库车山前大尺寸套管固井技术

针对库车山前大尺寸套管环空带压的问题,结合现场资料和室内试验评价,分析了大尺寸套管环空带压产生的原因,并在此基础上,通过强化井筒,提高管柱居中度,增加浆体摩阻级差和壁面剪应力,严格要求水泥浆稠化、过渡和起强度时间,细化憋压候凝程序等措施,形成了快速封固、全程压稳的大尺寸套管固井技术。研究发现,分级固井方式对复杂工况的处置有限,顶替和压稳措施针对性不强,导致大尺寸套管固井窜槽严重,未压稳地层高压流体,造成一次固井质量差,从而引起库车山前大尺寸套管环空带压。大尺寸套管固井技术在库车山前成功应用6井次,整体固井顶替效率达到95%以上,水层段固井质量合格率大于90%,固井质量良好,具有一定的推广应用价值。      

小尺寸封隔式尾管悬挂器研究与实践

针对塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带储层固井重合段固井质量差的问题,定制研发了适用于库车山前储层的小尺寸封隔式尾管悬挂器。该悬挂器不仅具备普通悬挂器的所有功能,还能永久封隔重合段,防止喇叭口油、气、水窜发生,成为水泥石外的另一道屏障。实践表明:该小尺寸封隔式尾管悬挂器各零部件稳定可靠,封隔能力较强,为解决该地区深井小尾管固井过程中长期存在的重合段固井质量差、喇叭口窜气的难题提供了一条新的思路。     

塔里木盆地超深天然气井全过程塞流防漏注水泥技术

塔里木盆地库车坳陷山前构造带是典型的超深超高压高温复杂天然气藏,盐膏层段和储层钻井均为多压力层段,如何保障尾管固井既要压稳产层又要防止水泥浆漏失,成为该区块确保气井水泥环完整性的关键。为此,提出了全过程塞流注替水泥浆解决方案,以控制注水泥当量循环密度(ECD)和水泥浆雷诺数为核心,建立了裸眼地层承压能力获取、塞流注替排量和下套管速度计算方法 ;结合盐膏层和储层井段小间隙、偏心、高温以及塞流注替时间长的特点,完成了固井工作液外加剂、外掺料优选以及工作液用量设计。该区4井次现场应用试验结果表明,以控制ECD、水泥浆雷诺数为核心的塞流注替方法能有效防止漏失,隔离液、水泥浆体系能满足全过程塞流注替要求。结论认为,该项固井技术能降低漏失风险,提高顶替效率,提高尾管固井质量,为解决库车山前构造带"三超"气井固井难题提供了新的技术途径。     

元坝地区固井技术难点与对策探讨

川东北元坝地区面临井深、高温、高压、固井安全密度窗口窄、防漏防窜矛盾突出等诸多技术固井难题。针对元坝地区已完成井固井质量不稳定、环空窜气的现状,创新性地在元坝15口井固井作业中使用了泥饼固化防气窜固井技术,该技术有效提高了固井质量,对下步该地区提高固井质量、减少环空窜气有一定的借鉴意义。     

肯基亚克盐下石炭系高压油气藏防气窜尾管回接固井技术

石炭系碳酸盐岩储层是肯基亚克盐下油田的主力开发层,由于该储层地层压力高,安全密度窗口窄,存在溢漏同层,钻井液和水泥浆之间的密度差小,封固段长,循环压耗高,水泥浆失重严重,环形间隙小,井眼不规则,套管居中度差,造成固井后水泥胶结质量差,易发生环空气窜。为提高水泥胶结质量,该油田采用了防气窜尾管回接固井技术,并采取了一系列配套技术措施。10口井的现场应用表明,防气窜尾管回接固井技术提高了固井质量,解决了环空气窜问题。介绍了该油田防气窜尾管回接固井技术方案、技术措施,并以两口井为例介绍了该油田直井和大斜度井防气窜尾管回接固井的施工程序。     

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。      

超高压防气窜尾管固井回接装置关键技术

高压油气井尾管固井易发生环空气窜,采用常规回接技术不能解决环空气窜问题,为此,进行了超高压防气窜尾管固井回接装置关键技术研究.通过分析回接插头密封组件、封隔器类型、封隔器防退及防提前胀封等关键设计技术,设计了一种回接插头与封隔器一体、使用安全、密封能力达70 MPa的超高压防气窜尾管固井回接装置.根据该回接装置的结构特点和现场施工关键环节,制定了合理的施工工艺和技术措施,提出了扫上水泥塞、磨铣回接筒、试插等易出问题关键环节的工艺要求,并给出了更精确的浮力变化计算方法.该回接装置在四川地区8口高压油气井尾管固井回接或短回接进行了应用,均未发生气窜.现场应用结果表明,该回接装置操作简便、安全可靠、封隔效果好,能够有效解决高压油气井尾管固井环空气窜的难题.      

