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1、超深井復雜地層固井技術研究與應用 摘要:在石油可采、易采儲量不斷減少的情況下,油田勘探開發(fā)已向海洋、復雜地層、深井、超深井方面發(fā)展。由于各種油藏分布情況不同,目的地層地質條件復雜,給固井工程帶來了許多難題和挑戰(zhàn)。本文針對超深井復雜地層的固井技術難點,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、提高井下工具附件可靠性,并在現(xiàn)場中得到了良好應用?！ ￡P鍵詞:復雜地層;固井技術;固井工具;應用 在深井、超深井完井固井中,由于受到超高溫、超高壓、鹽膏層、復雜地層等諸多因素的影響,固井質量一直不盡人意,影響
2、了新區(qū)或深層油氣的發(fā)現(xiàn)和油藏的評價。開發(fā)超深層、超高壓、高含硫、低滲致密等復雜油氣藏,目前還沒有成熟配套的技術,有些甚至屬于世界級難題。而井越深,井下越復雜,固井完井的難度也越大?！ ?、深井復雜地層固井難點 1.1地層情況復雜 超深井固井地層情況復雜,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、地層易破碎、易垮塌等問題。部分地區(qū)高含硫化氫,存在固井防腐問題?！ ?.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)生稍微的變化,就會導致環(huán)空
3、窄間隙內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?！ ?.3多壓力層、窄間隙固井 由于井身結構的限制,有許多井采用“非常規(guī)”的井身結構。這將帶來以下幾個問題:a.非常規(guī)尺寸,工具配套難度大;b.下套管風險加大,容易引起粘卡和漏失,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、
4、砂堵蹩泵、易壓漏地層等問題?！ ?、技術措施 針對深井復雜地層在固井過程中這些存在的這些問題,根據現(xiàn)場實踐及試驗研究,提出了如下的解決措施?！ ?1)固井前井眼準備充分,除采取原鉆具組合通井外,還要模擬套管剛度進行通井,有效避免了套管的下入過程遇阻或下不到位。從統(tǒng)計資料看,近期完鉆的深井未出現(xiàn)套管下不到設計井深的情況?！ ?2)對于長裸眼段固井,如果地層承壓能力不能滿足單級注水泥,可采用多級注水泥方式,在條件允許的情況下可采用雙膠塞注水泥的方式。在滿足地層承壓能力條件下,應用雙膠塞固井質量,并且在目前這種固井工藝在
5、深井中普遍應用?！ ?3)大尺寸套管固井多采用內插管固井方式,一方面減少了混漿段,同時還有利于提高頂替效率,有效控制水泥塞的高度。3 (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、抗折以及膠結強度試驗,調節(jié)外加劑加量,優(yōu)化水泥漿配方?！ ?5)針對井身質量差,采用前置液紊流頂替技術,盡量提高頂替效率,在井況、設備能力允許的條件下盡量提高注替排量,或者采用旋轉固井,較完全清出井內鉆井液,達到替凈,提高固井質量?！ ?、現(xiàn)場應用 3.1
6、勝科1井 勝科1井是中石化的一口重點科學探井,完鉆井深7026m。三開鉆進過程是最復雜、最困難的階段。鉆遇了大段的鹽膏層以及紫紅色軟泥巖層,地層十分復雜;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)則,出現(xiàn)大肚子、糖葫蘆井眼,對固井質量造成極大的威脅。為防止套管擠毀和保證固井質量,采用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措施?！ ?、前導水泥漿:2720～3900m采用1.94g/cm3抗溫抗鹽防污染水泥漿體系?！ ∨浞?勝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;稠化時間274min/130℃*58MPa 2、正常水泥漿:3900～4250m采用密度2.30g/cm3的加重高密度抗鹽抗高溫體系?！ ∨浞?勝G484g+鐵礦粉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;稠化時間234min/140℃*70MPa;強度19.3MPa/140℃*21MPa*24h 3.4豐深3應用情況 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情況。鉆進中途測試油氣顯示較好,固井質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,固井質量
