超深井復(fù)雜地層固井技術(shù)研究與應(yīng)用復(fù)雜地層

［超深井復(fù)雜地層固井技術(shù)研究與應(yīng)用］復(fù)雜地層超深井復(fù)雜地層固井技術(shù)研究與應(yīng)用摘要:在石油可采、易采儲(chǔ)量不斷減少的情況下,油田勘探開發(fā)已向海洋、復(fù)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(zhì)條件復(fù)雜,給固井工程帶來了許多難題和挑戰(zhàn)。本文針對(duì)超深井復(fù)雜地層的固井技術(shù)難點(diǎn),從水泥漿體系、固井工藝等三個(gè)方面開發(fā)完善深井水泥漿體系技術(shù)、提高井下工具附件可靠性,并在現(xiàn)場(chǎng)中得到了良好應(yīng)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(fù)雜地層等諸多因素的影響,固井質(zhì)量一直不盡人意,影響了新區(qū)或深層油氣的發(fā)現(xiàn)和油藏的評(píng)價(jià)。開發(fā)超深層、超高壓、高含硫、低滲致密等復(fù)雜油氣藏,目前還沒有成熟配套的技術(shù),有些甚至屬于世界級(jí)難題。而井越深,井下越復(fù)雜,固井完井的難度也越大。1、深井復(fù)雜地層固井難點(diǎn)1.1地層情況復(fù)雜超深井固井地層情況復(fù)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(gè)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。井底溫度高井底溫度高對(duì)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(huì)導(dǎo)致環(huán)空窄間隙內(nèi)鉆井液的頂替效率發(fā)生很大的變化,難以實(shí)現(xiàn)紊流頂替,水泥環(huán)薄弱,抗沖擊力差。多壓力層、窄間隙固井由于井身結(jié)構(gòu)的限制,有許多井采用“非常規(guī)”的井身結(jié)構(gòu)。這將帶來以下幾個(gè)問題:a.非常規(guī)尺寸,工具配套難度大;b.下套管風(fēng)險(xiǎn)加大,容易引起粘卡和漏失,套管不易居中;c.水泥石強(qiáng)度降低,保證不了封隔效果。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(zhǎng)封固段固井,注水泥量大長(zhǎng)封固段固井,水泥量大。易發(fā)生泥漿連續(xù)竄槽、砂堵蹩泵、易壓漏地層等問題。2、技術(shù)措施針對(duì)深井復(fù)雜地層在固井過程中這些存在的這些問題,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及試驗(yàn)研究,提出了如下的解決措施。(2)對(duì)于長(zhǎng)裸眼段固井,如果地層承壓能力不能滿足單級(jí)注水泥,可采用多級(jí)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(yīng)用雙膠塞固井質(zhì)量,并且在目前這種固井工藝在深井中普遍應(yīng)用。(3)大尺寸套管固井多采用內(nèi)插管固井方式,一方面減少了混漿段,同時(shí)還有利于提高頂替效率,有效控制水泥塞的高度。(4)針對(duì)同一井段多套壓力體系,除對(duì)固井工藝進(jìn)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(qiáng)度,同時(shí)要進(jìn)行抗壓、抗折以及膠結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn),調(diào)節(jié)外加劑加量,優(yōu)化水泥漿配方。(5)針對(duì)井身質(zhì)量差,采用前置液紊流頂替技術(shù),盡量提高頂替效率,在井況、設(shè)備能力允許的條件下盡量提高注替排量,或者采用旋轉(zhuǎn)固井,較完全清出井內(nèi)鉆井液,達(dá)到替凈,提高固井質(zhì)量。3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3.1勝科1井勝科1井是中石化的一口重點(diǎn)科學(xué)探井,完鉆井深7026m。三開鉆進(jìn)過程是最復(fù)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(fù)雜;鉆進(jìn)過程中有太多的蹩鉆、蹩泵,起下鉆阻卡;鉆井液密度高達(dá)2.268/^3;而且井徑不規(guī)則，出現(xiàn)大肚子、糖葫蘆井眼,對(duì)固井質(zhì)量造成極大的威脅。為防止套管擠毀和保證固井質(zhì)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(shù)措施。1、前導(dǎo)水泥漿：2720?3900m采用1.94g/cm3抗溫抗鹽防污染水泥漿體系。配方:勝G水泥5938+硅粉207g+SWH-12.4g+SWJ-1L32g+SWJZ-16g+NaCL57.6g+H20302g性能：密度1.94g/cm3;失水16ml/90℃某6.9MPa某30min;稠化時(shí)間274山也/130℃某58MPa2、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?？谂浞?勝G484g+鐵礦粉4408+硅粉176g+SWH-18.0g+SWJ-3L30g+SWJZ-11.6g+NaCL48.6g+H20270g性能：密度2.30g/cm3;失水50ml/95℃某6.9MPa某30min;稠化時(shí)間234山皿/140℃某70MPa;強(qiáng)度19.3MPa/140℃某21MPa某24h3.4豐深3應(yīng)用情況豐深3井是一口局級(jí)重點(diǎn)探井,主探濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷北部陡坡帶豐深3砂體較高部位含油氣情況。鉆進(jìn)中途測(cè)試油氣顯示較好,固井質(zhì)量的好壞直接影響油氣層的評(píng)價(jià)。由于同地區(qū)井深4000m以上井，固井質(zhì)量均較差。為此,公司經(jīng)過深入分析和研究，優(yōu)選了抗高溫高壓的井下工具附件,并建議采用抗高溫防氣竄膠乳水泥漿體系。水泥漿配方如下:勝濰G級(jí)水泥+5.0%SDJRT+5.0%SWJ-3+0.4%SWJZ-1+0.25%SDW+12%鹽+現(xiàn)場(chǎng)水(150℃,60MPa)水泥漿密度為1.88g/cm3,流動(dòng)度為19cm,21MPa、150℃養(yǎng)護(hù)36小時(shí)后抗壓強(qiáng)度為23.4MPa,水泥漿稠度到達(dá)40Bc時(shí)間為235min,6.9MPa下30min的失水量為47ml?？诂F(xiàn)場(chǎng)配制藥品水3.92方,大樣復(fù)查合格;下完套管后循環(huán)洗井調(diào)整水泥漿性能,座掛后洗井排量0.65m3/min,泵壓13MPa,第二天倒扣后固井,注入隔離液4方,水泥漿5.3方(用藥品水3.2方),替漿21.15方,泵壓0-16,碰壓20MPa;拔出中心管循環(huán)，候凝48小時(shí)?？?、認(rèn)識(shí)與建議(1)大尺寸套管固井技術(shù)(勝科1井)、分級(jí)固井、尾管固井、長(zhǎng)封固段雙膠塞固井及低密度水泥漿固井工藝,能夠滿足目前深井固井需要。(2)在鉆穿鹽膏層、膏巖層和軟泥巖以及低壓裂縫漏失層等多種復(fù)合復(fù)雜地層的情況下,采用了抗鹽抗高溫抗污染高密度水泥漿體系,完成了大噸位,高泵壓的擠注水泥施工。取得了滿意的效果。(3)配套工藝技術(shù)措施的應(yīng)用、工具附件的正確操作、高密度水泥(與外摻料、外加劑)的混拌質(zhì)量以及與混拌用水的大樣復(fù)查,對(duì)于保