四川盆地低渗透砂岩气藏大型水力加砂压裂配套技术

增产改造是低渗透砂岩气藏开发效果的重要保障手段,为了提高气藏单井产量,实现效益开发,中国石油西南油气田公司在该领域开展了广泛深入的研究,形成了以大型水力加砂压裂为主的储层改造及其配套技术,包括:气藏整体压裂方案设计技术,以微型注入为主的压前评价技术,以数值模拟、节点分析为主的大型压裂优化设计技术,以差应变、声发射、黏滞剩磁室内实验与测井资料相结合的地应力大小及方向的分析技术,以示踪迹、微地震为主的裂缝形态监测技术等。这些配套技术的形成,使大型水力加砂压裂工艺在试验区内取得了显著的增产效果,为川渝气区大力推进盆地内砂岩气藏的勘探开发奠定了基础。这些关键技术的研究、归纳与总结,为低渗透砂岩气藏的规模化、效益化开发提供了技术支持。

“三高”气井地面计量流程的安全监控技术

介绍近年来在高温、高压、高含硫气田使用的地面计量流程的安全监测和控制技术。安全控制技术有:超压安全释放技术、ESD紧急关闭系统以及地层流体硫化氢实时处理技术;监测技术有:流程温度、压力数据无线监测、硫化氢含量实时监测、视频监测以及砂量监测等技术。综合应用安全监测和控制技术,有效保障了"三高"气井放喷测试期间地面设备和人员的安全,使地面测试计量技术水平得到整体提升。

川渝地区含硫气井固井水泥环界面腐蚀机理分析

酸性气井井下防腐是石油工程学界的技术难题之一,对于"井筒第一屏障"——固井水泥环的腐蚀研究更是备受重视。针对目前井下固井水泥环腐蚀研究中存在的问题,采用界面腐蚀的试验方法,利用X射线衍射、扫描电镜等实验分析手段,对川渝地区含硫气井固井水泥环腐蚀机理进行了探索。结果表明:①水泥石的腐蚀深度和H2S分压值、腐蚀时间成正比;②腐蚀后水泥石抗压强度值和H2S分压值、腐蚀时间成反比;③由于水泥石受酸性气体腐蚀后的产物逐渐富集、堆积及运移,使水泥石形成一个较为稳定的致密层或腐蚀过渡带,腐蚀后水泥石的孔隙度和渗透率随腐蚀时间的增加呈现先增加后降低的特点,并最终使腐蚀介质进入水泥石内部变得更加困难;④确保水泥环在保持一定腐蚀深度的情况下,尽快形成较为稳定的腐蚀过渡带或降低水泥环的腐蚀速率,是含硫气井固井水泥环在酸性环境下保持长期密封性及化学完整性的重要基础条件。

钻井液处理剂对固井水泥浆的污染影响

深井固井中水泥浆和钻井液界面接触污染是一项危及施工安全的技术难题。为此,以川渝气田为例,有针对性地开展了固井中流体相容性的室内实验与分析。实验测定了目前常用的钻井液处理剂对常规密度水泥浆流动度、稠化时间的影响;利用红外光谱分析、电镜扫描、X射线衍射分析获得了聚丙烯酰胺钾盐(KPAM)和生物增黏剂的红外光谱数据,以及添加处理剂的水泥浆的红外光谱、电镜扫描、x射线衍射分析数据;同时还探讨了常用钻井液处理剂对固井水泥浆的污染机理。实验结果表明,KPAM和生物增黏剂等处理剂为高分子,其长链易吸附水泥浆中的水泥颗粒形成混合网状结构,造成水泥浆颗粒团聚增稠.进而失去可泵性。最后建议,进一步完善钻井液处理剂对固井水泥浆污染影响的评价实验方法,尽早形成一种能帮助解决固井水泥浆污染问题的规范标准,以便为固井前钻井液性能调整、钻井液处理剂合理选材、新的钻井液处理剂研发等提供技术参考。

三凝水泥浆体系在深井、超深井固井中的应用

川东北地区φ177.8mm尾管固井存在裸眼井段地层承压能力低、高低压力系统同存、气显示层段多、温差大、喇叭口附近水泥浆易发生超缓凝、强度不够的固井技术难题。针对固井技术难题,提出采用三凝水泥浆体系分别封固油气层、非油气层的技术思路;套管重合段采用常规密度水泥浆封固,能有效地防止高温水泥浆超缓凝现象。该体系在七北103井固井中的应用,取得了固井质量优为30.98%,中为39.54%,差为29.48%的良好效果。对比同一构造同一套管层次固井作业,尤其是套管重合段,该体系保证了悬挂器处封固质量,注水泥后井口没有出现喇叭口附近窜气冒气现象,有效地防止了气窜的发生。声波测井结果表明,复杂井段的封固质量达到了防气窜的目的。

非常规条件下超深漏失井尾管固井作业——以云安002-7井为例

四川盆地东部云安厂构造云安002-7井φ177.8mm尾管固井集超深井、大斜度井、高压气井和窄安全密度窗口于一身。φ215.9mm井眼段经长时间、多次堵漏,消耗了大量钻井液(1 418.1m3),仍未达到常规固井作业的不溢不漏、通井畅通、井眼清洁等要求,已难提高井筒承压能力。井眼状况表现出漏层多且位置不确定、液面不在井口、气层多、钻井液密度高(1.80g/cm3)、裸眼段长(2 538.28m)且井眼轨迹复杂等特点。为此,针对下套管过程中的出口不返、不具备分段循环条件、无法排后效、尾管悬挂器可能提前坐挂等技术难点,采取了针对性的下套管作业防阻卡、保水眼畅通以及正注反挤工艺保环空水泥浆对接等三大技术措施,确保了尾管安全顺利下至设计井深。测井解释结论表明:φ215.9mm井眼段的高压气层得到了有效封固,固井质量可满足下一步安全钻井作业需要。该井φ177.8mm尾管固井的成功为今后类似复杂气井固井作业提供了有力的技术支持。

稳定性对水泥浆过渡时间的影响研究

为了探索稳定性对水泥浆过渡时间的影响规律,采用静胶凝强度/超声波抗压强度分析仪、高温高压油井水泥浆凝结仪和高温高压稠化仪研究了水泥浆在相同条件下的静、动态凝结特性。研究表明,浆体稳定性越好,水泥水化速度越快,初凝和终凝时间、初终凝过渡时间、静胶凝强度过渡时间越短,水泥浆凝固后体积收缩率越小;水泥浆的高温高压稠化过渡时间短并不代表静胶凝强度过渡时间短,动态条件下的稠化过渡时间与静态条件下的静胶凝强度过渡时间并不等价。

川渝X区块珍珠冲段钻头优选与应用

川渝X区块地层可钻性变化较大,钻头选型困难,尤其是在珍珠冲段,该段岩性以砾砂岩、砾页岩和纯砾岩为主,砾石硬度大。在珍珠冲段钻进过程中,钻头外径磨损严重,使用寿命短,划眼时间长,起下钻频繁,机械钻速大大降低,钻井周期延长,钻井成本上升。为了保证该区块的安全钻进及钻井提速,针对砾石层的特点,尝试多种钻头选型。应用表明,M钻头具有超硬材料强化外排、背锥设计、防钻头缩径的特点,是川渝X区块钻井提速的重要选择。