超深井復(fù)雜地層固井技術(shù)研究與應(yīng)用_工程管理

1、超深井復(fù)雜地層固井技術(shù)研究與應(yīng)用在石油可采、易采儲量不斷削減的狀況下,油田勘探開發(fā)已向海洋、簡單地層、深井、超深井方面 進展 。由于各種油藏分布狀況不同,目的地層地質(zhì)條件簡單,給固井工程帶來了很多難題和挑戰(zhàn)。本文針對超深井簡單地層的固井技術(shù)難點,從水泥漿體系、固井工藝等三個方面開發(fā)完善深井水泥漿體系技術(shù)、提高井下工具附件牢靠性,并在現(xiàn)場中得到了良好應(yīng)用。在深井、超深井完井固井中,由于受到超高溫、超高壓、鹽膏層、簡單地層等諸多因素的影響,固井質(zhì)量始終不盡人意,影響了新區(qū)或深層油氣的發(fā)覺和油藏的評價。開發(fā)超深層、超高壓、高含硫、低滲致密等簡單油氣藏,目前還沒有成熟配套的技術(shù),有些甚至屬于世界級難題

2、。而井越深,井下越簡單,固井完井的難度也越大。1、深井簡單地層固井難點1.1地層狀況簡單超深井固井地層狀況簡單,多套壓力體系地層并存,存在固井防漏和防噴的難題。同一個井眼存在上涌下漏、地層易破裂、易垮塌等問題。部分地區(qū)高含硫化氫,存在固井防腐問題。1.2井底溫度高井底溫度高對水泥漿抗高溫穩(wěn)定性能提出更高的要求。水泥漿的流變性能與頂替排量等發(fā)生略微的變化,就會導(dǎo)致環(huán)空窄間隙內(nèi)鉆井液的頂替效率發(fā)生很大的變化,難以實現(xiàn)紊流頂替,水泥環(huán)薄弱,抗沖擊力差。1.3多壓力層、窄間隙固井由于井身結(jié)構(gòu)的限制,有很多井采納“特別規(guī)”的井身結(jié)構(gòu)。這將帶來以下幾個問題:a.特別規(guī)尺寸,工具配套難度大;b. 下套管風(fēng)險

3、加大,簡單引起粘卡和漏失,套管不易居中;c.水泥石強度降低,保證不了封隔效果。1.4間隙小難題井眼環(huán)空間隙小,泥漿比重高,循環(huán)摩阻大,造成施工泵壓高,固井或替漿過程中,因泵壓過高而無法正常施工。1.5長封固段固井,注水泥量大長封固段固井,水泥量大。易發(fā)生泥漿連續(xù)竄槽、砂堵蹩泵、易壓漏地層等問題。2、技術(shù)措施針對深井簡單地層在固井過程中這些存在的這些問題,依據(jù)現(xiàn)場實踐及試驗討論,提出了如下的解決措施。(1)固井前井眼預(yù)備充分,除實行原鉆具組合通井外,還要模擬套管剛度進行通井,有效避開了套管的下入過程遇阻或下不到位。從統(tǒng)計資料看,近期完鉆的深井未消失套管下不到設(shè)計井深的狀況。(2)對于長裸眼段固井

4、,假如地層承壓力量不能滿意單級注水泥,可采納多級注水泥方式,在條件允許的狀況下可采納雙膠塞注水泥的方式。在滿意地層承壓力量條件下,應(yīng)用雙膠塞固井質(zhì)量,并且在目前這種固井工藝在深井中普遍應(yīng)用。(3)大尺寸套管固井多采納內(nèi)插管固井方式,一方面削減了混漿段,同時還有利于提高頂替效率,有效掌握水泥塞的高度。(4)針對同一井段多套壓力體系,除對固井工藝進行優(yōu)化外,還要保障水泥漿性能。通常要求低失水、低收縮、高的早強度,同時要進行抗壓、抗折以及膠結(jié)強度試驗,調(diào)整外加劑加量,優(yōu)化水泥漿配方。(5)針對井身質(zhì)量差,采納前置液紊流頂替技術(shù),盡量提高頂替效率,在井況、設(shè)備力量允許的條件下盡量提高注替排量,或者采納

