川東北地區(qū)長(zhǎng)封固段窄間隙技術(shù)套管固井應(yīng)用情況分析課件

川東北地區(qū)長(zhǎng)封固段窄間隙技術(shù)套管固井應(yīng)用情況分析2007年7月前言

川東北地區(qū)是中石化油氣勘探開(kāi)發(fā)的重要接替陣地,2002年底第一口完成井毛壩1井在飛仙關(guān)三段發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)天然氣層后，川東北勘探開(kāi)發(fā)相繼取得了重大突破。川東北地區(qū)是以含天然氣為主的碳酸鹽巖裂縫性油氣藏，由于四川盆地的壓扭性特點(diǎn)，呈現(xiàn)出諸多復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造特征，為完井、固井工程帶來(lái)了許多難題,“兩多三大三高一深長(zhǎng)”高度概括了川東地區(qū)的固井技術(shù)特點(diǎn)。勝利黃河固井公司自2001年進(jìn)入川東北以來(lái)，累計(jì)完成各類固井施工120余井次，現(xiàn)場(chǎng)首次應(yīng)用2.45g/cm3的高密度水泥漿體系解決了河壩1井異常高壓地層固井等技術(shù)難題,積累了一些較為成功的經(jīng)驗(yàn)。

川東北海相氣井井身結(jié)構(gòu)φ660.4mm鉆頭×508.0mm套管(50-200m)φ444.5/406.4mm鉆頭×339.7mm套管(800-2000m)φ311.1/314.1mm鉆頭×273.1mm套管(2800-4300m)

φ241.3mm鉆頭×193.7mm套管(或φ215.9mm鉆頭×193.7mm套管)φ165.1mm鉆頭×146.1mm套管一、技術(shù)難點(diǎn)

1、長(zhǎng)封固段固井(封隔段長(zhǎng)達(dá)2800-4300m)，水泥量大。（1）易發(fā)生鉆井液連續(xù)竄槽；（2）易砂堵蹩泵；（3）水泥漿易脫水稠化；（4）易壓漏地層；（5）候凝時(shí)水泥漿失重；（6）大水泥量固井施工對(duì)裝備要求高。

一、技術(shù)難點(diǎn)2、地層承壓能力低。（1）裸眼井段長(zhǎng)，各種原因引發(fā)漏失情況增多；（2）低承壓能力不支持常規(guī)的固井方式，經(jīng)常導(dǎo)致水泥低返；（3）要面臨高壓井控，兩級(jí)注水泥暫不能成為解決地層承壓能力低和水泥低返問(wèn)題的技術(shù)支撐。

一、技術(shù)難點(diǎn)3、裸眼壓力窗口窄。（1）平衡壓力固井設(shè)計(jì)，施工難度大；（2）控制流變參數(shù)影響頂替效率，影響固井質(zhì)量。

一、技術(shù)難點(diǎn)4、窄環(huán)空間隙固井(套管本體與環(huán)空間隙19mm或20.5mm，接箍與環(huán)空間隙9.05mm或10.55mm)。（1）非常規(guī)尺寸工具配套難度大；（2）下套管難度大，易引起粘卡和漏失；（3）套管不易居中；（4）循環(huán)壓耗大，頂替效率低；（5）水泥環(huán)強(qiáng)度低。

二、技術(shù)對(duì)策（2）低密度水泥漿體系低密度水泥漿體系配合多級(jí)注水泥工藝能更好地解決長(zhǎng)封固段井特別是滲透性漏失的長(zhǎng)封固段固井問(wèn)題。

領(lǐng)漿低密度水泥封固段

尾漿高密度水泥封固段二、技術(shù)對(duì)策水泥漿性能試驗(yàn)：配方失水量ml

流變性游離水%初始稠度Bc稠化時(shí)間，minSPNηpτoNK50Bc100Bc常壓，75℃110.50.13355.36550.572.1035微161171422.1128.50.1255.46430.57562.14410161161401.65390.12155.36550.56521.98750131011382.7948.50.125.110.56381.9738013971282.27注：養(yǎng)護(hù)溫度皆為75℃二、技術(shù)對(duì)策實(shí)驗(yàn)條件：90℃×60MPa稠化曲線1實(shí)驗(yàn)條件90℃×60MPa

