復(fù)雜井固井技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用設(shè)計(jì)

復(fù)雜井固井技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共197頁(yè)。中石油固井現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)及開(kāi)展研究工作的建議復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)復(fù)雜井固井技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用設(shè)計(jì)第二頁(yè)，共197頁(yè)。中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)下步研究方向及思路開(kāi)展研究工作的建議中石油固井現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)及開(kāi)展研究工作的建議第三頁(yè)，共197頁(yè)。固井發(fā)展的四個(gè)階段1、發(fā)明固井方法2、固井工藝方法浮鞋、浮箍、扶正器、膠塞分級(jí)固井、尾管固井等注水泥、下灰裝置得到發(fā)展水泥種類降失水劑、緩凝劑、分散劑沖洗液及隔離液外摻料3、外加劑4、水泥石改性、智能化及信息化斯倫貝謝FLEXSTONE哈里伯頓的ElastiCem與ElastiSeal水泥漿國(guó)內(nèi)先引進(jìn)水泥車（CPT986）及固井工具，后為外加劑，目前為彈塑性水泥水泥石幾個(gè)致命缺點(diǎn)第四頁(yè)，共197頁(yè)。國(guó)內(nèi)外早期固井現(xiàn)場(chǎng)施工自1903年開(kāi)始固井以來(lái)，經(jīng)過(guò)固井工作者100多年的努力，固井技術(shù)有了很大進(jìn)步，在固井工藝、水泥及外加劑、固井工具及附件、固井裝備等方面均有了較快的發(fā)展，形成了適應(yīng)不同地質(zhì)及鉆井條件的配套固井技術(shù)，基本滿足了不同條件下固井的需要一、國(guó)外固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第五頁(yè)，共197頁(yè)。國(guó)外固井技術(shù)進(jìn)展一、國(guó)外固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展固井裝備水泥漿體系頂替效率模擬固井智能化井筒完整性分析第六頁(yè)，共197頁(yè)。固井附件及固井工具國(guó)外固井技術(shù)進(jìn)展第七頁(yè)，共197頁(yè)。斯倫貝謝公司固井設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)軟件CemCADE固井設(shè)計(jì)軟件TDAS油管及套管設(shè)計(jì)與分析軟件WELLCLEANⅡ頂替效率模擬軟件CemSTRESS應(yīng)力分析軟件CemACT固井監(jiān)測(cè)軟件InterACT數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸軟件BJ公司的CEMFACTS?PLUS固井設(shè)計(jì)、固井優(yōu)化、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集固井結(jié)束后的總結(jié)哈里伯頓注水泥設(shè)計(jì)及模擬系統(tǒng)OptiCemRT反演井下水泥漿的實(shí)時(shí)位置實(shí)時(shí)反演環(huán)空及薄弱點(diǎn)的ECD,保證安全施工對(duì)比設(shè)計(jì)及施工的泵壓，以便其他井進(jìn)行修正一、國(guó)外固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展國(guó)外固井技術(shù)進(jìn)展第八頁(yè)，共197頁(yè)。隨著石油天然氣的不斷開(kāi)發(fā)利用，逐漸轉(zhuǎn)向深層、復(fù)雜氣藏、海洋以及低滲透、非常規(guī)油氣的開(kāi)采利用。為了滿足復(fù)雜深層油氣藏、高酸性油氣藏、稠油油藏、海洋深水油藏、非常規(guī)油氣藏、儲(chǔ)氣庫(kù)（枯竭氣藏、鹽穴）、老油藏挖潛及海外復(fù)雜油氣勘探開(kāi)發(fā)的需要，經(jīng)過(guò)多年的攻關(guān)研究，特別是“十二五”以來(lái)的攻關(guān)研究，固井技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，基本形成了系列配套的固井材料、工具及相應(yīng)的固井工藝技術(shù)二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第九頁(yè)，共197頁(yè)。深井超深井固井技術(shù)有針對(duì)性的井眼準(zhǔn)備及通井措施套管安全下入技術(shù)高性能的抗高溫、高密度水泥漿體系窄間隙高密度鉆井液條件下提高頂替效率的措施固井綜合壓穩(wěn)、平衡壓力固井技術(shù)保證固井施工安全的措施復(fù)雜天然氣固井技術(shù)防氣竄理論防氣竄評(píng)價(jià)方法防竄固井工藝防竄水泥漿體系平衡壓力固井技術(shù)水泥漿防竄性測(cè)試儀器1、固井工藝新疆及川東北幾個(gè)油氣田平均井深

二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十頁(yè)，共197頁(yè)。水平井及大位移井固井技術(shù)固井優(yōu)化設(shè)計(jì)套管安全下入技術(shù)（漂浮下套管技術(shù)）保證套管居中及提高頂替效率的措施低失水微膨脹及膠乳水泥漿體系等大尺寸井眼大溫差長(zhǎng)封固段一次上返固井技術(shù)紊流沖洗液配合加重隔離液提高頂替效率優(yōu)選強(qiáng)度發(fā)展快低失水微膨脹水泥漿，保證對(duì)環(huán)空的有效封隔優(yōu)選高性能敏感性低的緩凝劑與降失水劑，實(shí)現(xiàn)了大溫差長(zhǎng)封固段固井采用雙密度、雙凝水泥漿，配合環(huán)空加回壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平衡壓力固井1、固井工藝中石油完成水平井情況二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十一頁(yè)，共197頁(yè)。特色固井水泥漿及前置液體系高強(qiáng)度低密度水泥漿體系高溫深井水泥漿體系高密度及超高密度水泥漿體系短候凝水泥漿體系防竄水泥漿體系抗鹽水泥漿體系膠乳水泥漿體系防漏水泥漿體系防腐蝕水泥漿體系韌性膨脹水泥漿體系大溫差水泥漿體系新型化學(xué)泡沫水泥漿體系MTC、多功能鉆井液體系沖洗液、隔離液體系2、外加劑及水泥漿體系二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十二頁(yè)，共197頁(yè)。大溫差及配套系列緩凝劑獲得突破DRH-100L大溫差緩凝劑，適用溫度50～120℃DRH-200L、BCR-260L大溫差緩凝劑，適用溫度80～180℃DRH-310S、DRH-320S大溫差緩凝劑，適用溫度90～190℃2、外加劑及水泥漿體系

