干热岩工况下水泥高温劣化性能的调控措施

干热岩地热井固井中,井底温度常常高达200℃以上。针对干热岩工况下井底高温导致的水泥石强度衰退的问题,从水泥的化学组分入手,通过调控C_(3)S和C_(2)S的比例,并在硅粉的协同作用下复配具有更低钙硅比的低热硅酸盐水泥来改善这一问题。首先对复相C_(3)S-C_(2)S矿物体系的比例调控可知,当C_(3)S∶C_(2)S=1.0时其力学性能最好,结合XRD、TGA、SEM测试可知,钙硅比的降低对有利相硬硅钙石的生成有积极作用。引入具有更低钙硅比的低热水泥增强G级水泥,结果表明:“30%G级水泥+70%低热水泥”复配水泥体系(C_(3)S与C_(2)S的比例为1.07)在40%硅粉的作用下,其抗压强度达27.34 MPa。在实际生产中适当调整水泥中的矿物组分,使C_(3)S与C_(2)S的比例为1.0左右,可从水泥本身大幅度提高水泥石耐高温性能。

河探1井超高密度水泥浆控压注水泥塞技术

重点风险探井河探1井四开钻遇超高压油气层,二开Ø244.5 mm套管抗内强度60 MPa,关井能力不足,存在井控风险。为保障本井Ø177.8 mm套管回接固井的正常施工,通过室内实验开展加重材料及外加剂的优选,采用球形铁粉加重材料,配置出满足该井注水泥塞施工的密度2.60 g/cm^(3)水泥浆体系,在160℃、170 MPa条件下,48 h强度24.5 MPa,168 h强度28.1 MPa,滤失量23 mL。现场采用批混批注的方式,结合精细控压技术,实现了注水泥塞全过程的压力平衡,顺利完成了该井注水泥塞施工,水泥塞质量合格。应用结果表明,配置的2.60 g/cm^(3)超高密度水泥浆适用于类似的超高压固井施工,通过精细控压,可以解决钻井液密度不足以压稳地层、窄安全密度窗口固井时存在的压力波动问题,为后续同类井控压注水泥塞及控压固井积累了经验。

裸眼事故复杂高压气井注侧钻水泥塞技术

SBC-200井是委内瑞拉东部油气田的一口复杂油气井,三开φ244.5 mm技术套管下深4864 m,四开φ215.7mm井眼钻至4945.12 m卡钻,多种方法处理未解卡,套铣爆破松扣,鱼顶深度4897.56 m。使用的油基钻井液体系密度为1.415g/cm3时发生油气侵,密度为1.44 g/cm^3时建立井下压力平衡,当量密度1.49 g/cm^3发生井漏。为了完成钻井进尺,对鱼顶以上35.53 m裸眼井段实施水泥回填侧钻。固井采用高致密、高强度、低失水水泥浆,复合功能前置液体系及相应工艺技术措施,完成注水泥塞作业,满足侧钻质量要求。

玛扎塔格构造浅层气防窜固井技术

玛扎塔格浅层构造气田天然气储量丰富,但地质结构复杂,产层套管固井后时常出现环空气窜和井口环空带压现象,同时天然气中含有较高浓度的H2S,给开发作业带来极大的风险和困难。在对环空气窜进行分析研究基础上,通过调整固井水泥浆配方,形成了一套阶梯密度、多凝、早强、非渗透、膨胀型水泥浆,结合使用低黏性紊流前置液,并配合变排量施工及抗硫、气密封螺纹套管等工艺技术,解决了固井防漏、防气窜技术性难题。在玛扎塔格浅层构造气田的近10口井中进行现场应用,结果固井质量优质。

**1-H*复杂井“正注、反挤、中间分流”固井技术

**1-H*井二开穿越新近系库车组N2k、康村组N1-2k及吉迪克组N1j上段泥岩、砂泥岩和砂砾岩互层及吉迪克组N1j层下段泥岩、砂岩、膏泥岩互层,于古近系E2-3s泥岩顶完钻固井,为三开低压层钻进创造条件。该开次5065~5360.53 m井段有多套高压盐水层,钻井液密度为1.51 g/cm3,静止状态出现水侵溢流,5318~5324.51 m井段为漏失层,开泵出现失返性漏失,井底仅有2.47 m泥岩隔板层,溢流层与漏层共存,形成又漏又溢的井下复杂状况,在不断压井、堵漏中完成钻进和电测作业,中途完钻井深为5363 m,下入φ244.5 mm套管。采用抗侵防窜、防漏、高韧性、三凝双密度抗盐水泥浆体系和“正注、反挤、中间分流”的注水泥技术完成固井作业,封固质量合格。