5、旋轉(zhuǎn)固井,較完全清出井內(nèi)鉆井液,達到替凈,提高固井質(zhì)量。3、現(xiàn)場應(yīng)用3.1勝科1井勝科1井是中石化的一口重點 科學(xué) 探井,完鉆井深7026m。三開鉆進過程是最簡單、最困難的階段。鉆遇了大段的鹽膏層以及紫紅色軟泥巖層,地層非常簡單;鉆進過程中有太多的蹩鉆、蹩泵,起下鉆阻卡;鉆井液密度高達2.26g/cm3;而且井徑不規(guī)章,消失大肚子、糖葫蘆井眼,對固井質(zhì)量造成極大的威逼。為防止套管擠毀和保證固井質(zhì)量,采納抗高溫抗鹽抗污染高密度(2.30g/cm3)水泥漿體系和配套的工藝技術(shù)措施。1、前導(dǎo)水泥漿:27203900m采納1.94 g/cm3抗溫抗鹽防污染水泥漿體系。配方:勝G水泥593g+硅粉207

6、g+SWH-1 2.4g+SWJ-1L 32g+SWJZ-1 6g+NaCL 57.6g+H2O 302g性能:密度1.94g/cm3;失水16ml/90*6.9 MPa*30min;稠化時間274min/130*58MPa2、正常水泥漿:39004250m采納密度2.30g/cm3的加重高密度抗 鹽抗高溫體系。配方:勝G484g+鐵礦粉440g+硅粉176g+SWH-1 8.0g+SWJ-3L 30g+SWJZ-11.6g+NaCL 48.6g+H2O270g性能:密度2.30g/cm3;失水50ml/95*6.9 MPa *30min;稠化時間 234min/140*70MPa;強度 19

7、.3 MPa/140*21 MPa *24h3.4豐深3應(yīng)用狀況豐深3井是一口局級重點探井,主探濟陽坳陷東營凹陷北部陡坡帶豐深3砂體較高部位含油氣狀況。鉆進中途測試油氣顯示較好,固井質(zhì)量的好壞直接影響油氣層的評價。由于同地區(qū)井深4000m以上井,固井質(zhì)量均較差。為此,公司經(jīng)過深化分析和討論,優(yōu)選了抗高溫高壓的井下工具附件,并建議采納抗高溫防氣竄膠乳水泥漿體系。水泥漿配方如下:勝濰G級水泥+5.0%SDJR-1+5.0%SWJ-3+0.4%SWJZ-1+0.25%SDW+12%鹽+現(xiàn)場水(150,60MPa)水泥漿密度為1.88g/cm3,流淌度為19cm,21MPa、150養(yǎng)護36小時后抗壓強

8、度為23.4MPa,水泥漿稠度到達40Bc時間為235min,6.9MPa下30min的失水量為47ml?，F(xiàn)場配制藥品水3.92方,大樣復(fù)查合格;下完套管后循環(huán)洗井調(diào)整水泥漿性能,座掛后洗井排量0.65m3/min,泵壓13MPa,其次天倒扣后固井,注入隔離液4方,水泥漿5.3方(用藥品水3.2方),替漿21.15方,泵壓0-16,碰壓20MPa;拔出中心管循環(huán),候凝48小時。4、熟悉與建議(1)大尺寸套管固井技術(shù)(勝科1井)、分級固井、尾管固井、長封固段雙膠塞固井及低密度水泥漿固井工藝,能夠滿意目前深井固井需要。(2)在鉆穿鹽膏層、膏巖層和軟泥巖以及低壓裂縫漏失層等多種復(fù)合簡單地層的狀況下,采納了抗鹽抗高溫抗污染高密度水泥漿體系,完成了大噸位,高泵壓的擠注水泥施工。取得了滿足的效果。(3)配套工藝技術(shù)措施的應(yīng)用、工具附件的正確操作、高密度水泥(與外摻料、外加劑)的混拌質(zhì)量以及與混拌用水的大樣復(fù)查,對于保證簡單井、深井的正