開(kāi)發(fā)的大溫差水泥漿體系適用溫度范圍寬，適用溫差范圍廣，水泥漿柱頂部強(qiáng)度發(fā)展快，有利于保證深井長(zhǎng)封固段大溫差固井質(zhì)量，近3年來(lái)共應(yīng)用近700口井二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十三頁(yè)，共197頁(yè)。開(kāi)發(fā)了3種水泥石增韌材料（DRT-100L、DRT-100S、DRE-100S），形成了2套（中溫、高溫）韌性水泥漿體系，最高使用溫度可達(dá)200℃，水泥石彈性模量較常規(guī)水泥石降低20%-40%。韌性水泥技術(shù)總體水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，替代了進(jìn)口，在華北、大港、長(zhǎng)慶儲(chǔ)氣庫(kù)及頁(yè)巖氣等成功應(yīng)用30多口井國(guó)內(nèi)外韌性水泥性能對(duì)比DR系列增韌材料DRE韌性膨脹水泥漿體系取得重要進(jìn)展二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十四頁(yè)，共197頁(yè)。PVA（聚乙烯醇類）類降失水劑已經(jīng)成熟，用量大幅上升AMPS類降失水劑克服了鼓包、包芯及高溫穩(wěn)定問(wèn)題膠乳水泥漿抗溫及抗鹽能力得到提高抗溫達(dá)190℃、抗鹽達(dá)15％、密度范圍為2.0～2.6g/cm3開(kāi)發(fā)了防CO2腐蝕材料，形成了防腐蝕水泥漿體系磷酸鹽水泥室內(nèi)研究獲得突破自修復(fù)固井材料開(kāi)始研究，有初步進(jìn)展2、外加劑及水泥漿體系二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十五頁(yè)，共197頁(yè)。尾管懸掛器、分級(jí)箍等常規(guī)固井工具及附件已經(jīng)形成系列，替代進(jìn)口自膨脹材料及自膨脹封隔器取得突破（防竄自膨脹封隔器、代替固井自膨脹封隔器）3、固井工具及附件二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十六頁(yè)，共197頁(yè)。尾管懸掛器開(kāi)發(fā)獲得新進(jìn)展隨位自動(dòng)脫掛旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器可控尾管懸掛器可膨脹尾管懸掛器獲得規(guī)模商業(yè)應(yīng)用常規(guī)固井工具基本滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器、膨脹尾管懸掛器獲得新進(jìn)展3、固井工具及附件二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十七頁(yè)，共197頁(yè)。各油田固井裝備水平（水泥車、干混及批混裝置）得到進(jìn)一步提高，水泥車進(jìn)行了的更新?lián)Q代4、固井裝備密度自動(dòng)控制、批次混配系統(tǒng)得到普遍應(yīng)用固井質(zhì)量智能化控制系統(tǒng)取得初步進(jìn)展二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十八頁(yè)，共197頁(yè)。油井管自給率已經(jīng)從2002～2007年一直徘徊在85％左右提高到2010年的97%。產(chǎn)品在全面覆蓋API5DP和5CT的基礎(chǔ)上，也開(kāi)發(fā)了系列的非API鋼級(jí)和特殊螺紋接頭油井管塔里木油田設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套新型尺寸系列井身結(jié)構(gòu)（塔標(biāo)Ⅱ），采用51/2套管完井，確保4-1/2套管完井，滿足了勘探開(kāi)發(fā)需要深井超深井用油套管5、油套管二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展第十九頁(yè)，共197頁(yè)。環(huán)空帶壓理論模型建立及技術(shù)應(yīng)用緊密堆積水泥漿體系研究水泥環(huán)不收縮及彈塑性改造固井技術(shù)的信息化、智能化、集成化6、固井基礎(chǔ)研究二、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展持續(xù)研究第二十頁(yè)，共197頁(yè)。一、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)三、下步研究方向及思路四、開(kāi)展研究工作的建議第二十一頁(yè)，共197頁(yè)。4大工程大慶油田4000萬(wàn)噸穩(wěn)產(chǎn)長(zhǎng)慶油田5000萬(wàn)噸上產(chǎn)，建成“西部大慶”建成“新疆大慶”（3300+1540+400）川渝地區(qū)300億方上產(chǎn)3大接替領(lǐng)域頁(yè)巖氣，煤層氣，海洋2個(gè)“半壁江山”天然氣占總量50%海外產(chǎn)量占總量50%1個(gè)“牛鼻子”提高單井產(chǎn)量十二五CNPC上游業(yè)務(wù)的“4321”目標(biāo)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十二頁(yè)，共197頁(yè)。中國(guó)石油2000-2008年完成井?dāng)?shù)與進(jìn)尺情況對(duì)比圖

近幾年，為滿足儲(chǔ)量高峰期工程和保持油氣產(chǎn)量箭頭朝上的需要，鉆井工作量持續(xù)快速增長(zhǎng)，屢創(chuàng)歷史新高，2011年鉆井進(jìn)尺較2005年增加87.7％，深井超深井及復(fù)雜天然氣井越來(lái)越多

中國(guó)石油近年來(lái)完成井?dāng)?shù)與進(jìn)尺情況對(duì)比中國(guó)石油國(guó)內(nèi)原油產(chǎn)量變化情況二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十三頁(yè)，共197頁(yè)。煤層氣深水深層石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)鉆井領(lǐng)域不斷擴(kuò)展致密氣致密油頁(yè)巖氣重油、油砂極地頁(yè)巖油可燃冰計(jì)劃二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十四頁(yè)，共197頁(yè)。高溫高壓分布廣泛我國(guó)的幾大油氣區(qū)如新疆的塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、川渝地區(qū)、松遼深層，以及中亞的烏茲別克斯坦、土庫(kù)曼斯坦，均存在著高溫高壓?jiǎn)栴}，一般井深在4500-7000m，井溫在150-240℃，壓力在100-150MPa以上松遼深層地區(qū)地溫梯度4℃/100m，4500m井深地溫超過(guò)180℃烏茲別克斯坦的費(fèi)爾甘納盆地地層壓力達(dá)到了140MPa以上1、復(fù)雜深井超深井固井技術(shù)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十五頁(yè)，共197頁(yè)。復(fù)雜地層分布廣泛如塔里木盆地的窄密度窗口、易漏層，塔里木油田、烏茲別克斯坦、土庫(kù)曼斯坦的巨厚鹽膏層等鹽膏層：A區(qū)鹽膏層厚度450米左右，B區(qū)鹽膏層厚度900米左右。上下鹽層為純鹽層，局部含有高壓鹽水層。阿姆河右岸氣田鹽層分布塔里木油田大北氣田古近系對(duì)比圖1、復(fù)雜深井超深井固井技術(shù)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十六頁(yè)，共197頁(yè)。

低壓漏失井、窄安全密度窗口井堵漏存在較大難度，提高地層承壓能力困難；國(guó)內(nèi)防漏外加劑、防漏水泥漿體系及配套施工工藝一方面不能保障施工安全，另一方面封固質(zhì)量不能滿足要求迪那地區(qū)目的層裂縫發(fā)育川渝地區(qū)多層壓力體系，高低壓力相間，噴漏共存1、復(fù)雜深井超深井固井技術(shù)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十七頁(yè)，共197頁(yè)。2、復(fù)雜天然氣井固井技術(shù)在阿姆河右岸氣田前期統(tǒng)計(jì)的193口井中，帶壓井39口，占總井?dāng)?shù)的20.2%；固井時(shí)發(fā)生氣竄有14口，占總井?dāng)?shù)的7.3%環(huán)空帶壓對(duì)天然氣井長(zhǎng)期安全生產(chǎn)的挑戰(zhàn)國(guó)內(nèi)目前深層氣井環(huán)空氣竄和帶壓?jiǎn)栴}突出，嚴(yán)重影響了天然氣井生產(chǎn)和安全，如川渝地區(qū)、塔里木油田、松遼深層天然氣、土庫(kù)曼斯坦，部分頁(yè)巖氣、儲(chǔ)氣庫(kù)井等二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十八頁(yè)，共197頁(yè)。酸性氣體分布廣泛松遼盆地深層高含CO2，川渝地區(qū)、土庫(kù)曼斯坦高含H2S3、酸性氣藏固井技術(shù)含H2S和CO2氣體對(duì)水泥石、套管及工具具有腐蝕作用，目前在高含H2S、深層高含CO2防腐抗溫固井技術(shù)還很不完善，不同地層流體介質(zhì)情況下對(duì)水泥石強(qiáng)度、壽命的影響還缺乏研究二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第二十九頁(yè)，共197頁(yè)。1000-2000米3000米直井水平井直井壓裂水平井壓裂水平井鉆井技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層接觸最大化，增加可動(dòng)用儲(chǔ)量，增加單井產(chǎn)量尤其是水平井多段壓裂技術(shù)的突破，推動(dòng)水平井技術(shù)再上新臺(tái)階4、頁(yè)巖氣固井技術(shù)水平井固井質(zhì)量不理想，壓裂過(guò)程中都出現(xiàn)了一定的復(fù)雜（橋塞遇阻），可能與固井質(zhì)量有一定關(guān)系，水平井生產(chǎn)套管固井質(zhì)量直接影響分段壓裂與井筒完整性我國(guó)主要盆地和地區(qū)的頁(yè)巖氣資源量為（15-30）×1012m3