封隔式尾管悬挂器固井技术在Yagyi-1井中的研究和应用

窄地层压力窗口气井,具有地质结构复杂,地层承压能力低,漏失严重,而气层活跃,气侵上窜速度快的特点。井内液柱压力略低,发生气侵溢流;动液柱压力略高,井下便发生漏失。井漏严重或处理不当时,有导致井涌,甚至井喷的危险,容易形成又喷又漏的复杂井下状况。这类窄地层压力窗口气井的尾管固井施工作业,风险大、难度高,受井下条件制约,施工排量低,替净、压稳、防窜、防漏及保证封固质量的技术措施受到限制,固井施工中的井下漏失,水泥浆不仅污染油气层,还易引发严重气窜、井喷事故;候凝期间的水泥浆胶凝失重,当量密度降低,压力失衡,地层气体会大量侵入环空,运移上窜,形成油气通道,固井失败。固井在缅甸窄地层压力窗口气井中,采用封隔式尾管悬挂器,结合膨胀型、防漏、防窜、双凝水泥浆体系,及超缓凝先导隔离水泥浆,较好的解决了窄地层压力窗口高压气井尾管固井的防漏、防窜、压稳、替净的固井技术难题,取得了较好固井质量。

苏桥深潜山枯竭油气藏储气库固井技术

位于河北省霸州市和永清县境内的苏桥储气库群,储层埋深最深达5 500 m,具有地层温度高、气藏亏空严重、孔隙压力系数低、易漏失、易垮塌、大井眼、长封固段等特点。通过技术攻关,研制的弹韧性水泥浆体系满足了储气库井水泥石力学性能要求;采用前导低密度、低黏度、低切力抗钙污染钻井液和低密度前置液抵消了地层承压能力不足的问题,防止了地层漏失,提高了顶替效率;研制的菱角形颗粒加重隔离液增强了对井壁的冲刷能力,保证了界面胶结质量;研究制定的一系列固井技术措施对提高苏桥深潜山枯竭油气藏储气库井的固井质量收到了明显效果。

盐穴储气库楚资1井Φ244.5mm套管固井技术

盐穴储气库楚资1井是楚州区块第1口前期岩盐建库勘探评价井,生产套管下深超过1 800 m。针对区块资料缺乏、地层情况复杂易漏失、井径不规则、需全井封固等问题,在该井固井施工过程中,通过采用优质卤水前置液、优选低温抗盐水泥浆体系、管串结构设计与扶正器安放位置优化等措施,确保了Φ244.5 mm套管固井施工顺利完成,声幅测井结果显示,全井封固段固井质量合格。该井顺利固井为该区块积累了有益的实践经验,为国内盐穴储气库向深处发展提供了借鉴。

鄂尔多斯盆地伊陕构造单通道井完井固井技术

为提高鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造单通道井完井固井水泥环的封固质量及界面胶结强度,选用剪切稀释性良好的隔离液体系,有效隔离钻井液与水泥浆;采用微珠低密度水泥浆封固非产层,降低薄弱地层发生漏失的风险;采用胶乳水泥浆封固产层,保证产层水泥环具有良好的抗高温、防气窜性能;通过选择合适的固井工具,设计合理的完井管串,制定固井技术措施,有效解决了管内水泥塞长、替空、顶替效率差等问题,形成了单通道井完井固井技术。伊陕斜坡构造15口单通道井应用了该技术,固井质量优良率100%,优质率达到66.7%。这表明,单通道井完井固井技术能有效提高伊陕斜坡构造单通道井的固井质量。

印尼固井及酸化作业对环境的影响因素分析

结合印尼固井及酸化作业特点,运用作业条件危险性评价法,对固井及酸化作业中的危害因素进行分析评价。掌握影响环境的主要危害因素,制订相应的风险控制及削减措施,消除或减小危害因素对环境产生的风险,从而保证固井及酸化作业零污染、零排放的目标。

