探井固井工藝及特殊工具的開發(fā)

探井固井工藝及特殊工具的開發(fā)

匯報(bào)材料

目錄

一、課題來源二、鑒定意見（獲獎情況）三、推廣應(yīng)用的主要技術(shù)四、推廣技術(shù)中的改進(jìn)完善內(nèi)容五、取得的經(jīng)濟(jì)社會效益前言

近年來，油田面臨著進(jìn)入后期勘探開發(fā)的嚴(yán)峻形勢，勘探開發(fā)難度的提高和變密度測井技術(shù)的應(yīng)用，使得探井固井質(zhì)量達(dá)不到勘探開發(fā)要求的局面比較嚴(yán)重。特別是近一個(gè)時(shí)期以來，探井所占比例的上升，并逐步向深探井、邊遠(yuǎn)探井發(fā)展，使穩(wěn)定和提高固井質(zhì)量的難度不斷增加，而探井固井質(zhì)量的好壞對固井質(zhì)量指標(biāo)的順利完成和正確評價(jià)油氣儲量，合理開發(fā)油氣資源有著非常重要的作用。因此，如何提高探井固井質(zhì)量，保證勘探資料和地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性，正確評價(jià)油氣藏開發(fā)前景勢在必行。2001年固井公司根據(jù)油田勘探開發(fā)的實(shí)際情況，將“探井固井工藝技術(shù)及特殊工具的研究開發(fā)”列為科研課題進(jìn)行了專門研究，經(jīng)過科研人員的艱苦努力，使探井固井技術(shù)有了比較重大的突破，對油田的勘探開發(fā)做出了積極貢獻(xiàn)。一課題來源及研究意義2001-2003年探井固井質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

日期

固井?dāng)?shù)口）

合格率（%）

優(yōu)質(zhì)率（%)第二界面合格率（%）

2001年

48

89.58

47.92

2002年

35

94.29

54.28

38.50

2003年

39

100

62.07

41.03

由上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，探井固井技術(shù)尤其是第一界面的固井技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段，而在該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展過程中特殊工具的開發(fā)和應(yīng)用發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。因此進(jìn)行探井固井工藝技術(shù)及特殊工具推廣的研究工作，對穩(wěn)定和提高探井固井質(zhì)量具有重要意義。

二評定意見該項(xiàng)目獲2002年度

勝利石油管理局

科技進(jìn)步一等獎三、推廣應(yīng)用的主要內(nèi)容

（一）旋流發(fā)生器工藝的推廣

井徑擴(kuò)大率超標(biāo)和“糖葫蘆”井眼中，水泥漿頂替效率低，第二界面固井質(zhì)量較差，而旋流發(fā)生器的應(yīng)用可以在較好地解決這一矛盾。即在井眼進(jìn)入大直徑井段時(shí)，在套管串上加放旋流發(fā)生器，使流體在環(huán)空中產(chǎn)生一個(gè)橫向流動速度，改變井眼中流體直線流動的狀態(tài)，增加環(huán)空中的流體的縱向活動面積，以達(dá)到有效頂替泥漿的目的，提高頂替效率增加水泥環(huán)的膠結(jié)質(zhì)量（如下圖），2004年探井固井施工中，使用旋流發(fā)生器218只，通過電測固井質(zhì)量分析使用效果良好。

旋流發(fā)生器的使用

（二）雙封隔器圈閉技術(shù)的應(yīng)用

雙封隔器圈閉技術(shù)是當(dāng)主要產(chǎn)層地層孔隙壓力高，而且上下距離水層近的情況下，為了確保油水層的封隔效果所采用的一項(xiàng)技術(shù)措施，該項(xiàng)技術(shù)已在近年來的固井設(shè)計(jì)中多次采用，使用效果良好。雙封隔器圈閉油層技術(shù)應(yīng)用示意圖

（三）、雙油層防竄固井工藝的研究及應(yīng)用

該技術(shù)是當(dāng)某井有兩個(gè)重點(diǎn)油層需要保護(hù)和完井求產(chǎn)，為保護(hù)下部油層不被水泥污染，下部決定采用篩管完井，而上部油層還需要用水泥封固以保證試油求產(chǎn)，而且上部油層油氣活躍，常規(guī)固井不能保證上部油層固井質(zhì)量的情況下采用的一項(xiàng)固井技術(shù)，其使用情況如圖所示（四）管外封隔器工藝的應(yīng)用

在高壓探井固井中，為防止高壓油氣在固井時(shí)上竄和高低壓油氣層的層間竄通，我們研究了封隔器在探井中的應(yīng)用技術(shù)

