固井技术现状及发展趋势

固井技术现状及发展趋势内容摘要：

井工艺相对复杂，对固井设备要 求更加严格 由于三次加密钻井完井的复杂性，要求固井施工时必须采用先进而有效的工艺技术，如封隔器等机械工具及锁水抗窜剂等一些水泥外加剂，这些特殊技术增加了固井施工难度，因此也对固井设备提出了更高的要求。 (6)固井成本高，要求尽可能地降低钻井成本。 三次加密调整井固井配套技术 （ 1）套管保护技术 由于大庆喇、萨、杏油田套管损坏多数以上集中在油顶以上至标准层部位，因此固井时控制水泥面，给油顶以上部位套管留一个活动空间，是保护套管的一项有效方法。 控制水泥面主要有三种方法：一是跟踪分析法；二是机械法控制水泥面； 三是应用高抗挤套管。 （ 2）压稳与防窜、防漏技术 14 ①搞好地层压力预测 准确地获得一口井纵向剖面上地层压力（含破裂压力）变化情况是固一口井的重要条件。 目前，除 RFT 测压方法外，利用电测资料计算地层压力则是一种即经济，又快速的压力预测方法。 ②提前降低固井区块地层压力 降低高压层的地层压力，不仅有利于固好高压层，而对于层间压差较大的井，也可以缓和层间矛盾，防止高渗低压层处由于水泥浆失水而影响的水泥环胶结质量问题的发生。 ③低渗高压层固井配套技术 一是合理设计洗井液密度；二是应用锁水抗窜剂和套管外封隔器 ④高 渗低压层固井技术 固好高渗低压差的关键在于控制水泥浆失水；因此应采取两种方法：一是采用低失水水泥浆，主要加降失水剂低失水外加剂等，降低水泥浆失水；二是应用优质钻井液，在井壁上形成致密泥饼。 ⑤易漏层固井技术 针对易漏区块，三次加密钻井过程中应对易漏井采取防漏固井技术。 主要包括五个方面：一是限制施工压力不超过循环井时最高压力（一般 6MPa）；二是排控制施工排量不超过洗井最大排量（ 一般 m3 左右）；三是采用塞流顶替（返速 ）；四是适当控制水泥浆密度（ ）；五是提高水 泥浆流动性，降低环空摩阻（减阻剂、分散剂）。 ⑥易漏易吐层固井配套技术 当三次加密区块一口井纵向剖面上高低压共存，易漏易吐等情 15 况，应综合考虑运用高压层，易漏层多项技术。 针对易漏易吐的“弹性地层”，固井时一定要坚持压稳的原则，钻井液密度必须高于设计上限，施工前必须将漏入地层的液体吐出，施工后关闭环空。 ⑦气层固井技术 由于气体密度较低，固井候凝期间，一是窜入水泥环 ， 就会迅速上移，在水泥环中形成孔道，因而就油气水三种流体对固井质量影响，而此体窜入最为严重，应采用锁水抗窜剂套及管外封防隔器。 （ 3）居中与替净技术 ①居中技术 套管居中是替净的必要条件，是确保环空水泥环均布的重要一环。 统计资料表明，当居中度大于 65%时，固井很好保证，当居中度低于 45%时，固井顶替效率小于 80%，固井质量就难保证。 在套管尺寸一定条件下，井径越大，套管居中度越小，同时井眼的弯曲程度、井径变化率情况也决定了全井套管居中程度。 提高套管居中度可采取两项措施：一是提高井身质量；二是合理地设计套管扶正器的卡放数量、位置。 ②替净技术 为了替净采取五项措施：一是尽可能增加水泥浆与洗井钻井液的密度差；二是紊流顶替；三是合理的设计并应用前置液；四是井径 变化率大于 15%的井段使用旋流扶正器；五是活动套管。 （ 4）密封技术 实现固井后环空密封，对于三次加密调整井更加重要，而且随 16 着薄层及表外层的开发，要求全封固段密封良好。 目前实现密封效果主要有以下措施： ①应用粘砂套管 粘砂套管可以改善第一界面的胶结质量。 ②振动固井 振动固井技术是近年来发展的一门新的固井技术，理论计算已经表明，在振动波的作用下，水泥面的胶结强度能明显提高（此项技术已广泛应用于建筑业）。 在三次加密过程中，应进一步试验和推广。 ③应用高韧性、抗冲击水泥外加剂 高韧性水泥浆比常规水泥浆的 8h、 24h 抗压强度均明显提高（ 8h 提高 ， 24h 提高 ），第一界面胶结强度提高。 ④使用优质钻井液，降低泥饼厚度，提高二界面胶结强度。 