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1、超深井复杂地层固井技术研究与应用 摘要:在石油可采、易采储量不断减少的情况下,油田勘探开发已向海洋、复杂地层、深井、超深井方面发展。由于各种油藏分布情况不同,目的地层地质条件复杂,给固井工程带来了许多难题和挑战。本文针对超深井复杂地层的固井技术难点,从水泥浆体系、固井工艺等三个方面开发完善深井水泥浆体系技术、提高井下工具附件可靠性,并在现场中得到了良好应用。 关键词:复杂地层;固井技术;固井工具;应用 在深井、超深井完井固井中,由于受到超高温、超高压、盐膏层、复杂地层等诸多因素的影响,固井质量一直不尽人意,影响
2、了新区或深层油气的发现和油藏的评价。开发超深层、超高压、高含硫、低渗致密等复杂油气藏,目前还没有成熟配套的技术,有些甚至属于世界级难题。而井越深,井下越复杂,固井完井的难度也越大。 1、深井复杂地层固井难点 1.1地层情况复杂 超深井固井地层情况复杂,多套压力体系地层并存,存在固井防漏和防喷的难题。同一个井眼存在上涌下漏、地层易破碎、易垮塌等问题。部分地区高含硫化氢,存在固井防腐问题。 1.2井底温度高 井底温度高对水泥浆抗高温稳定性能提出更高的要求。水泥浆的流变性能与顶替排量等发生稍微的变化,就会导致环空
3、窄间隙内钻井液的顶替效率发生很大的变化,难以实现紊流顶替,水泥环薄弱,抗冲击力差。 1.3多压力层、窄间隙固井 由于井身结构的限制,有许多井采用“非常规”的井身结构。这将带来以下几个问题:a.非常规尺寸,工具配套难度大;b.下套管风险加大,容易引起粘卡和漏失,套管不易居中;c.水泥石强度降低,保证不了封隔效果。 1.4间隙小难题 井眼环空间隙小,泥浆比重高,循环摩阻大,造成施工泵压高,固井或替浆过程中,因泵压过高而无法正常施工。 1.5长封固段固井,注水泥量大 长封固段固井,水泥量大。易发生泥浆连续窜槽、
4、砂堵蹩泵、易压漏地层等问题。 2、技术措施 针对深井复杂地层在固井过程中这些存在的这些问题,根据现场实践及试验研究,提出了如下的解决措施。 (1)固井前井眼准备充分,除采取原钻具组合通井外,还要模拟套管刚度进行通井,有效避免了套管的下入过程遇阻或下不到位。从统计资料看,近期完钻的深井未出现套管下不到设计井深的情况。 (2)对于长裸眼段固井,如果地层承压能力不能满足单级注水泥,可采用多级注水泥方式,在条件允许的情况下可采用双胶塞注水泥的方式。在满足地层承压能力条件下,应用双胶塞固井质量,并且在目前这种固井工艺在
5、深井中普遍应用。 (3)大尺寸套管固井多采用内插管固井方式,一方面减少了混浆段,同时还有利于提高顶替效率,有效控制水泥塞的高度。3 (4)针对同一井段多套压力体系,除对固井工艺进行优化外,还要保障水泥浆性能。通常要求低失水、低收缩、高的早强度,同时要进行抗压、抗折以及胶结强度试验,调节外加剂加量,优化水泥浆配方。 (5)针对井身质量差,采用前置液紊流顶替技术,尽量提高顶替效率,在井况、设备能力允许的条件下尽量提高注替排量,或者采用旋转固井,较完全清出井内钻井液,达到替净,提高固井质量。 3、现场应用 3.1
6、胜科1井 胜科1井是中石化的一口重点科学探井,完钻井深7026m。三开钻进过程是最复杂、最困难的阶段。钻遇了大段的盐膏层以及紫红色软泥岩层,地层十分复杂;钻进过程中有太多的蹩钻、蹩泵,起下钻阻卡;钻井液密度高达2.26g/cm3;而且井径不规则,出现大肚子、糖葫芦井眼,对固井质量造成极大的威胁。为防止套管挤毁和保证固井质量,采用抗高温抗盐抗污染高密度(2.30g/cm3)水泥浆体系和配套的工艺技术措施。 1、前导水泥浆:2720～3900m采用1.94g/cm3抗温抗盐防污染水泥浆体系。 配方:胜G水泥593g
7、+硅粉207g+SWH-12.4g+SWJ-1L32g+SWJZ-16g+NaCL57.6g+H2O302g 性能:密度1.94g/cm3;失水16ml/90℃*6.9MPa*30min;稠化时间274min/130℃*58MPa 2、正常水泥浆:3900～4250m采用密度2.30g/cm3的加重高密度抗盐抗高温体系。 配方:胜G484g+铁矿粉440g+硅粉176g+SWH-18.0g+SWJ-3L30g+SWJZ-11.6g+NaCL48.6g+H2O270g 性能:密度2.30g/cm3;失水50ml
8、/95℃*6.9MPa*30min;稠化时间234min/140℃*70MPa;强度19.3MPa/140℃*21MPa*24h 3.4丰深3应用情况 丰深3井是一口局级重点探井,主探济阳坳陷东营凹陷北部陡坡带丰深3砂体较高部位含油气情况。钻进中途测试油气显示较好,固井质量的好坏直接影响油气层的评价。由于同地区井深4000m以上井,固井质量
