量的措施,认为检验套管和尾管回插、优选水泥浆配方、加焊扶正块等措施是提高固井一次成功率和固井合格率的根本保障。经过现场4口     

塔里木库车山前深井窄间隙小尾管固井技术

库车山前是塔里木油田增储上产的重点区域,井深通常在6000~7000 m左右,地质条件复杂,已钻遇井最高温度近180℃,最高气藏压力为150 MPa。钻井采用五开井身结构,目的层巴什基奇克组专打,厚度较薄,约为200 m,采用尾管固井工艺。井深、温度高（120~180℃）、窄间隙（11~18 mm）、小尾管约200 m,对水泥浆抗温性能、流变性能及力学性能均提出了挑战,同时部分井采用水基钻井液,滤饼厚、清除困难,保证固井施工安全及胶结质量困难。针对以上难点,优选抗高温高强度水泥浆体系、抗高温冲洗隔离液体系,同时配套固井工艺,形成适合库车山前固井的深井窄间隙小尾管固井技术,可大幅度提升环空的冲洗顶替效率,同时水泥浆强度发展快,有利于提高水泥石胶结质量,确保后期负压验窜顺利实施。该技术在大北1101井φ127 mm尾管固井中应用,固井合格率为97.2%,优质率为79.4%,负压差33 MPa验窜合格,创山前水基钻井液固井质量最高记录。      

国内特殊尾管悬挂器研制现状与发展趋势

为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求,近几年不断有新型尾管悬挂器被研制应用。这些新型尾管悬挂器包括:可有效解决尾管重叠段封固质量差和油气水窜的集尾管悬挂器、封隔器于一体的尾管封隔悬挂器及其回接装置;具有液压、机械2种坐挂功能的双作用尾管悬挂器;用于深井钻井中的超大尺寸、重负荷尾管悬挂器;适用于老井和套管开窗侧钻井的小尺寸尾管悬挂器;防止CO2、H2S气体腐蚀的特殊尾管悬挂器以及水平井尾管悬挂完井系统等。这些特殊尾管悬挂器在国内陆上和海上油田的应用中,均取得良好效果。介绍了其研制及应用概况,并就其发展方向提出了建议。     

增韧纤维水泥浆在胜利油田小间隙井的应用研究

为解决胜利油田开发中后期小间隙固井中存在的诸多问题,从水泥石的弹性和韧性等方面开发出了增韧纤维水泥浆。优选出了增韧纤维,评价了增韧纤维对水泥浆流变性、稠化性能、降滤失性能以及与其他添加剂配伍性能的影响。同时研究了纤维对水泥石的力学性能、渗透率、泊松比和弹性模量以及胶结强度的影响。结果表明,增韧纤维在适宜的加量和长度范围内对水泥浆流变性、稠化性能、失水性能的影响不大,但对水泥石的力学性能影响显著;在小间隙固井中,使用增韧纤维可以改善水泥环的韧性和弹性,防止窜流发生;增韧纤维水泥石的韧性(抗折强度)较原浆水泥石明显提高。该水泥浆体系在23口小间隙井或漏失井进行了应用,解决了现场固井技术难题。     

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。      

尾管碰压工艺在深井尾管固井中的实践

尾管固井最大的缺点就是要钻水泥塞,为此,辽河石油勘探局钻井一公司和华北油田钻井研究院合作,进行碰压固尾管工艺的研究和深井现场试验,达到了固尾管后不留水泥塞的目的。文中介绍了尾管悬挂器的改进和碰压固尾管工艺,认为悬挂装置挂得住、倒得开、大小胶塞组合好、密封套密封好、能顺利提出,是碰压固尾管成败的关键;小钻杆通径、称重、测扭矩、计算收缩距等是成功的保证。     

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。     

高压油气井尾管回接固井新技术

针对高压油气井固井后经常会出现环空窜流问题,研制了新型尾管封隔回接装置,该回接装置主要包括铣鞋、回接插头、节流浮箍,可磨铣回接筒上端和内表面的水泥残留物;封堵回接尾管与上层套管间的间隙;防止下套管时井口冒浆,并确保回接插头下插时液体有足够的压缩空间。现场应用表明,该回接工艺操作方便,回接装置密封可靠、耐高温。在四川、胜利、渤海等地应用效果较好。