，具有良好的發(fā)展前景二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十頁(yè)，共197頁(yè)。5、致密油氣固井技術(shù)國(guó)外頁(yè)巖氣、致密油主要采用“水平井+多段壓裂”的開(kāi)發(fā)方式，大幅度提高了單井產(chǎn)量，推動(dòng)了非常規(guī)油氣藏有效開(kāi)發(fā)體積壓裂對(duì)水平井固井質(zhì)量及水泥環(huán)密封性能要求高，目前部分井水平段固井質(zhì)量?jī)?yōu)良率低，體積壓裂施工風(fēng)險(xiǎn)高，存在壓竄可能，需要開(kāi)展提高水平段固井質(zhì)量研究中國(guó)致密砂巖氣資源量約為12萬(wàn)億立方米，展望未來(lái)20年中國(guó)天然氣產(chǎn)量構(gòu)成前景，預(yù)計(jì)到2030年，非常規(guī)天然氣的產(chǎn)量占到天然氣總產(chǎn)量的50%以上，致密砂巖氣將為之做出巨大貢獻(xiàn)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十一頁(yè)，共197頁(yè)。

儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)已經(jīng)列入中國(guó)天然氣安全穩(wěn)定供氣的重點(diǎn)工程?！笆濉逼陂g建成天然氣年工作氣量130億方，第一批已進(jìn)入尾聲，第二批正在啟動(dòng)6、儲(chǔ)氣庫(kù)固井技術(shù)第一批建設(shè)的儲(chǔ)氣庫(kù)第二批啟動(dòng)的儲(chǔ)氣庫(kù)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十二頁(yè)，共197頁(yè)。保證井筒長(zhǎng)期注采密封性是保證儲(chǔ)氣庫(kù)長(zhǎng)壽命、安全運(yùn)行的關(guān)鍵，難度大，技術(shù)要求高華北油田儲(chǔ)氣庫(kù)固井難點(diǎn)儲(chǔ)層埋藏深（3500～5300米）地層溫度高（110～1570C）地層情況復(fù)雜（坍塌、漏失）氣藏虧空嚴(yán)重（0.18～0.95）一井出問(wèn)題，整氣庫(kù)報(bào)廢儲(chǔ)氣庫(kù)井一次固井質(zhì)量要求高運(yùn)行時(shí)需要承受注、采交變載荷，對(duì)井筒密封性能（管串、水泥環(huán)）要求高單井封隔質(zhì)量差，影響整個(gè)井組安全運(yùn)行竄氣、帶壓處理難度大，管理復(fù)雜，成本高儲(chǔ)氣庫(kù)井固井的特殊性：第三十三頁(yè)，共197頁(yè)。深水油氣資源勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)是世界上海底油氣資源非常豐富的國(guó)家之一，有“第二個(gè)波斯灣”之稱，但是，由于國(guó)內(nèi)海洋鉆井裝備技術(shù)薄弱，配套能力差，對(duì)外依賴度高，致使海上油氣田開(kāi)發(fā)進(jìn)程緩慢中國(guó)海洋油氣年產(chǎn)量達(dá)到5000萬(wàn)噸油當(dāng)量，成功建成一個(gè)“近海大慶”。深水油氣資源正在加緊勘探開(kāi)發(fā)，致力再建一個(gè)“深水大慶”

7、低溫深水固井技術(shù)二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十四頁(yè)，共197頁(yè)。低溫深水固井的主要問(wèn)題表層低溫密度“窗口”狹窄，地層易壓漏潛在的淺層水竄和氣竄頂替效率差對(duì)水泥漿的基本要求水泥漿密度低頂替效率高較短的過(guò)渡時(shí)間和較快的強(qiáng)度發(fā)展泥線固井低水化熱水泥環(huán)具有長(zhǎng)期密封完整性7、低溫深水固井技術(shù)深水海底溫度二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十五頁(yè)，共197頁(yè)。

“十一五”期間中石油完成了海外油氣全球業(yè)務(wù)布點(diǎn)，形成了“中亞-俄羅斯、中東、美洲、非洲、亞太”五大海外油氣合作區(qū)?！笆濉蹦?，海外油氣作業(yè)產(chǎn)量將達(dá)到2億噸,占據(jù)“半壁江山”，規(guī)劃要求自主勘探支撐5500萬(wàn)噸8、海外油氣田復(fù)雜井固井蘇丹三大項(xiàng)目蘇丹紅海項(xiàng)目乍得項(xiàng)目尼日爾項(xiàng)目伊朗3區(qū)中國(guó)石油目前海外主要風(fēng)險(xiǎn)勘探項(xiàng)目分布濱里海東緣中區(qū)塊項(xiàng)目PK項(xiàng)目阿姆河右岸項(xiàng)目烏費(fèi)爾干納項(xiàng)目海上項(xiàng)目二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十六頁(yè)，共197頁(yè)。伊朗(南阿、北阿、南帕斯)儲(chǔ)層非均性強(qiáng)，壓力系統(tǒng)復(fù)雜，裂縫發(fā)育伊拉克(哈法亞、魯邁拉、綠洲)多層嚴(yán)重漏失、井壁不穩(wěn)定、密度窗口窄土庫(kù)曼斯坦（阿姆河右岸）深井，高溫、高壓、高產(chǎn)、高含硫、含巨厚鹽膏層哈薩克斯坦（阿克糾賓地區(qū)）封固段長(zhǎng)，環(huán)空間隙小，井漏，氣竄，固井質(zhì)量差委內(nèi)瑞拉（胡寧4）位垂比大、摩阻大，鉆進(jìn)、下管柱困難施工區(qū)域逐步向難點(diǎn)地區(qū)推進(jìn)，井下地質(zhì)條件復(fù)雜，鉆井難點(diǎn)及問(wèn)題多，給固井提出了挑戰(zhàn)8、海外油氣田復(fù)雜井固井二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)第三十七頁(yè)，共197頁(yè)。一、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)三、下步研究方向及思路四、開(kāi)展研究工作的建議第三十八頁(yè)，共197頁(yè)。復(fù)雜井一次作業(yè)成功率有待提高提高固井一次作業(yè)成功率，是確保工程技術(shù)安全的關(guān)鍵，是提高固井質(zhì)量的保障，省略后期補(bǔ)救作業(yè)復(fù)雜層間有效封隔能力不強(qiáng)實(shí)現(xiàn)層間有效封隔，是后續(xù)安全鉆井的保障，是提高開(kāi)發(fā)效益的保障長(zhǎng)壽命封固質(zhì)量無(wú)法確保固井的長(zhǎng)期封固質(zhì)量，是延長(zhǎng)油氣井壽命的關(guān)鍵，是提高單井綜合經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵有辦法無(wú)把握核心問(wèn)題：密封完整性結(jié)構(gòu)完整性腐蝕完整性三、下步研究方向及思路第三十九頁(yè)，共197頁(yè)。三、下步研究方向及思路實(shí)現(xiàn)三個(gè)完整性的四個(gè)主體方向，解決有有辦法、無(wú)把握的問(wèn)題第四十頁(yè)，共197頁(yè)。目前固井技術(shù)研究的現(xiàn)狀只是一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程，尚未形成學(xué)科應(yīng)用技術(shù)研究多，基礎(chǔ)理論性研究少短期技術(shù)研究多，長(zhǎng)期深入性技術(shù)研究少固井基礎(chǔ)理論由目前的定性化評(píng)價(jià)向定量化評(píng)價(jià)的方向發(fā)展由理論研究向指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的方向發(fā)展1、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)第四十一頁(yè)，共197頁(yè)。固井材料及外加劑單一工程性能向多功能性能轉(zhuǎn)變從水泥漿研究向水泥石特性研究轉(zhuǎn)變水泥環(huán)從實(shí)現(xiàn)短期封隔向保證長(zhǎng)期密封的方向發(fā)展固井裝備向集成化、信息化、智能化方向發(fā)展實(shí)現(xiàn)仿真模擬與監(jiān)控一體化固井工具發(fā)展從管串附件向工藝配套功能發(fā)展從常規(guī)工具向個(gè)性化、更可靠的方向發(fā)展1、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)第四十二頁(yè)，共197頁(yè)。固井基礎(chǔ)理論緊密堆積理論研究頂替效率研究環(huán)空帶壓及完整性評(píng)價(jià)研究固井材料添加劑及水泥漿體系研究特殊固井工具研究智能化固井系統(tǒng)研究配套固井工藝技術(shù)三、下步研究方向及思路2、研究方向第四十三頁(yè)，共197頁(yè)。以服務(wù)于油氣勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)為目標(biāo)，以提升固井技術(shù)水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)固井技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃和管理以基礎(chǔ)理論研究為突破，以創(chuàng)新固井工藝技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)裝備、工具及附件、外加劑、軟件的共同發(fā)展堅(jiān)持科研與生產(chǎn)相結(jié)合，工程與技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮直屬院所、企業(yè)院所和石油院校的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和人才優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)生產(chǎn)企業(yè)的積極性三、下步研究方向及思路3、指導(dǎo)思路第四十四頁(yè)，共197頁(yè)。一、中石油固井近年來(lái)主要技術(shù)進(jìn)展二、中石油固井技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)三、下步研究方向及思路四、開(kāi)展研究工作的建議第四十五頁(yè)，共197頁(yè)。緊密堆積理論研究機(jī)理研究及模型建立堆積材料評(píng)價(jià)、篩選和研制頂替效率研究前置液驅(qū)替及機(jī)理研究沖洗效果評(píng)價(jià)研究影響頂替效率的綜合因素研究頂替效率模型建立頂替效率評(píng)價(jià)模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)第四十六頁(yè)，共197頁(yè)。環(huán)空帶壓及完整性評(píng)價(jià)