硅酸钠前置液在委内瑞拉重油带固井中的应用

委内瑞拉重油带地区,稠油储藏深度浅,泥页岩盖层疏松,地层裂缝发育,以往固井作业采用常规前置液体系,井漏时有发生,固井环空冲洗净化能力差,界面胶结强度低,导致热采作业环空窜流及含H2S和CO2等地层酸性流体对漏封套管腐蚀,缩短了油井使用寿命。进行了硅酸钠溶液与泥岩地层中的Ca Cl2、Mg Cl2等盐类化合物成分反应生成硅酸盐类凝胶物质的实验,通过研究,将25%硅酸钠溶液应用于前置液,在冲洗液和隔离液之间注入,较好地解决了固井漏失问题,提高了封固质量和水泥界面胶结强度。指出,施工时硅酸钠溶液必须与水泥浆进行有效隔离,避免水泥浆污染增稠或稠化时间缩短。

Thingadong-1复杂高压气井大尺寸套管固井技术

Thingadong-1井是缅甸D区块上的一口预探井,在钻至井深1 712.32 m处时发生了气侵溢流,用密度为1.48 g/cm3的钻井液建立了井下压力平衡。电测解释有水层14套、含气水层19套、气水同层1套、二开井底气层1套(裸眼测试)。下套管结束后循环钻井液时发生了失返性漏失,低排量间断性地泵入堵漏浆264 m3后静止堵漏46 h,堵漏成功(未验证井下承压能力)。施工后的水泥浆在失重状态下,气侵、水窜等因素易影响固井质量。应用低黏度、低切力先导钻井液,加重隔离液,微膨胀、非渗透、多凝阶梯密度防漏防气窜水泥浆体系等技术措施,完成固井施工作业。在施工中漏失5 m3水泥浆,随着水泥浆的漏失,浆体中的橡胶堵漏剂和纤维堵漏剂发挥了防漏堵漏效果。产层段封隔优质,满足了测试要求。

南堡36-P3001井高温小间隙尾管固井技术

冀东油田南堡36-P3001井在四开钻进过程中发生溢流、井漏,后效比较严重,且井底循环温度150℃,下完尾管后环空间隙小,加之井斜较大,环空液柱流动阻力大。为了给五开欠平衡钻井提供优质的井筒环境,针对该井固井难点,优选了性能良好的高温水泥浆体系和相匹配的冲洗液,通过软件模拟优化扶正器的安放方法,完善配套固井技术措施,最终实现了安全固井施工,固井质量得到有效提高,为冀东油田该区块水平井小间隙尾管固井提供了技术支撑。

磴探1井疏松砂岩油层Ø139.7 mm尾管固井技术

磴探1井尾管固井一次封固段长2235 m,地层承压能力低,漏失风险大,井眼大且不规则,顶替效率难以保证;裸眼段下部油层段长、上部水层多、层间间断短,压稳难度大;疏松砂岩地层井壁与水泥浆胶结质量差,层间封隔易失效。通过提高地层承压能力、清洁井眼、降低固井施工漏失风险,优化浆柱结构、合理加放扶正器提高固井顶替效率;采用双密三凝水泥浆体系和环空加压工艺压稳油气水层;采用界面增强型冲洗隔离液和微膨胀韧性水泥浆体系提高二界面胶结质量。微膨胀韧性水泥浆体系浆体流动度22 cm,稠化时间在设计范围内且可调,滤失量小于50 mL,游离液为0,沉降稳定性0.01 g/cm^(3),膨胀率大于0.4%,弹性模量小于6.0 GPa,水泥石抗压强度发展迅速,24 h抗压强度达30 MPa以上,满足深探井油层尾管固井技术要求,确保了磴探1井Ø139.7 mm尾管固井质量,为后续该区块深探井固井提供了技术借鉴。

抗冲击韧性水泥浆体系在印尼Klari-2st井中的应用

Klari-2st井是印尼Arar区块1口定向探井,为完成区块勘探,对该井215.9 mm裸眼漏封井段,注水泥回填,用152.4 mm注水钻头开眼,扩眼器扩孔,形成177.8 mm水泥环井眼,下入149.2 mm膨胀管封固井壁,以完成四开钻井作业。在分析前次水泥环失败原因基础上,改进固井液体系,浆体中加入膨润土、纤维和膨胀剂等材料,降低水泥石强度和脆性,提高水泥石韧性及与井壁的胶联强度。应用抗冲击高韧性水泥浆,结合高效冲洗液+黏性隔离液的前置液体系等措施,完成了特殊要求的水泥环打塞作业,满足了膨胀管最大井径小于190 mm的要求。