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.     

顺南井区高温高压防气窜尾管固井技术

顺南井区井温超高,地层压力系统复杂,气层异常活跃,防气窜固井难度大,导致固井质量不合格。为解决气体窜通和水泥石高温强度衰退的难题,开展高温高压防气窜固井优化研究。通过优化外加剂,得到了新型胶乳液硅防气窜水泥浆体系。研究结果表明,用粒径为0.18、0.125或0.09 mm的硅砂复配,能够克服178℃下水泥石高温强度衰退的难题;胶乳水泥浆体系加入液硅后,防气窜能力增大;加入纤维可以使水泥石弹性模量降低48%,抗冲击性好;水泥浆呈直角稠化,具有较好的防气窜能力。优化前置液结构,使用加重隔离液技术实现低速紊流顶替。为防止水泥浆失重导致气层不稳,替浆后反循环洗井并尽快进行环空憋压,实现以快治窜。同时,配套抗高温气密封固井工具与附件,以保证防气窜固井质量。顺南井区φ177.8 mm尾管防气窜固井质量得到良好改善,为该工区高温高压防气窜固井提供重要的技术支撑。      

气井生产期间井筒内温度变化对水泥环密封完整性影响的研究及应用

针对高石梯-磨溪区块天然气井生产期间易出现环空带压的问题,采用水泥环密封完整性模型分析生产期间井筒内温度变化对水泥环密封性能的影响,提出了固井水泥浆设计要求、工艺参数优化等提高该地区水泥环密封完整性的固井配套技术措施。该技术现场应用后,高石梯-磨溪区块完井试油期间未发生环空带压现象,且生产期间的环空带压风险也有所降低;因此该技术在预防天然气井环空带压方面具有很大的推广应用前景。     

高温高压高含硫气井固井水泥环封隔能力评价技术

随着中海油海上及海外复杂油气田大力开发,高温高压高含硫井开采数量不断增多,固井水泥环封隔性能失效引起的环空带压或酸性气体泄漏问题,已经成为制约高温高压高含硫气田安全作业和生产的瓶颈。从分析固井水泥环封隔能力影响因素、失效机理等方面出发,总结了高温高压高含硫固井水泥环封隔能力失效的主要原因,分析认为在高温高压高含硫条件下水泥石力学性能和结构变化是影响水泥环封隔能力的重要因素之一;结合高温高压高含硫井特点,设计了固井水泥环封隔能力评价思路,建立了固井水泥环层间封隔能力评价方法,提出了改善水泥环长期封隔能力的技术措施,为提高高温高压高含硫固井水泥环密封完整特性和延长油气井生产寿命,提供了新的工程技术发展方向与解决途径。     

尾管短回接固井工程技术在塔里木油田的实践应用

在塔里木油田地区山前构造井,钻穿越盐膏层期间很可能钻遇砂岩,因此在盐层尾管固井期间易发生漏失,导致井下复杂情况,使得后期固井质量不合格,满足不了套管试压要求或有油气水窜等现象。     

松南地区小眼井固井水泥浆设计时应考虑的一些问题

松南地区属低压低渗透储层,而且气层活跃,易发生气窜。从水泥浆性能及流变学角度综合设计了松南地区小眼井的固井水泥浆,优选出LDAM水泥浆体系,并在FL11、HD28-16、FL-13、B6-6、W101井现场使用。结果表明,LDAM水泥浆体系能有效解决小眼井固井漏失气窜问题,并提高了薄水泥环的胶结质量。     

玛扎塔格构造浅层气防窜固井技术

玛扎塔格浅层构造气田天然气储量丰富,但地质结构复杂,产层套管固井后时常出现环空气窜和井口环空带压现象,同时天然气中含有较高浓度的H2S,给开发作业带来极大的风险和困难。在对环空气窜进行分析研究基础上,通过调整固井水泥浆配方,形成了一套阶梯密度、多凝、早强、非渗透、膨胀型水泥浆,结合使用低黏性紊流前置液,并配合变排量施工及抗硫、气密封螺纹套管等工艺技术,解决了固井防漏、防气窜技术性难题。在玛扎塔格浅层构造气田的近10口井中进行现场应用,结果固井质量优质。     

川渝地区复杂深井固井技术

川渝地区蕴藏着丰富的天然气资源,但同时该地区地质条件复杂,表现为油、气、水层多且活跃,地层压力系统复杂,裂缝、溶洞、断层发育等,这些因素都给固井带来很大的困难与风险.这些难题大致可分为以下几点:压稳与防漏矛盾突出;小井眼,窄间隙;存在盐膏层;存在酸性气体腐蚀;井底高温高压,油气水窜风险大.要解决这些问题必须要有针对性的固井工艺,包括大环空固井技术,完钻地层漏失压力单井评估技术,尾管、旋转尾管固井技术,间歇式反挤水泥技术,环空加压候凝技术.还要优选水泥浆体系,使用防窜、防漏水泥浆.这些措施相结合取得了理想的固井质量,为后续钻井和油气开采提供了保障.     