水泥石力學(xué)特性研究水泥環(huán)破壞準(zhǔn)則研究密封完整性模型建立模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及試驗(yàn)智能化固井系統(tǒng)研究固井工程建模研究固井工程設(shè)計(jì)與仿真模擬系統(tǒng)研究固井工程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)研究固井監(jiān)測(cè)儀器集成與測(cè)試第四十七頁(yè)，共197頁(yè)。固井材料、添加劑及水泥漿體系研究新型外加劑研制與性能優(yōu)化水泥石改性材料研究與水泥石特性評(píng)價(jià)高溫大溫差水泥漿體系研究重點(diǎn)為超過(guò)120℃及低于100℃的大溫差水泥漿體系研究廣譜性緩凝劑開(kāi)發(fā)及高溫緩凝劑水泥漿穩(wěn)定性問(wèn)題抗鹽水泥漿體系深入研究高溫抗鹽水泥漿、低溫抗鹽水泥漿水泥漿體系及性能完善AMPS類水泥漿、膠乳水泥漿及彈塑性水泥漿第四十八頁(yè)，共197頁(yè)。固井材料、添加劑及水泥漿體系研究低密度、高密度水泥漿體系完善低溫早強(qiáng)外加劑及體系技術(shù)完善水泥石長(zhǎng)期抗高溫技術(shù)研究稠油熱采井、地?zé)峋叹?、煤氣化井固井水泥石防收縮問(wèn)題及產(chǎn)生微裂縫問(wèn)題的研究防止收縮、長(zhǎng)期穩(wěn)定封隔技術(shù)自修復(fù)材料第四十九頁(yè)，共197頁(yè)。特殊工具研究漂浮接箍及配套工具研制金屬密封分級(jí)箍研制遇油遇水膨脹封隔器研究液壓扶正器研制耐磨蝕浮箍研制振動(dòng)固井工具研制新型尾管懸掛器研制煤層氣分段完井工具研制第五十頁(yè)，共197頁(yè)。智能化固井系統(tǒng)研究模擬軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)指揮控制系統(tǒng)研究硬件系統(tǒng)配套研究固井工藝配套大位移井漂浮固井、半程固井等振動(dòng)固井技術(shù)及工具復(fù)雜深井超深井固井復(fù)雜天然氣固井超長(zhǎng)大位移固井特殊工藝井固井海洋深水固井第五十一頁(yè)，共197頁(yè)。中石油固井現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)及開(kāi)展研究工作的建議復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)復(fù)雜井固井技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用設(shè)計(jì)第五十二頁(yè)，共197頁(yè)。油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)深井超深井固井設(shè)計(jì)大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)深井高密度水泥漿固井設(shè)計(jì)固井設(shè)計(jì)及影響固井質(zhì)量的主要因素復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)第五十三頁(yè)，共197頁(yè)。2010年第一批儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)啟動(dòng)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近兩年的建設(shè)，遼河等6家油田儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目除大港、長(zhǎng)慶外，各油田儲(chǔ)氣庫(kù)全面進(jìn)入施工收尾階段，2013年二季度開(kāi)始陸續(xù)注氣投產(chǎn)一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)1、中石油儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀第五十四頁(yè)，共197頁(yè)。按照集團(tuán)公司的統(tǒng)一部署，2014年中國(guó)石油在上游繼續(xù)啟動(dòng)第二批儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)工作，主要包括華北興9、吉林雙坨子等5個(gè)建庫(kù)區(qū)塊，設(shè)計(jì)總工作氣量21億立方米1、中石油儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)第五十五頁(yè)，共197頁(yè)。儲(chǔ)氣庫(kù)井與常規(guī)油氣井的區(qū)別儲(chǔ)氣庫(kù)固井難度大，要求高，保證固井質(zhì)量困難一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)第五十六頁(yè)，共197頁(yè)。質(zhì)量和壽命要求高：1口井可以毀掉1個(gè)氣庫(kù)，壽命30~50年功能不同：常規(guī)井只采不注，壓力遞減，而儲(chǔ)氣庫(kù)井要滿足氣庫(kù)大吞大吐和交變應(yīng)力的影響老井多、處理要求高：儲(chǔ)氣庫(kù)主要建在已開(kāi)發(fā)過(guò)的油氣田和鹽礦，老井多、井況復(fù)雜，且封堵質(zhì)量要求與常規(guī)的油氣田老井封堵有很大的區(qū)別2、儲(chǔ)氣庫(kù)固井的特殊性及難點(diǎn)井深、井眼尺寸大，目的層衰竭嚴(yán)重所帶來(lái)的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化井筒管柱及附件質(zhì)量要求高，需要加強(qiáng)檢測(cè)面臨地層漏失、地層承壓堵漏、地質(zhì)卡層、老井封堵等難題優(yōu)化完井工藝和管串設(shè)計(jì)對(duì)氣庫(kù)擴(kuò)容和安全運(yùn)行重要儲(chǔ)氣庫(kù)的業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)督方的協(xié)調(diào)和管理第五十七頁(yè)，共197頁(yè)。地層壓力低，易漏失，高性能低密度水泥漿配方設(shè)計(jì)及保證安全施工困難部分井段井徑不規(guī)則，套管居中難度大多采用水平井，井眼多次承壓處理，頂替效率低部分井上部地層存在水、氣竄多種復(fù)雜并存，固井施工綜合難度大中石油在建儲(chǔ)氣庫(kù)一次固井的共性難點(diǎn)保證一次固井質(zhì)量合格率及蓋層段的封固質(zhì)量是保證儲(chǔ)氣庫(kù)長(zhǎng)期安全運(yùn)行的關(guān)鍵2、儲(chǔ)氣庫(kù)固井的特殊性及難點(diǎn)第五十八頁(yè)，共197頁(yè)。華北儲(chǔ)氣庫(kù)井深、井眼大，潛山埋深大于4300mC-P蓋層易垮易漏，密度窗口窄，坍塌壓力系數(shù)約為1.43左右，破裂壓力系數(shù)約為1.53井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，固井井段長(zhǎng)，尤其是蓋層一級(jí)封固段也達(dá)1300-1600m，加之上部鉆井液液柱壓力，井筒靜液壓力當(dāng)量密度1.50，接近地層破裂壓力華北油田儲(chǔ)氣庫(kù)固井難點(diǎn)儲(chǔ)層埋藏深（3500～5300m）地層溫度高（110～157℃）地層情況復(fù)雜（坍塌、漏失）氣藏虧空嚴(yán)重（0.18～0.95）一井出問(wèn)題，整氣庫(kù)報(bào)廢2、儲(chǔ)氣庫(kù)固井的特殊性及難點(diǎn)第五十九頁(yè)，共197頁(yè)。