東營北帶深層固井技術(shù)探索與實際

1、東營北帶深層固井技術(shù)探索與實際                        摘要:在勝利油田勘探開發(fā)深層砂礫巖、灘壩砂及復雜油氣藏過程中,由于可借鑒資料少,出現(xiàn)了一些新的難題,對固井技術(shù)提出了新挑戰(zhàn),主要集中體現(xiàn)在東營北帶的鉆井、完井固井作業(yè)中。當前前固井技術(shù)還跟不上鉆井技術(shù)的發(fā)展,固井工藝及其配套技術(shù)和經(jīng)驗相對缺乏,在特殊特殊工具附件管理和檢驗方面還存在

2、缺陷,導致了部分探井固井質(zhì)量差,甚至發(fā)生了事故。為此,在區(qū)域勘探開發(fā)的過程中,不斷進行分析探索,并且開發(fā)出一套適合該區(qū)域地層特征的固井施工工藝技術(shù)措施,有效地解決了現(xiàn)場固井問題,提高了該地區(qū)的固井質(zhì)量。 關(guān)鍵詞:深層砂礫巖, 東營北帶,固井質(zhì)量, 技術(shù)措施 東營北帶指東營洼陷北側(cè)的斜坡帶,東至永安,西至利津。東營凹陷北部陡坡帶具有很大的資源潛力,隨著近十年三維地震資料的大量使用、地質(zhì)認識程度的不斷深化以及新技術(shù)的不斷應(yīng)用,油氣勘探進入以砂礫巖扇體巖性油氣藏為主要目標的階段,其中沙河街組地層自下而上分為沙四段、沙三段、沙二段和沙一段。沙三段是東營凹陷古近紀湖盆主要斷陷期,也是湖盆的最大擴張期,發(fā)

3、育巨厚的砂泥巖互層沉積。永安鎮(zhèn)油田位于東營凹陷東北部,沙三段上亞段(簡稱沙三上)沙二段下亞段(簡稱沙二下)時期構(gòu)造穩(wěn)定沉降,全區(qū)沉積物主要來自于北部陳家莊凸起和東部青坨子凸起。該地區(qū)井深大都在4000米-5600米之間,0-2500米為平原組至沙三中地層,結(jié)構(gòu)平緩;沙四段地層有不確定的高壓層,鹽膏層,砂礫巖集中段,底部為前震旦潛山,地層傾角為5-25度。 1、主要固井難題 (1)該區(qū)域地層復雜,鹽巖、大段鹽膏、高壓層并存,壓力系數(shù)在1.60-1.90不等;井筒內(nèi)常壓高壓交替,壓力系統(tǒng)復雜(如圖1所示),給固井設(shè)計中的壓力預測帶來困難。 (2)東營北帶地層埋藏深,井深4000米5760米,同一井

4、筒內(nèi)存在多套壓力層系;涌漏并存,2007年5口井全部發(fā)生了井涌、井漏。 (3)該區(qū)域地層傾角大,防斜難度大,井身質(zhì)量差,糖葫蘆井眼、擴大率大、井眼軌跡不好。 (4)鉆井周期長,復雜情況多;地層傾角變化大,套管難以居中,固井質(zhì)量難以保證例如:豐深區(qū)塊、鹽家、利津等區(qū)塊。 (5)井底溫度高(143193度),水泥漿體系溫度適應(yīng)范圍達不到溫差變化較大的要求,高低溫差膠結(jié)程度差異大,造成長裸眼井固井質(zhì)量難以保證。 (6)鹽膏層以下為砂礫巖集中段,砂礫巖集中段承壓能力不確定,承壓能力相差較大。 2、開發(fā)初期的固井質(zhì)量分析 東營北帶深部地層開發(fā)初期,由于缺乏可參考的地質(zhì)資料現(xiàn)場經(jīng)驗,給鉆井工程和固井工程提

5、出了新的技術(shù)調(diào)整,第一輪開發(fā)的的幾口井,如豐深1井,鹽222,豐深10井等,由于鉆井技術(shù)和地質(zhì)資料的滯后,給固井作業(yè)造成很大難題,如井身質(zhì)量,復雜的井內(nèi)情況等等,最初開發(fā)的幾口井,固井質(zhì)量較差,如豐深5,鹽222,豐深10井固井質(zhì)量不合格,以豐深10井為例,該井部分測井曲線,3610-3700m存在高壓油氣層,3610-3700m井徑規(guī)則,固井質(zhì)量不合格,該井下完油套循環(huán)期間發(fā)生井漏;靜止堵漏后,固井碰壓未成功,造成整個油層套管掃水泥塞,影響了固井質(zhì)量。 鹽222井3900-4060m以砂、礫巖為主,油氣顯示活躍;油層套管第二次測井;3900-4060m井徑規(guī)則,固井質(zhì)量不合格。如圖2該井地層