歧深1井高温深层小间隙尾管固井技术

歧深1井尾管裸眼封固段油气活跃、温度高、环空间隙小,在固井过程中易出现层间互窜、顶部水泥石超缓凝等复杂情况。针对以上难题开展了技术攻关,提出综合采用套管居中、井眼清洁及界面清洗、隔离液、防窜水泥浆及动态压力平衡固井技术。该套技术的运用,确保了该井Φ177.8 mm和Φ127 mm尾管固井环空水泥环分布均匀,且现场施工作业安全顺利,有效地解决了歧深1井尾管固井过程中易出现层间互窜、施工泵压过高（易压漏地层）、顶替效率差、水泥环薄且分布不均匀、顶部水泥石易超缓凝等问题。施工结束后候凝24 h测井固井质量合格。     

中俄东线楚州盐穴储气库固井难点及对策

中国石油天然气集团公司正在建设楚州盐穴储气库来保障中俄东线的调峰和应急供气。楚州地区盐岩埋藏深、夹层多、地质条件复杂,相对于其他盐穴储气库,楚州储气库对固井技术提出了更高的要求。为保证楚州储气库固井质量,针对楚州储气库固井时存在的水泥浆配方筛选困难、提高顶替效率困难、易漏失及易憋堵的特点,提出了适合本地区的水泥浆体系和提高顶替效率、长封固段防漏以及防止环空憋堵等措施。通过现场3口井对固井措施进行了验证,经固井质量和气密封试压检测,3口井固井质量全部合格,能够满足以后储气库生产的需要。提出的固井措施对以后该地区盐穴储气库固井具有很好的借鉴意义。     

胜利油田东部油区页岩油气水平井固井技术

胜利油田东部油区页岩油气使用水平井开采,针对高温高压长水平段固井所面临的现场下套管困难、环空界面胶结环境差、施工前井筒漏失、施工后气窜气侵等一系列技术难题,采用两亲冲洗隔离液、纤维膨胀和塑性胶乳防窜水泥浆体系以及相关配套技术措施共同组成了固井技术方案,解决了技术难题。室内实验评价结合现场施工应用,研究成果表明：(1)两亲冲洗隔离液可有效清除油基钻井液附着套管壁油膜和井壁含油滤饼,改善环空界面胶结环境,为固井质量提供前提保障;(2)塑性胶乳防窜水泥浆具有低失水、零游离液、沉降稳定性好、防窜性能好、水泥石抗压强度高和弹性模量低等性能优点,有效保证了长水平段固井界面胶结质量;(3)纤维膨胀水泥浆具有良好的堵漏防漏效果,在固井施工中可实现前期防漏,提高地层承压能力;(4)优化扶正器、漂浮顶替、环空压稳、辅助下套管等配套技术措施,使长水平段套管居中度得以保证,并解决了水泥浆在候凝失重过程中水平段油层无法压稳的难题;(5)将上述固井关键技术,现场应用于胜利油田东部油区4口页岩油气水平井,固井质量优,后期压裂开采效果好,为今后页岩油气水平井固井提供借鉴。     

川东北地区高压防气窜固井技术

川东北地区地层条件复杂,井深,气层压力高,固井防气窜的难度大.要提高高压气井的固井质量需要设计合理的液柱结构确保压稳,应用具有良好防气窜能力的高密度水泥浆体系,并采取合理的固井工艺.通过采用Gaudin-schutzmann粒度分布方程来优化高密度水泥浆体系的粒度分布,使其达到紧密堆积状态;优选防气窜能力强的添加剂,来提高水泥浆体系防气窜性能;应用新型分段气窜预测模型来进行防气窜预测与压稳设计,以优化环空液柱结构.高密度防气窜水泥浆体系在川东北地区的河坝2井、元坝2井等应用了10井次,入井水泥浆最高密度2.41 kg/L,气层固井质量均达到优质.     

库车山前井防漏固井方法技术研究

由于塔里木油田库车山前地区目的层深、地质条件复杂,导致该地区的井在固井过程中时常发生漏失事故,严重影响固井质量。基于此问题,对整个固井期间产生激动压力的原因进行分析。通过研究钻井液性能、环空间隙、钻具和套管下放速度、排量以及井浆流变性能对激动压力的影响,得出环空间隙越小激动压力越大,建议不得小于20mm;降低钻井液屈服值能减小破坏胶凝结构产生的激动压力;提出了更为合理的套管下放速度计算模型以及提升循环排量频率的概念和控制方法 ;调整井浆的流变性能可以有效降低施工中产生的摩阻,并依此提出了注替排量的计算模型。现场应用表明,该套防漏固井方法对库车山前地区井的防漏设计有指导意义。