3、保證施工安全、提高固井質(zhì)量的技術(shù)措施現(xiàn)場(chǎng)施工及綜合配套技術(shù)韌性膨脹水泥漿體系井眼準(zhǔn)備提高頂替效率儲(chǔ)氣庫(kù)固井技術(shù)第六十頁(yè)，共197頁(yè)。（1）井眼準(zhǔn)備提高井身質(zhì)量，為固井創(chuàng)造良好的井筒條件早期處理，強(qiáng)化地層承壓堵漏措施，提高地層承壓能力（逢漏即封，由一次性承壓堵漏改為分段隨鉆堵漏）優(yōu)選鉆井液體系，防止井壁失穩(wěn)，保證井徑規(guī)則固井前進(jìn)行對(duì)裸眼段進(jìn)行承壓試驗(yàn)，求準(zhǔn)破裂壓力，以此優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行“三扶”通井3、保證施工安全、提高固井質(zhì)量的技術(shù)措施第六十一頁(yè)，共197頁(yè)。（2）提高頂替效率的主要措施優(yōu)化扶正器的加量及安放位置，保證套管的居中度根據(jù)井下情況及井壁的穩(wěn)定程度，充分調(diào)整鉆井液性能，降粘降切采用低粘切的預(yù)沖洗液配合高效沖洗隔離液（加大用量）針對(duì)混油鉆井液，隔離液應(yīng)具備強(qiáng)洗油能力根據(jù)地層承壓情況確定合適的頂替排量，采用大排量頂替，不采用紊流頂替3、保證施工安全、提高固井質(zhì)量的技術(shù)措施水泥漿、隔離液及鉆井液沖洗隔離液基本要求體系沉降穩(wěn)定性能良好沖刷井壁、驅(qū)替鉆井液的效果良好與水泥漿、鉆井液的相容性良好針對(duì)混油鉆井液驅(qū)油效果良好第六十二頁(yè)，共197頁(yè)。研究有效的沖洗液選用菱角形加重材料配制沖洗液，增強(qiáng)了對(duì)井壁虛泥餅的沖刷能力，提高了水泥石的界面膠結(jié)強(qiáng)度使用先導(dǎo)低密度低黏切抗鈣污染鉆井液在注前置液之前注入40-60m3先導(dǎo)漿，既降低了環(huán)空液柱壓力、彌補(bǔ)了地層承壓能力的不足，又起到了稀釋清洗井內(nèi)黏稠鉆井液的作用，從而避免了水泥漿與鉆井液接觸變稠，提高了頂替效率扶正器使用旋流發(fā)生器和旋流扶正器，提高了不規(guī)則井眼井段水泥漿的頂替效率采用大排量注替7?尾管固井的最大注入排量和頂替排量分別達(dá)到了2m3/min和2.7m3/min華北儲(chǔ)氣庫(kù)提高頂替效率的技術(shù)措施第六十三頁(yè)，共197頁(yè)。（3）韌性水泥漿采用緊密堆積技術(shù)優(yōu)化低密度水泥漿，提高水泥漿的綜合性能，解決地層承壓能力低的問(wèn)題在保證水泥漿綜合性能的前提下，對(duì)水泥石力學(xué)性能進(jìn)行改造，降低水泥石的彈性模量，解決長(zhǎng)期注采交變應(yīng)力影響問(wèn)題，在對(duì)水泥石力學(xué)性能改造的同時(shí)，不能破壞水泥漿的其他性能韌性水泥漿配方主要難點(diǎn)水泥石韌性與強(qiáng)度之間的矛盾（彈性模量低則強(qiáng)度低）韌性與安全施工之間的矛盾（增韌材料加量大施工存在困難或風(fēng)險(xiǎn)）外加劑與彈性材料配伍性好，水泥漿漿體穩(wěn)定性好，水泥石體積不收縮性，早期強(qiáng)度發(fā)展快，并有長(zhǎng)期的強(qiáng)度穩(wěn)定性3、保證施工安全、提高固井質(zhì)量的技術(shù)措施水泥漿稠化時(shí)間長(zhǎng)（倒掛），調(diào)整困難；漿體穩(wěn)定性差；破壞水泥的晶格結(jié)構(gòu)，抗壓強(qiáng)度大幅降低；施工時(shí)下灰困難，固井質(zhì)量得不到保證第六十四頁(yè)，共197頁(yè)。（4）現(xiàn)場(chǎng)施工及綜合配套技術(shù)優(yōu)化鉆井液、前置液、水泥漿漿柱結(jié)構(gòu)，采用平衡壓力固井技術(shù)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)水泥漿的復(fù)核工作，把好最后一道關(guān)口保證固井工具及附件的可靠性，加強(qiáng)入井的檢查多車聯(lián)注，采用批混技術(shù)，保證入井水泥漿密度均勻保障施工裝備，確保施工連續(xù)，做好固井突發(fā)預(yù)案3、保證施工安全、提高固井質(zhì)量的技術(shù)措施嚴(yán)把關(guān)口，一切以固井質(zhì)量為中心，井況、井眼等施工環(huán)境和施工設(shè)備未達(dá)到要求的決不能進(jìn)行固井施工實(shí)行“一井一策”第六十五頁(yè)，共197頁(yè)。華北蘇橋儲(chǔ)氣庫(kù)固井難點(diǎn)儲(chǔ)層埋藏深（3500～5300m）地層溫度高（110～157℃）地層情況復(fù)雜（坍塌、漏失）氣藏虧空嚴(yán)重（0.18～0.95）大港板南儲(chǔ)氣庫(kù)固井難點(diǎn)地層壓力系數(shù)較低，東營(yíng)組頂界地層易發(fā)生漏失固井各層套管水泥返至地面，一次封固段長(zhǎng)，施工難度大儲(chǔ)氣庫(kù)井對(duì)固井質(zhì)量要求高、難度大一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)4、初步形成的配套技術(shù)（1）DRE韌性膨脹水泥漿體系開(kāi)發(fā)了中溫及高溫2套韌性膨脹水泥漿體系第六十六頁(yè)，共197頁(yè)。提高水泥石的韌性，同時(shí)增韌材料和水泥漿具有良好的配伍性，能夠均勻分散，和其他外加劑體系兼容無(wú)副作用提高水泥漿的懸浮穩(wěn)定性，提高水泥石中固相量，提高強(qiáng)度水泥漿流變性好、失水量低，綜合性能滿足工程要求增韌材料的微筋結(jié)構(gòu)確定了水泥彈塑性改造的方案高溫：DRT-100L+DRE-100S中溫：DRE-100S+DRT-100S低溫鹽水：DRB-3S固相：微硅其他：增加高溫下液相粘度降失水劑：中溫及高溫緩凝劑：中溫、高溫分散劑：外摻料：漂珠、石英砂等降低彈性模量，提高泊松比韌性膨脹水泥漿加入彈模低、泊松比高的材料合適的形狀及粒徑分布，親水性好依據(jù)緊密堆積原理，優(yōu)選其他配套外摻料及外加劑，強(qiáng)度適中滿足現(xiàn)場(chǎng)安全施工的要求滿足2-3天質(zhì)量檢查要求滿足長(zhǎng)期密封的要求韌性膨脹水泥漿體系增韌材料超細(xì)活性材料配套外加劑一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)第六十七頁(yè)，共197頁(yè)。DRE韌性膨脹水泥攻克的技術(shù)難點(diǎn)水泥石韌性與抗壓強(qiáng)度之間的矛盾（影響強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)）增韌材料及與安全施工之間的矛盾（影響下灰及密度）外加劑與彈性材料配伍性之間的矛盾（影響漿體性能，良好相容性）韌性水泥增韌效果圖示一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)4、初步形成的配套技術(shù)（1）DRE韌性膨脹水泥漿體系第六十八頁(yè)，共197頁(yè)。

