束探1hp井固井技術(shù)

束探1hp井固井技術(shù)

蜀探1h（p）井為易漏、易溢、高壓超深水平井，鉆井條件復(fù)雜，存在固井問(wèn)題，如逃稅、挖井、防止高壓層油氣侵蝕性。但是新型“鉆井”固井液技術(shù)、泡沫固井技術(shù)只適合在淺井中應(yīng)用;分級(jí)固井由于分級(jí)箍上下井段固井質(zhì)量難以保證,會(huì)導(dǎo)致漏封目的層;尾管固井并不能減少本井的裸眼封固段長(zhǎng)度,也無(wú)法解決防漏防噴問(wèn)題;管外封隔器只能在固井結(jié)束后封隔高壓層和易漏層,不能在固井過(guò)程中防止漏失和油氣侵,這幾種工藝方法都不能滿足束探1H(P)井固井需要,因此,以膠乳水泥漿體系為基礎(chǔ),研究了平衡壓力固井技術(shù),在該井應(yīng)用取得了良好的效果。1易漏、漏漏地層束探1H(P)井是集團(tuán)公司2011年在渤海灣盆地束鹿凹陷中洼槽沙三下段泥灰?guī)r儲(chǔ)層部署的一口一級(jí)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)探井,該井見到了非常好的油氣顯示。造斜點(diǎn)為井深3300m,最大井斜為65°,鉆進(jìn)至井深4973m(垂深4644m)時(shí)由于井下情況復(fù)雜被迫提前完鉆。該井鉆遇大段滲透性砂巖、油頁(yè)巖、石膏等易垮、易漏地層。儲(chǔ)層裂縫發(fā)育、原始地層壓力高,同一裸眼井段同時(shí)存在高壓地層和易漏地層,氣侵、溢流、漏失共存,處理起來(lái)非常棘手,經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的循環(huán)、壓井、堵漏,井下復(fù)雜仍沒有完全解除。下入φ139.7mm篩管至4950~4830m井段,下入φ139.7mm套管至井深4830m(至井口),水泥漿返至井深2000m。2井位和井徑小井眼段井段地層壓1)鉆井液安全密度窗口窄?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析,該井溢流當(dāng)量鉆井液密度為1.46g/cm3,漏失當(dāng)量鉆井液密度為1.50g/cm3。最終鉆井液密度維持在1.485g/cm3、最高排量為1.8m3/min,油氣上竄速度依然大于30m/h,遠(yuǎn)高于固井所允許的后效范圍。由此可知,固井施工排量必須控制在1.8m3/min以內(nèi);整個(gè)固井過(guò)程中環(huán)空液柱當(dāng)量鉆井液密度必須精確控制在1.46~1.50g/cm3之間,否則會(huì)引起高壓油氣竄、漏失、井控險(xiǎn)情等復(fù)雜情況。2)井徑極不規(guī)則。大肚子井段井徑超出儀器測(cè)量范圍,無(wú)法測(cè)得實(shí)際值,影響頂替效率;小井眼處井徑小于鉆頭尺寸,將增加下套管的阻力,易損壞套管附件,同時(shí)增加施工壓力,引起漏失、環(huán)空堵死等復(fù)雜情況。3)井斜大、位移大、裸眼段長(zhǎng)、入井附件多、套管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜。長(zhǎng)裸眼、大井斜造成套管柱向低邊下沉,難以居中,影響固井水泥環(huán)厚度均勻和后期強(qiáng)度;井下附件外徑較大,增強(qiáng)了管柱的剛性,在曲率大的井段摩阻大,易損壞附件、導(dǎo)致下套管遇阻;下套管時(shí)間長(zhǎng),鉆井液靜止時(shí)間長(zhǎng),易引發(fā)井下事故;由于盲板的存在,下套管過(guò)程中水眼不通,下套管過(guò)程中若發(fā)生復(fù)雜情況無(wú)法通過(guò)管內(nèi)循環(huán)處理。