6、剖面情況,由圖可知,該井地層傾斜角大,井眼軌跡難以控制,套管具中度差,為固井作業(yè)埋下了隱患。 3、主要技術(shù)措施 (1)東營北帶埋藏深,井身結(jié)構(gòu)復雜,根據(jù)實際的井況、完井方式,選擇適當?shù)牡墓叹に?如尾管篩管頂部注水泥工藝;旋轉(zhuǎn)尾管固井工藝;分級注水泥特殊工藝。 (2)選用性能優(yōu)良、抗高溫的井下工具附件(160),如管外封隔、分級箍、懸掛器。套管外封隔器要進行耐溫和側(cè)向耐壓試驗。結(jié)合管外液柱壓力確定封隔器的側(cè)向耐壓值。 (3)在井徑擴大率較大井段采用加放套管旋流器,間隔距離46米,要用卡箍固定位置。保證有效頂替和置換。      

7、60;                      (4)針對井身質(zhì)量差的情況,合理下入套管扶正器改變套管偏心問題。研究表明,套管居中度要達到67%以上,才能獲得良好的頂替效率。另外,套管扶正器使套管柱與井壁產(chǎn)生更多的點接觸,減少了面接觸,相對減小了下套管摩阻。 (5)調(diào)整優(yōu)化水泥漿體系性能,水泥漿性能除了滿足低失水、低收縮、短過渡時間,高的早強度外,還需要滿足抗鹽、抗地層水污染性能;同時

8、要進行抗壓、抗折以及膠結(jié)強度試驗。另外,體系的抗高溫穩(wěn)定性以及水泥石的塑性都有較高要求,避免因為射孔而產(chǎn)生裂縫影響油氣井壽命。漏失層位采用纖維。 (6)針對地層傾角大、動力鉆具糾斜出現(xiàn)拐點和狗腿的情況,要做好通井工作,防止套管遇阻遇卡。大排量洗井,清除沉砂,保證井眼暢通。 豐深5井,鹽222,豐深10井鉆井和固井作業(yè)失敗后,通過研究分析,開發(fā)了配套工藝技術(shù),并且通過了科學論證,在之后開發(fā)的幾口井中收到了良好的效果,如豐深2、3井固井質(zhì)量合格,豐深6井一界面固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì),二界面固井合格。永928側(cè)固井質(zhì)量合格。以豐深6井為例詳述上述技術(shù)措施的應(yīng)用情況。 4、認識與建議 (1)實際固井設(shè)計和作業(yè)中

9、,要全面考慮井眼的各種復雜條件,結(jié)合該地區(qū)實際情況,開發(fā)研究、配套相應(yīng)的固井工藝技術(shù);有選擇性、針對性地綜合利用各種技術(shù)措施,以達到提高固井質(zhì)量的目的。 (2)采用雙凝雙密度抗高溫防氣竄水泥漿體系,主力氣層段采用常規(guī)密度膠乳防氣竄水泥漿體系封固,防止氣竄;氣層以上采用低密度非滲透防氣竄水泥漿體系,降低環(huán)空液柱壓力,防止漏失。 (3)要根據(jù)完井固井工藝的具體要求正確選擇特殊工具的類型,工具的可靠性是保證特殊工藝成功的關(guān)鍵。 (4)復雜地層的完井固井技術(shù)必須是工藝、工具、水泥漿體系的綜合配套應(yīng)用。 (5)應(yīng)根據(jù)每口井的實際情況,研究具有針對性的工藝技術(shù)措施,才能最大限度的保護油氣層,提高采收率。 (4)隨著鉆井工藝的改進和固井質(zhì)量標準的提高,高溫深油藏井開采越來越多,水泥漿體系也必須相應(yīng)作出調(diào)整,解決井底高溫、高壓、第二界面封隔質(zhì)量要求嚴等諸多新的問題,以保證固井質(zhì)量的穩(wěn)定和提高。 (6)優(yōu)選的前置液需要具有良好的抗鹽性能,沖洗能力。隔離液能夠加重和具有良好的清洗隔離能力,并在高溫條件下保持穩(wěn)定。 參考文獻 1 張宏軍 張偉等 復雜地層多套壓力層系完井固井新工藝J石油鉆探技術(shù) 2004 3