69中低溫韌性水泥漿體系：增韌材料DRE-100S、降失水劑DRF-300S、增強(qiáng)材料DRB-1S等（大港板南、長(zhǎng)慶、北京管道大港儲(chǔ)氣庫(kù)）一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)第六十九頁(yè)，共197頁(yè)。

70高溫韌性水泥漿體系：增韌材料DRT-100L、降失水劑DRF-120L、增強(qiáng)材料DRB-1S、玻璃微珠等（華北蘇橋儲(chǔ)氣庫(kù)等）水泥在110-120℃存在晶相轉(zhuǎn)化點(diǎn)高溫條件下，水泥、外加劑、韌性材料相互作用，既滿足安全施工、固井質(zhì)量、韌性改造的要求一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)第七十頁(yè)，共197頁(yè)。沖洗隔離液技術(shù)采用新型加重材料與油基鉆井液沖洗液，增加前置液用量（1.15g/cm3，40m3），提高沖洗、隔離效果平衡壓力固井技術(shù)固井作業(yè)前做好承壓試驗(yàn)雙凝雙密度水泥漿技術(shù)（領(lǐng)漿：1.55-1.65g/cm3膠乳低密度水泥漿，尾漿：1.90g/cm3DRE膨脹韌性水泥漿）井眼準(zhǔn)備技術(shù)下套管前采用“三扶〞通井；調(diào)整鉆井液性能（低粘切）提高套管居中度技術(shù)軟件模擬，合理設(shè)計(jì)扶正器種類和數(shù)量，保證套管居中度大于67%DRE膨脹韌性水泥漿技術(shù)實(shí)現(xiàn)水泥石韌性改造，提高水泥環(huán)的長(zhǎng)期力學(xué)完整性，保障后期注采高效、安全運(yùn)行一、油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)4、初步形成的配套技術(shù)（2）固井配套技術(shù)以華北蘇橋儲(chǔ)氣庫(kù)固井為例第七十一頁(yè)，共197頁(yè)。固井是一項(xiàng)綜合的工程，要想固好井，必須從各方面入手，采取有效措施，降低每一項(xiàng)因素對(duì)固井質(zhì)量的影響。儲(chǔ)氣庫(kù)固井工作中，嚴(yán)格執(zhí)行“技術(shù)+管理”的方式采用綜合措施，加強(qiáng)過(guò)程控制與管理，提高固井質(zhì)量4、初步形成的配套技術(shù)（2）固井配套技術(shù)井和井之間差異大、影響因素多，把好每個(gè)環(huán)節(jié)，加過(guò)質(zhì)量控制及過(guò)程控制第七十二頁(yè)，共197頁(yè)。油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)深井超深井固井設(shè)計(jì)大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)深井高密度水泥漿固井設(shè)計(jì)固井設(shè)計(jì)及影響固井質(zhì)量的主要因素復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)第七十三頁(yè)，共197頁(yè)。生產(chǎn)套管可采用先懸掛再回接的方式完井，盡可能減少裸眼段長(zhǎng)對(duì)于技術(shù)套管，如上層套管下入較深，盡可能采用先懸掛再回接的方式進(jìn)行中完作業(yè)，避免一次性固井的不利因素對(duì)于不能避免使用分級(jí)箍的井，應(yīng)選好分級(jí)箍安放位置，合理分配一、二級(jí)固井井段，嚴(yán)格施工，降低風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于存在漏失的地層，必須采取堵漏作業(yè)，提高地層承壓能力后再實(shí)施固井作業(yè)。1、對(duì)于深井、超深井，盡可能優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，縮短裸眼段長(zhǎng)度，避免同一裸眼段存在多壓力系統(tǒng)，降低固井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第七十四頁(yè)，共197頁(yè)。針對(duì)漏失性地層試驗(yàn)具有堵漏功能的水泥漿體系試驗(yàn)高強(qiáng)度韌性水泥漿體系應(yīng)用抗高溫大溫差水泥漿體系對(duì)抗高溫、高密度水泥漿體系、低密度水泥漿體系進(jìn)行完善、改進(jìn)應(yīng)用防酸性氣體腐蝕的水泥漿體系2、深入開(kāi)展深井抗高溫水泥漿體系的評(píng)價(jià)與優(yōu)選水泥漿沉降嚴(yán)重包芯嚴(yán)重高密度水泥漿固井的技術(shù)關(guān)鍵二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第七十五頁(yè)，共197頁(yè)。油氣層活躍可考慮選用膨脹式或頂部帶封隔器的尾管懸掛器，隔斷氣竄通道井眼不規(guī)則的井眼，可考慮采用旋轉(zhuǎn)尾管固井，提高頂替效率積極采用管外封隔器進(jìn)行封隔，防止層間竄通；對(duì)于惡性漏失層段，積極應(yīng)用膨脹管、波紋管進(jìn)行先期封漏套管扶正器應(yīng)從結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、旋流效果等方面進(jìn)行篩選繼續(xù)研發(fā)小井眼擴(kuò)眼工具，增大固井間隙3、加強(qiáng)固井工具的攻關(guān)與試驗(yàn)，為保證固井質(zhì)量提供硬件保障二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第七十六頁(yè)，共197頁(yè)。強(qiáng)化模擬通井技術(shù)，確保套管安全順利下到設(shè)計(jì)井深使用了不同的承壓試驗(yàn)技術(shù)（井口憋壓、泥漿加重、提高循環(huán)排量），摸清楚地層承壓能力。采用了提高頂替效率的系列技術(shù)科學(xué)合理地安放扶正器調(diào)整鉆井液和水泥漿流變性能做好水泥漿污染試驗(yàn)優(yōu)化隔離液和沖洗液配方推廣防竄的系列固井技術(shù)摸清氣竄規(guī)律和地層壓力窗口控制鉆井液進(jìn)出口密度，監(jiān)控鉆井液中全烴含量采用平衡壓力固井技術(shù)（施工前壓穩(wěn)、施工中壓穩(wěn)、水泥漿候凝失重時(shí)的壓穩(wěn)）采用防竄水泥漿體系及兩凝蹩回壓技術(shù)4、深井超深井固井工藝技術(shù)措施二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第七十七頁(yè)，共197頁(yè)。采用防漏固井技術(shù)高性能高強(qiáng)低密度水泥漿體系（耐高壓高性能的減輕材料）防漏、堵漏水泥漿體系進(jìn)一步完善深井超深井水泥漿配方及性能根據(jù)實(shí)際井下條件和要求優(yōu)選水泥漿配方（防止高溫沉降和包芯問(wèn)題）增加現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，確保施工安全對(duì)水泥漿的頂替效率及水泥漿的防竄性能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)采用先進(jìn)的地面施工工藝技術(shù)采用批混技術(shù)，使水泥漿密度和排量得到保證采用高能混漿系統(tǒng)保證高密度及低密度水泥漿的混配質(zhì)量采用集灰器保證供灰均勻采用三參數(shù)儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)4、深井超深井固井工藝技術(shù)措施二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第七十八頁(yè)，共197頁(yè)。深井復(fù)雜壓力系統(tǒng)在不同套管層次對(duì)界面膠結(jié)影響大解釋結(jié)論應(yīng)包括第一界面膠結(jié)程度、第二界面膠結(jié)程度和水泥環(huán)層間封隔能力5、改進(jìn)固井質(zhì)量檢測(cè)手段，改進(jìn)評(píng)價(jià)方法，綜合固井施工和測(cè)井評(píng)價(jià)結(jié)果，使解釋結(jié)果更能反映實(shí)際情況二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第七十九頁(yè)，共197頁(yè)。鉆井設(shè)計(jì)要考慮固井質(zhì)量問(wèn)題，圍繞如何提高固井質(zhì)量鉆井技術(shù)和鉆井液技術(shù)固井施工是多工種、多單位聯(lián)合作業(yè)，做好井眼準(zhǔn)備，做好各施工單位準(zhǔn)備協(xié)調(diào)工作，只有各環(huán)節(jié)組織周密、準(zhǔn)備到位，才能確保施工質(zhì)量持續(xù)科研工作，在加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究的同時(shí)，所有的科研工作圍繞現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的困難展開(kāi)，持續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第八十頁(yè)，共197頁(yè)。牛東潛山構(gòu)造位于渤海灣盆地冀中坳陷霸縣凹陷，在河北省雄縣境內(nèi)。牛東1井井深達(dá)6027m，溫度達(dá)201℃，測(cè)試日產(chǎn)原油642.91t，日產(chǎn)天然氣56.26×104m3，是渤海灣盆地乃至中國(guó)東部目前發(fā)現(xiàn)的深度最大、溫度最高的超深潛山油氣田由于牛東構(gòu)造地層壓力高，油氣活躍，氣侵現(xiàn)象頻繁，而且井下垮塌嚴(yán)重，潛山地層易漏失，加之井底溫度高，給固井施工帶來(lái)了很大難度和風(fēng)險(xiǎn)二、深井超深井固井設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例（1）華北牛東地區(qū)概況第八十一頁(yè)，共197頁(yè)。井深井深（5500-6000m），井下?tīng)顩r復(fù)雜，下尾管時(shí)間長(zhǎng)，套管安全下到底及套管居中困難井底溫度高靜止溫度162℃，循環(huán)溫度140℃、壓力（近80MPa），抗高溫水泥漿配方篩選難底大提高頂替效率困難提高頂替效率困難，對(duì)隔離液篩選、鉆井液與隔離液的相容性要求高環(huán)空間隙小Φ215.9mm井眼下Φ177.8mm套管，環(huán)空間隙小，固井時(shí)施工壓力高，保證安全施工及提高頂替效率困難潛山層位易發(fā)生漏失保證安全施工及水泥漿返高困難尾管固井對(duì)工具及附件的可靠性及現(xiàn)場(chǎng)操作要求高二、深井超深井固井設(shè)計(jì)牛東102井井身結(jié)構(gòu)（2）Ф177.8mm尾管固井難點(diǎn)第八十二頁(yè)，共197頁(yè)。