YM21C井盐膏层小间隙水平井尾管固井技术

YM21C井是一口老井开窗侧钻水平井,地层复杂,裸眼段存在盐层、盐膏层及膏泥岩、泥膏岩、泥岩互层,井壁脱落、掉块、缩径严重;由于调整靶标和盐膏层长期划眼,出现了3个不同B点的井眼叠加现象;井斜变化率大,大狗腿及键槽井段多,井眼质量差,起下钻阻卡严重,多次处理卡钻事故;为了平衡支撑盐膏层,钻井液采用饱和盐水钻井液体系,密度由1.45提至1.60 g/cm3,划眼过程中,井下发生失返性漏失;因井下复杂,未完井电测,下入φ127 mm尾管至目的层顶部,套管卡死。为了完成复杂井下条件下的尾管固井,依据固井液密度差的浮力效应,液体胶凝强度差的拖曳和黏性推移作用及有效接触时间的作用原理,采用欠饱和盐水水泥浆和黏性隔离液体系,完成了小井眼尾管固井作业。

委内瑞拉低压高渗漏地层小间隙尾管固井技术

委内瑞拉P.D.M油气田,是20世纪80年代发现的轻质原油和伴生天然气油气田,油田地质条件复杂。钻井采用五层套管结构,五开φ165.1 mm井眼,使用油基钻井液,下入φ139.7 mm生产层尾管至井深5 200 m左右,封固渐新统Merecure组粗砂岩油气藏。该油气田经长期开发产能下降,当前日均单井产量不足60 m3/d,部分区块储层衰竭,压力亏空,形成低压高渗漏地层,给固井带来风险。固井作业时采用复合型多功能前置液体系,依据Merecure储层低压高渗漏和伴生天然气高含H2S的地层特性,应用低密度水泥浆降低环空液柱压力,降低井漏风险,提高水泥石韧性,优选了具有低失水量和良好流动性、静胶凝强度过渡时间不大于25 min、能降低环空气窜几率的高性能水泥浆及相应工艺技术措施,完成该油田低压高渗漏地层小间隙尾管固井,封固质量优质。

高密度三凝水泥浆体系在留69-14X井的研究与应用

留69-14井是华北地区冀中凹陷大王庄油田留69断块构造上的一口定向开发井,完钻井深3819m/3580m,最大井斜33.1°。此井存在长油层段、井底温度高、井眼质量差、井径扩大率大、顶替效率差、井下情况复杂不易压稳,固井后有可能导致层间窜流等一系列固井技术难题。文章针对固井技术难题,结合该断块地质特征,提出采用三凝水泥浆体系进行封固的技术思路,经过室内化验与在留69-14X固井中的现场应用,发现此技术思路可以取得良好的固井效果。

柴达木盆地狮70井溢漏同层尾管固井实践

针对狮70井三开钻遇高压盐水层和漏失层,钻井液不能压稳高压水层,同时井底存在内循环,环空压力系统紊乱,固井期间易发生漏失,高压盐水层不易封固,固井质量难以保证的难题,通过水泥浆性能实验及固井工艺研究,设计了抗高温高密度堵漏水泥浆体系,该体系密度1.88~2.40 g/cm~3,沉降稳定性小于0.03 g/cm~3,SPN值小于3,稠化时间可调,24 h抗压强度大于18 MPa。现场采用正注反挤固井施工工艺,根据施工参数预测出施工需要的水泥浆稠化时间,通过缩短尾浆稠化时间,并在替浆后期降低施工排量的方法,使水泥浆在小排量顶替过程中逐渐稠化凝固,从而达到快速封固高压水层的目的,再通过反挤施工封固漏层以上井段,顺利完成了该井?273.05 mm尾管固井施工,套管鞋及漏层处固井质量优质,盐水层处固井质量合格,为该区块尾管固井积累了成功经验。

委内瑞拉MPE3稠油田固井工艺技术探讨

MPE3是委内瑞拉奥里诺科重油带一个重质油田,储层浅,原油高密度、高粘稠、高含硫,上覆泥岩疏松,裂缝发育,储层砂岩,渗透率高。以往冷采作业,对固井质量要求不高,但采收率低。为提高采收率,将逐渐转为热采方式,对固井质量和水泥抗高温能力提出高要求,固井采用耐高温水泥和硅酸钠前置液等工艺措施,改善水泥界面胶结质量和水泥环抗高温强度衰减能力。