平衡压力固井施工三参数的正确设计及合理搭配

固井是一次性的综合工程,它需要严密的施工措施和准确的施工数据,对可能导致固井失败的关键环节需要用数学方法进行定量控制。固井施工中应采用"高效顶替、整体压力平衡"为核心的平衡压力固井工艺技术,实施途径分析影响固井质量的主要因素,结合井下实际,利用特殊计算程序进行定量控制施工参数。正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆的密度、施工排量三个参数是固井成败的关键和固井质量的保障。

川西地区精细控压压力平衡法固井技术研究与应用

川西超深井固井面临封固井段长、同一裸眼井段存在多压力系统,安全密度窗口窄,采用常规固井,在满足顶替效率的前提下,必然造成井漏;若采用正注反打工艺,固井质量又难以满足后期改造需求。为此,开展了超深井固井井段压力窗口值测试、保证顶替效率条件下的施工排量模拟、保证压稳和防漏的浆柱结构优化和井口压力控制的研究,初步形成了一套超深井精细控压平衡法固井技术。该技术在川西地区5口井开展现场试验,取得了较好的效果,固井平均合格率达90. 52%,因而这项技术具有广阔的应用前景。

平衡固井技术在程1井中的应用

程1井在钻井过程中发现了较好的油气显示,为了保证该井顺利地进行固井施工并确保固井质量合格,通过室内对高效能冲洗液性能的改进、加重隔离液体系的优选、防窜水泥浆体系的筛选和隔离液与钻井液、冲洗液和水泥浆相容性实验,以及查阅"既涌又漏"井固井技术资料[1,2],进行总体的分析优化,形成了该井的平衡压力固井施工技术方案,较好的解决了该井"既涌又漏"而造成的固井施工液柱密度窗口小、井壁油污清洗困难、水泥浆顶替效率低的难题,确保了该井固井施工安全和固井质量合格。其中加重隔离液和高效能冲洗液首次在河南油田使用,为以后类似复杂井固井施工提供了宝贵经验。

高温高压油井套管下放波动压力研究

波动压力是破坏井眼压力平衡系统导致井喷、井漏、井塌及其他复杂情况的重要原因,其预测及应用在钻井工程中占有重要地位。在固井作业下套管过程中,主要表现为激动压力,通过控制套管下放速度来控制激动压力,从而实现全过程平衡压力固井,不压漏低压层和保护薄弱地层。波动压力预测作为非常规套管柱设计的主要因素,在海洋高温高压钻井中显得尤为突出。尽管动态计算方法能较准确地计算井底波动压力,但是从安全角度来考虑,稳态法更适合实际工程计算。

控压固井技术在B304井的应用

B304井是一口预探井,在钻井过程中发现了较好的油气显示,为了保证该井固井施工顺利,并确保固井质量合格,通过冲洗液性能的改进、加重隔离液体系的优选、防窜水泥浆体系的筛选等制定了该井的控压固井技术方案,较好地解决了该井"既涌又漏"而造成的固井施工液柱密度调整窗口小、井壁油污清洗困难和水泥浆顶替效率低的难题,确保了该井固井施工安全和固井质量。

塔中碎屑岩井自愈合水泥浆固井技术

塔里木油田塔中区块碎屑岩地层结构复杂、成岩性差、韧性小、脆性高,钻井施工过程中井壁易垮塌、剥落,导致形成"大肚子"、"糖葫芦"等不规则井眼;生产套管固井存在二叠系承压能力较低、易漏,地层油水同层、砂泥互层、砂层薄含油层多、油层水层相隔很近,油水互窜,难压稳,固井质量要求高等难点。针对这些难点,通过水泥浆气窜机理研究,采用硅粉、减轻增强材料BCE-610S、中温缓凝剂BXR-200L、减阻剂BCD-210L、自愈合剂BCY-200S、防窜降失水剂BCG-200L,研究出了密度为1.35 g/cm^3的领浆与密度1.88 g/cm^3的尾浆。该水泥浆体系具有稳定性好、流动性好、零析水,失水量低(小于50 m L)、弹性模量接近于7 GPa,抗压强度高,防窜能力强等特点。同时优化水泥浆柱结构实现平衡压力固井,应用固井软件模拟提高顶替效率,形成了一套适合塔中碎屑岩井固井的自愈合水泥浆固井技术。塔中4口井固井结果显示,4口井全井封固质量合格,主力油气层段封固优质,有效解决了塔里木碎屑岩固井施工难题。

兴9砾岩体储气库一次上返固井技术

针对兴9砾岩体储气库固井过程中存在的井深封固段长、地层承压能力低、砾岩体上部气层活跃、全井水泥浆性能要求高等难点,开展了复合堵漏工艺研究,对水泥浆体系、冲洗隔离一体化体系和浆柱结构进行了优化,并进行了现场应用。研究结果表明:高温承压堵漏体系能显著提高低压地层承压能力;防窜韧性水泥浆体系具有良好的防气窜性能、较高的抗压强度以及较低的弹性模量;低密高强水泥浆体系失水量小、稠化时间可调、早期强度高,能够满足120℃温差下施工需求。大排量注替工艺等配套措施的应用,提高了顶替效率,确保了长封固段一次上返和盖层有效封隔。现场应用效果良好,该技术为兴9储气库后续建设提供了技术支撑。

复杂井完井技术

在钻井施工中,常遇到既漏又喷或塌的复杂井,对这类井采用低密度与常密度分段固封或采用双级注水泥的方式进行固井。尾管井无法采用此项技术,为此,采用"平衡压力法"固井技术,取得较好的效果。

大口径瓦斯抽排钻孔施工技术

地面大口径瓦斯抽排钻孔是煤矿把瓦斯在矿井下预抽后排到地面的通道，是我国目前预防煤矿井下瓦斯事故和进行综合利用能源的有效方法之一。结合安徽省煤田第一勘探队钻孔经验，介绍了大口径瓦斯钻孔的施工工艺、流程、关键技术环节和质量控制要点。

川东地区高压气井固井技术

针对川东地区的地质构造特点，结合现场施工实践，分析影响固井施工的重点因素，采用平衡压力固井、防止水泥浆污染和优化水泥浆和施工工艺等方面的技术对策。通过几口典型井的技术实践，总结了高压天然气井固井方面获得了一定的经验和认识，对川东地区固井具有一定的指导意义。