3平衡壓力固井工程3.1強(qiáng)而遇阻,創(chuàng)造有利的井眼條件(1)模擬套管柱結(jié)構(gòu)通井,避免套管柱剛性增強(qiáng)而遇阻,創(chuàng)造有利的井眼條件。(2)充分洗井和循環(huán)處理鉆井液,采用50m3高黏度鉆井液攜砂,盡量清除大肚子等處淤積的沉砂和老漿。3.2彈性廢水封閉系統(tǒng)的安裝該井選用鉸鏈雙弓彈性、旋流剛性、滾輪剛性等3種類型的扶正器組合加放。鉸鏈彈性扶正器卡在套管接箍上,固定牢靠,不易被損壞,不會(huì)增加下套管阻力;旋流剛性扶正器扶正能力強(qiáng),同時(shí)可以起到旋流頂替作用,增強(qiáng)沖刷效果;滾輪剛性扶正器可減小套管附件與井壁摩擦力而使其免遭損壞,并令其充分居中。3.3水泥漿體系內(nèi)充放電保護(hù)設(shè)計(jì)1)設(shè)計(jì)三凝雙密度水泥漿體系。在4800~4300m油層段用密度為1.89g/cm3的膠乳防氣竄速凝水泥漿,快速封固目的層和高壓、易漏等復(fù)雜層;在4300~3700m油層段采用密度為1.55g/cm3的中凝低密度膠乳防氣竄水泥漿;在上部填充段(2000~3700m)采用密度為1.55g/cm3的緩凝低密度膠乳防氣竄水泥漿。2)利用沖洗液和前隔離液來(lái)平衡水泥漿增加的壓差,同時(shí)增強(qiáng)沖洗效果,彌補(bǔ)頂替排量小、不能實(shí)現(xiàn)有效頂替等不足。經(jīng)計(jì)算,前隔離液密度為1.40g/cm3,需占環(huán)空高度為1093m;沖洗液密度為1.02g/cm3,占環(huán)空高度為350m。3)水泥漿體系中加入纖維堵漏材料,進(jìn)一步增強(qiáng)地層承壓能力。4)采用1.8m3/min的注、替排量,因?yàn)榇笈帕孔⑺酀{可實(shí)現(xiàn)更好的頂替效率,而且用通井循環(huán)的排量頂替可減小發(fā)生漏失的風(fēng)險(xiǎn)。5)固井結(jié)束后,環(huán)空加套壓1.4MPa,平衡壓力損失。圖1、圖2分別為束探1H(P)井固井液動(dòng)態(tài)垂直投影圖和環(huán)空靜液柱壓力動(dòng)態(tài)圖,由圖1、圖2可以看出,在固井液注入過(guò)程中,前隔離液開始出套管時(shí)液柱壓力開始下降,直到首漿全部出套管時(shí)降到最低,當(dāng)量密度為1.465g/cm3;直到尾漿全部頂替出去,環(huán)空靜液柱壓力逐漸恢復(fù)到當(dāng)量密度1.485g/cm3,整個(gè)固井過(guò)程環(huán)空當(dāng)量密度介于1.46~1.50g/cm3之間,在理論上保證了固井的安全性和科學(xué)性。4固井污泥4.1密度2.2水泥漿厚度的影響前隔離液由優(yōu)質(zhì)輕鉆井液、加重材料、潤(rùn)滑材料、懸浮穩(wěn)定劑、抗高溫穩(wěn)定劑等配制而成,密度稍低于鉆井液密度,具有良好的觸變性和流動(dòng)性,其作用是:(1)平衡水泥漿增加的密度差;(2)提高頂替效率,前隔離液的性能介于鉆井液和水泥漿之間,既能沖洗井筒,又能實(shí)現(xiàn)良好的驅(qū)替;(3)有效隔離鉆井液和水泥漿,防止水泥漿污染。4.2防止領(lǐng)漿“閃凝”沖洗液由配漿水和高效驅(qū)油劑配制而成。其可以使領(lǐng)漿免遭污染,防止領(lǐng)漿“閃凝”;進(jìn)一步清洗套管內(nèi)、外壁附著的油污及井壁上的虛泥餅,提高膠結(jié)質(zhì)量。