二、技術(shù)對(duì)策稠化曲線2實(shí)驗(yàn)條件80℃×40MPa

二、技術(shù)對(duì)策稠化曲線3實(shí)驗(yàn)條件110℃×70MPa

二、技術(shù)對(duì)策水泥漿密度1.921.191.221.261.29滲透率MD0.0580000水泥石滲透率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：水泥漿失水、自由水試驗(yàn)：

密度,g/cm31.201.251.301.401.50失水量，ml10.29.08.52418游離水，%微0000二、技術(shù)對(duì)策

增強(qiáng)增塑低密度水泥漿體系特點(diǎn)：（1）漿體均勻，穩(wěn)定，無(wú)沉降；（2）失水低，析水接近于零；（3）稠化初始稠度較低，稠化過(guò)渡時(shí)間較短；（4）水泥石強(qiáng)度高，早期強(qiáng)度上升快；（5）水泥石具有良好的密實(shí)性和抗?jié)B性能。二、技術(shù)對(duì)策3、窄間隙固井工藝?yán)碚撗芯浚?）水泥漿失水

水泥漿30min最大失水量公式：

水泥漿的實(shí)際30min失水量大于30min最大失水量，則固井時(shí)理論上就會(huì)發(fā)生水泥漿脫水而橋堵環(huán)形空間。

二、技術(shù)對(duì)策

（2）窄間隙井頂替效率水泥漿流速大于鉆井液流速時(shí)的牽引力阻力推動(dòng)力活動(dòng)套管產(chǎn)生的牽引力

水泥漿流動(dòng)的壓力降

水泥漿

水泥漿密度大于鉆井液密度時(shí)的浮力泥漿套管靠近井壁鉆井液的粘度和靜切力圖2“竄槽”鉆井液受力情況示意圖二、技術(shù)對(duì)策

4、窄間隙固井配套技術(shù)措施（1）電測(cè)后通井，對(duì)縮徑、阻、卡井段劃眼；（2）通井循環(huán)時(shí)采用10m3攜砂液清洗井眼；（3）下套管及固井施工參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求。二、技術(shù)對(duì)策

5、井下工具附件的特殊性（1）井下工具附件新型材質(zhì)、新型密封材料，能夠抗CO2和H2S腐蝕；（2）套管附件扣型保持為氣密封扣；（3）采用多膠塞系統(tǒng)，降低頂替水泥漿污染；（4）懸掛器要懸掛能力和過(guò)水面積最大化，分級(jí)箍保證外徑的最小化；（5）套管附件及回壓凡爾的螺紋要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)使用絲扣膠。三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用P4-2井Ф273.1mm雙級(jí)技套固井2、鉆進(jìn)復(fù)雜情況：鉆進(jìn)至井深3231.70m，氣測(cè)值上升，循環(huán)加重鉆井液至密度1.50g/cm3；鉆進(jìn)至井深3240.32m，鉆井液密度加至1.62g/cm3，后進(jìn)行短起下鉆作業(yè)中發(fā)生井漏，期間累計(jì)注入堵漏鉆井液860多方。三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用P4-2井Ф273.1mm雙級(jí)技套固井

3、技術(shù)難點(diǎn)：a.Ф273.1mm套管下深4230m，是普光氣田最深的一口井，套管下入風(fēng)險(xiǎn)大；b.封固段長(zhǎng)，防漏難度大；c.套管與井眼環(huán)空間隙?。ōh(huán)空間隙26.4mm）；d.3230-3260m氣層比較活躍，防止氣竄；e.地層壓力窗口窄，壓穩(wěn)與防竄兼顧。三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用P4-2井Ф273.1mm雙級(jí)技套固井

4、固井方案及工藝措施：（1）分級(jí)固井，采用兩凝水泥漿體系；（2）采取試下套管摸清井眼狀況；（3）選用高性能沖洗液、加重隔離液；（4）采用攜砂液洗井；（5）合理設(shè)計(jì)施工排量，采用塞流、紊流及復(fù)合頂替技術(shù)，提高頂替效率，保證井下施工安全。

該井固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。結(jié)束語(yǔ)

勝利黃河固井公司自2001年進(jìn)入川東北以來(lái)，累計(jì)完成各類固井施工120余井次，承擔(dān)了毛壩1井、河壩1井、丁山1井、清溪1井、黑池1井等多口重點(diǎn)