以牛東102井Φ177.8mm尾管為例牛東102井8?″鉆頭井徑曲線二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第八十三頁(yè)，共197頁(yè)。（3）采取的主要技術(shù)措施保證鉆井液性能，防止垮塌加強(qiáng)通井的技術(shù)措施，保證尾管安全下入采用高性能的隔離液，保證提高頂替效率采用加砂抗高溫穩(wěn)定性好的雙凝膠乳水泥漿，保證環(huán)空良好的膠結(jié)采用1.55g/cm3配合1.87g/cm3常規(guī)密度水泥漿固井，降低液注壓力，防止漏失采用可靠性高的懸掛器，保證下得去，掛得住，倒得開(kāi)，起得出，保證施工安全二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第八十四頁(yè)，共197頁(yè)。牛東101井Φ177.8mm尾管下深5584.16m，懸掛器位置4406.84m，井底溫度162℃，采用膠乳水泥體系，領(lǐng)漿密度1.55g/cm3，尾漿密度1.87g/cm3牛東101井四開(kāi)井身結(jié)構(gòu)領(lǐng)漿密度：1.55g/cm3稠化時(shí)間：380minAPI失水量：45mL24h抗壓強(qiáng)度：14.1MPa上下密度差：＜0.03g/cm3游離液：0固井質(zhì)量合格彈性模量較常規(guī)水泥石降低20%尾漿二、深井超深井固井設(shè)計(jì)（4）應(yīng)用的水泥漿體系第八十五頁(yè)，共197頁(yè)。牛東102井Φ177.8mm尾管下深5989m，懸掛器位置4400m，井底溫度161℃，采用膠乳水泥體系，領(lǐng)漿密度1.55g/cm3，尾漿密度1.87g/cm3固井質(zhì)量?jī)?yōu)良領(lǐng)漿密度：1.55g/cm3