4.3乳水泥漿稠化曲線領(lǐng)漿的作用是封固上部填充段。為適應(yīng)束探1H(P)井高溫高壓條件的需要,引進(jìn)了3M空心微珠,配合抗高溫降失水劑、穩(wěn)定劑、纖維堵漏材料等,研制出防氣竄耐高溫高抗壓堵漏型膠乳水泥漿,配方如下,領(lǐng)漿性能見表1,稠化曲線見圖3。領(lǐng)漿450g嘉華G級(jí)水泥+54g石英砂+45g微硅+40g3M玻璃微珠+3.6g高溫穩(wěn)定劑DRY-S2+3.6g分散劑DRS-1S+48g膠乳防竄劑DRT-100L+7.2g膠乳防竄調(diào)節(jié)劑DRT-100LT+17g抗高溫降失水劑DRF-120L+4.5g緩凝劑DRH-200L+13.5g纖維堵漏劑+0.5%消泡劑+316g水通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出,領(lǐng)漿具有低失水量、零析水、強(qiáng)度高、呈“直角”稠化、初始稠度低、稠化曲線平緩、與鉆井液相容性好等優(yōu)點(diǎn)。4.4封固地層與水井段首漿是在領(lǐng)漿的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)緩凝劑加量配制而成,稠化時(shí)間短于領(lǐng)漿,主要封固4300~3700m井段,實(shí)現(xiàn)分段壓穩(wěn),密度為1.55g/cm3。4.5尾漿稠化曲線尾漿密度為1.87g/cm3,封固底部4300~4800m目的層和復(fù)雜層,其最大特點(diǎn)是具有抗高溫高壓穩(wěn)定性,還具有稠度低、強(qiáng)度高、失水量低、稠化時(shí)間短、過(guò)渡時(shí)間短等優(yōu)良特性,特別適用于封固高壓、易漏油氣層。尾漿配方如下,性能見表1,稠化曲線見圖4。尾漿630g嘉華G級(jí)水泥+20g微硅+210g硅粉+3.6gDRY-S2+3.6gDRS-1S+48gDRT-100L+7.2gDRT-100LT+17gDRF-120L+18.9g纖維堵漏劑+0.5%抑泡劑+270g水在水泥漿中加入粒徑為200~500nm的膠乳防氣竄材料,膠乳具有彈性,比水泥顆粒粒徑小得多,水泥漿形成濾餅時(shí)一部分膠粒擠塞、填充于水泥顆粒間的空隙中使濾餅的滲透率降低,另一部分膠粒在壓差作用下在水泥顆粒間聚集成膜,這層覆蓋在濾餅表面的膜,能夠阻止氣體竄入水泥漿。因此具有“成膜”防竄和“顆?！狈栏Z雙重功能(見圖5)。4.6分離后溶液后置液由膠凝劑、線性高分子聚合物、緩凝劑等組成,其特性是具有懸浮鉆井液固相顆粒的黏度和靜切力,同時(shí)有緩凝性。5井液密度在束探1H(P)井順利將套管下至設(shè)計(jì)位置后,循環(huán)處理鉆井液,排量逐漸上提至1.8m3/min,立管泵壓為18MPa,鉆井液密度為1.485g/cm3,黏度為58s,油氣上竄速度為30m/s,7月18日,固井準(zhǔn)備,施工數(shù)據(jù)見表2。固井結(jié)束,碰壓為18MPa,穩(wěn)壓10min不降。放壓至10MPa,憋壓候凝;然后關(guān)閉封井器,向環(huán)空加壓1.4MPa,關(guān)井24h。7月21日檢測(cè)固井質(zhì)量,一次性測(cè)到井底,測(cè)得水泥漿返高700m,全井水泥漿封固段長(zhǎng)達(dá)4093.8m,固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。6束鹿凹陷油氣開采量驗(yàn)證1.