综上所述，以压稳、居中、替净、密封为目标的各项施工措施构成大庆油田三次加密井固井的核心技术，压稳是前提条件，套管居中是提高固井质量的保证，替净是提高固井质量的关键，密封是固井的目的。 （二）水平井固井（完井）技术取得突破 大庆油田水平井完井固井技术从“八五”起步，完成 4 口中曲率半径水平井完井固井施工，探索一套水平井固井工艺，到“九五”时期取得突破， 完成 1 口探井水平井完井固井攻关，与此同时开展 2 口侧钻水平井完井固井攻关及现场试验及多口外围低压低渗油田及冀东油田阶梯水平井完井固井，其水平达到国内先进 17 水平。 阶梯水平井固井难点 制约水平井固井质量的关键问题在于套管不易居中，使油基钻井液容易在套管及井壁上附着油膜，致使固井冲洗困难，顶替效率低；在斜井及水平井眼状态下，水泥浆易析水上窜，影响固井质量。 固井所采取的措施 一是封固段每 4 根套管间隔卡放一只弹性限位扶正器和一只刚性旋流扶正器，使套管居中度达到 70%以上； 二是水平井钻井普遍采用油基钻井液（或 混油钻井液），固井施工中，附着在井壁及套管壁上的油膜很难冲洗干净，为此选用了 YJC 冲洗液； 三是固井时使用了 DSHJ 湿混降失水水泥浆体系，使水泥浆失水量控制在 50ml 以内，自由水为 0，较好地解决了固井候凝期间水泥浆析水上窜问题，提高了水泥环封固质量； 四是固井是使用了低密度前导水泥浆（密度 — ），提高了冲洗效果和顶替效率； 五是固井替浆时均采用清水作顶替液，减少水平段套管内液体重量，有利于管柱居中，同时也有利于测井仪器安全下入和后期的完井作业。 阶梯水平井固井技术已经基本成熟，满足勘 探、开发需要。 （三 ） 深层高温高压长封井固井技术有明显进展 “九五”深井勘探已进入了多层位、多储集、多气藏类型，随着勘探发展的需求，对固井质量要求越来越高，“九五”期间通过 18 使用新技术、新工艺，在水泥浆配方和完井技术方面求新求变，通过不断地技术攻关和现场试验，使深井固井技术水平和质量又上一个新台阶。 深井固井难点 井深增加，封固段长，井底温度高，井身质量不易保证，深层易气窜。 以葡深 1 井为代表，该井是大庆油田井深最深（ 5500m）、地层温度最高（井底 ℃）、封固段长（ 2100m），施工作业大，压力高 ，固井质量要求高。 深井固井工艺配套技术 (1)深井固井设计技术 针对深井地质特点和钻井工程中情况应用自行研制《固井优化设计软件》进行了套管强度设计、套管柱居中设计、注水泥流变设计，优选了固井施工参数，制定了合理的施工方案和施工技术措施。 (2)研制深井管串附件 一是深井套管浮鞋、浮箍，深井浮鞋、浮箍实现了深敞压候凝，解决了深井高温高压条件套管串附件密封问题；二是扶正器不断发展，原来刚性扶正器及弓形扶正器发展成为弹性限位扶正器，满足了深井套管扶正器需要。 研制并应用套管弹性旋流扶正器和刚性旋流扶正器，以提 高深井固井施工顶替效率。 (3)深井水泥外加剂 一是抗高温低失水水泥外加剂，对于井底温度高于 120℃的深井，为达到水泥浆抗高温，控制失水，提高水泥石强度的目的；二是应用低密度水泥浆防漏，进一步发展防止油气层污染；三是 19 由于深井封固段长、施工压力高、地层破裂压力不清，采用双密度水泥固井；四是深井固井配套应用抗高温防窜水泥浆，在“九五”初期以 DPF2 为降失水剂抗高温低失水水泥浆基础上，开发研制丁苯胶乳孔窜及直角候凝性能，稠化时间可调，在高温条件下水泥石强度满足需要；五是中深探井及深井普遍应用 DSHJ 降失水剂；六是 应用新技术，科学解决超深井固井难题，应用抗高温水泥浆，提高深井高温条件下水泥石抗压强度，葡深 1 井使用的为引进 DOWELL 水泥浆配方。 (4)配套应用冲洗隔离液 “九五”期间，深井钻井全部采用油基钻井液，为了清除一、二界面油膜，应用优化组合冲洗隔离液即柴油 +YJC 冲洗液 +清水隔离液。 (5)不同完井方法的应。