①在高壓探井的應(yīng)用

一些探井為了發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，泥漿密度小于地層空隙壓力，油氣上竄速度提高。如果加上長封固段，在注水泥上返過程中即發(fā)生油氣上竄嚴(yán)重影響水泥環(huán)質(zhì)量，造成固井質(zhì)量差，為解決油氣上竄對固井質(zhì)量的影響，在油氣層上部30-50米處安放一只管外封隔器，防止油氣上竄對水泥膠結(jié)強(qiáng)度的影響，提高固井質(zhì)量。在高壓層的上部安放管外封隔器如下圖所示：②在多套壓力層系的應(yīng)用在多套壓力層系的油氣井中，為了保證固井作業(yè)后不同孔隙壓力的油氣水之間相互串通，在優(yōu)選水泥漿體系提高頂替效率增加水泥石強(qiáng)度和膠結(jié)強(qiáng)度同時(shí)，在不同壓力層系要定向安放管外封隔器，在固井施工作業(yè)的最后向套管施加壓力，使管外封隔器自動張開，采用機(jī)械方法，隔斷不同壓力層系的油氣水間的通道，增加密封可靠性，達(dá)到分層開采和提高采收率的目的。封隔器在高低壓層之間的安放如圖所示：

（五）水泥漿體系的應(yīng)用

1、固井前置液的應(yīng)用如前所述，定向井、水平井中為了保證鉆井生產(chǎn)的安全，經(jīng)常在泥漿中混入一定比例的原油，尤其是近年來探井中保護(hù)油氣層技術(shù)的推廣，使固井前泥漿中的含油比例和油氣上竄速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固井施工標(biāo)準(zhǔn)，而這部分原油對固井質(zhì)量造成的危害已在前文中闡述，在此不再贅述，為了清除粘附在套管表面和井壁上的油污，我們利用生物驅(qū)油劑配置固井前置液，并在現(xiàn)場推廣使用，取得了很好的使用效果。2、氮?dú)馀蛎泟┑膽?yīng)用

為了消除水泥石體積收縮對固井質(zhì)量的影響，避免氫氣膨脹劑使用后的不良后果，我們研究使用了氮?dú)馀蛎泟?，目前在探井的主要油層段我們普遍采用低失水、微膨脹的水泥漿體系，對提高探井固井質(zhì)量發(fā)揮了積極作用。（六）連續(xù)打開式雙級固井工藝的研究及應(yīng)用

我們開發(fā)研制了膠塞連續(xù)打開式雙級注水泥級箍。即在一級注水泥完后，釋放撓性塞，當(dāng)替泥漿量接近分級箍以下套管容積時(shí)，釋放打開膠塞，當(dāng)打開膠塞到達(dá)分級箍時(shí)，分級箍打開，大大提高了雙級固井分級箍附近的水泥環(huán)質(zhì)量，同時(shí)提高了固井成功率。四、推廣技術(shù)中的改進(jìn)完善內(nèi)容1、旋流發(fā)生器的改進(jìn)：主要是對旋流發(fā)生器本身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將原來單一結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品系列化，對旋流片的角度進(jìn)行改進(jìn)，制作出具有不同旋流角度的規(guī)格產(chǎn)品。在使用時(shí)根據(jù)不同井段井徑擴(kuò)大率的不同選用不同產(chǎn)品，以達(dá)到最佳頂替效果。2、驅(qū)油型前置液產(chǎn)品系列化：勝利油田幅員遼闊，各油區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖性差別較大，鉆井過程中井壁穩(wěn)定性各不相同。有的地區(qū)巖層堅(jiān)硬，井壁穩(wěn)定性好，有的地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，在液體浸泡和沖刷下容易發(fā)生井壁垮塌。因此，在固井作業(yè)時(shí)，如果采用一種性能的前置液，對固井質(zhì)量和施工安全將會產(chǎn)生不利影響。為此，我們對驅(qū)油型前置液的配方進(jìn)行了調(diào)整，形成了能夠適應(yīng)不同井下需要的系列化產(chǎn)品，然后根據(jù)完井協(xié)作會收集到的信息，進(jìn)行固井設(shè)計(jì)時(shí)，選擇適應(yīng)本井井下需要的驅(qū)油型前置液產(chǎn)品，做到既能保證固井質(zhì)量，又能保證固井施工安全。通過現(xiàn)場實(shí)踐證明，本項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)措施對固井質(zhì)量和固井一次成功率產(chǎn)生了積極影響。

五、取得的經(jīng)濟(jì)社會效益2003年和2004年共固探井88口，合格率98.86%，優(yōu)質(zhì)率63.10%，與20