稠化時(shí)間：420minAPI失水量：43mL24h抗壓強(qiáng)度：14.6MPa

頂部強(qiáng)度：11.2MPa/72h

上下密度差：＜0.03g/cm3

游離液：0彈性模量較常規(guī)水泥石降低20%尾漿二、深井超深井固井設(shè)計(jì)（4）應(yīng)用的水泥漿體系第八十六頁(yè)，共197頁(yè)。（5）應(yīng)用的沖洗液隔離液配方?jīng)_洗隔離液配方：清水+4%DRY-S1懸浮劑+2%DRY-S2高溫懸浮劑+2%DRH-100S緩凝劑+1%DRH-200S緩凝劑隔離液與鉆井液及水泥漿具有良好的相容性，兼有沖洗液和隔離液的雙重作用，保證了深井小間隙條件下對(duì)鉆井液的有效沖洗二、深井超深井固井設(shè)計(jì)第八十七頁(yè)，共197頁(yè)。注入沖洗隔離液液8m3注入低密度及常規(guī)密度水泥漿27.5m3注入后置液2m3，替入密度1.38g/cm3的鉆井液59.4m3高密度水泥返出套管前替漿排量控制在1.2m3/min，常規(guī)密度水泥漿返出套管后排量降至0.5m3/min6m3鉆井液碰壓14MPa，起鉆至喇叭口500m二、深井超深井固井設(shè)計(jì)（6）現(xiàn)場(chǎng)施工膠乳藥水第八十八頁(yè)，共197頁(yè)。油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)深井超深井固井設(shè)計(jì)大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)深井高密度水泥漿固井設(shè)計(jì)固井設(shè)計(jì)及影響固井質(zhì)量的主要因素復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)第八十九頁(yè)，共197頁(yè)。隨勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，鉆井逐漸向深層發(fā)展，年鉆6000m以上超深井300口以上，井深增加、井溫升高、封固段增長(zhǎng)、固井復(fù)雜程度增高，固井占整個(gè)鉆井的比例增重，投資大幅提高常規(guī)水泥漿固井易出現(xiàn)超緩凝、固井質(zhì)量差等問(wèn)題，無(wú)法滿足大溫差固井需要為解決深井簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本、提高固井質(zhì)量等方面的問(wèn)題，開(kāi)展了大溫差固井技術(shù)研究1、大溫差長(zhǎng)封固段固井概況第九十頁(yè)，共197頁(yè)。水泥在110～120℃存在晶相轉(zhuǎn)化點(diǎn)，常規(guī)緩凝劑適應(yīng)能力差，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中易出現(xiàn)“鼓包”、“包芯”等問(wèn)題，且水泥漿在高溫下沉降嚴(yán)重，固井施工存在安全隱患缺少耐溫超過(guò)150℃且性能穩(wěn)定的外加劑產(chǎn)品，水泥漿在高溫下沉降嚴(yán)重，固井施工存在安全隱患常規(guī)水泥漿體系適應(yīng)溫差范圍窄，尤其是低密度水泥漿在大溫差條件下頂部強(qiáng)度發(fā)展緩慢，易出現(xiàn)油氣水竄及超緩凝等問(wèn)題缺乏適應(yīng)長(zhǎng)封固段固井的高效沖洗隔離液缺乏適應(yīng)長(zhǎng)封固段的固井工具，尚未形成配套的固井工藝技術(shù)2、大溫差長(zhǎng)封固段固井存在的難點(diǎn)前期技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題第九十一頁(yè)，共197頁(yè)。通過(guò)水泥水化機(jī)理研究結(jié)合水泥外加劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出適用于大溫差條件固井的水泥漿降失水劑及緩凝劑，攻克水泥外加劑抗高溫難題及緩凝劑晶相轉(zhuǎn)化點(diǎn)兩側(cè)的吸附難題，設(shè)計(jì)適合不同溫差范圍的水泥漿體系針對(duì)高溫深井、長(zhǎng)封固段井、復(fù)雜井眼條件頂替效率低的難題，開(kāi)發(fā)抗高溫隔離液懸浮穩(wěn)定劑、油基鉆井液沖洗液、特色加重材料，研發(fā)出高效沖洗隔離液體系，克服了固井過(guò)程中沖洗效果差、頂替效率低的難題通過(guò)大溫差水泥漿體系、高效沖洗隔離液、提高頂替效率、平衡壓力固井、固井工具、套管安全下入等方面先進(jìn)成熟適用技術(shù)的集成，形成大溫差固井配套工藝技術(shù)3、大溫差長(zhǎng)封固段固井技術(shù)思路第九十二頁(yè)，共197頁(yè)。突破了降失水劑及緩凝劑抗高溫難題突破了緩凝劑晶相轉(zhuǎn)化點(diǎn)兩側(cè)的吸附難題突破了常規(guī)高溫水泥漿超緩凝難題突破了高溫條件下水泥漿體系穩(wěn)定性差的難題以DRF-120L降失水劑和DRH-100L緩凝劑為主劑，適用溫度50～120℃的水泥漿體系以DRF-120L降失水劑和DRH-200L緩凝劑為主劑，適用溫度80～180℃的水泥漿體系以DRF-120L降失水劑和DRH-310S、DRH-320S緩凝劑為主劑，適用溫度90～190℃的水泥漿體系4項(xiàng)突破3套適用于不同溫度段的水泥漿體系三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)4、大溫差水泥漿體系第九十三頁(yè)，共197頁(yè)。難點(diǎn)

在120℃附近稠化曲線容易“鼓包”稠化試驗(yàn)過(guò)程中，水泥漿易產(chǎn)生包芯現(xiàn)象

110℃以內(nèi)不存在包芯和鼓包現(xiàn)象水泥漿沉降嚴(yán)重固井施工安全隱患鼓包

包芯水泥110-120℃晶相轉(zhuǎn)化點(diǎn)，緩凝劑適應(yīng)能力差，水泥漿體系開(kāi)發(fā)難度大，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中易出現(xiàn)“鼓包”、“包芯”等問(wèn)題，且水泥漿在高溫下沉降嚴(yán)重，固井施工存在安全隱患水泥漿沉降嚴(yán)重包芯嚴(yán)重適應(yīng)大溫差固井的緩凝劑開(kāi)發(fā)三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)第九十四頁(yè)，共197頁(yè)。機(jī)理研究吸附理論成核理論沉淀理論螯合理論分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大溫差緩凝劑通過(guò)大量分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出了適用于高溫溫差80℃以上的3種大溫差緩凝劑，有效克服了水泥漿包芯、鼓包、沉降的發(fā)生三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)適應(yīng)大溫差固井的緩凝劑開(kāi)發(fā)第九十五頁(yè)，共197頁(yè)。循環(huán)溫度130℃條件下水泥漿在60℃的強(qiáng)度發(fā)展曲線循環(huán)溫度150℃條件下水泥漿在80℃的強(qiáng)度發(fā)展曲線高溫大溫差水泥漿體系性能評(píng)價(jià)—

低溫下水泥石強(qiáng)度發(fā)展大溫差水泥漿體系在溫差80℃以上條件下，水泥頂面強(qiáng)度發(fā)展快，不會(huì)出現(xiàn)超緩凝問(wèn)題，可以滿足7000m深井一次上返固井要求三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)第九十六頁(yè)，共197頁(yè)。通過(guò)大溫差水泥漿體系、提高頂替效率、平衡壓力固井、套管安全下入等方面的技術(shù)集成，形成了大溫差固井配套工藝技術(shù)，有效提高了深井長(zhǎng)封固段固井質(zhì)量大溫差固井配套工藝技術(shù)長(zhǎng)封固段一次性上返技術(shù)小間隙尾管固井技術(shù)防竄水泥漿技術(shù)井眼準(zhǔn)備技術(shù)大尺寸套管安全下入技術(shù)頂替效率技術(shù)平衡壓力固井技術(shù)三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)5、大溫差固井綜合配套技術(shù)第九十七頁(yè)，共197頁(yè)。三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)費(fèi)爾甘納盆地屬于“四高一超”油氣藏高溫（大于150℃）、高壓（

1.88-2.45

）、高含鹽（過(guò)飽和鹽）、高含硫（H2S:5.29%，CO2:4.47%），埋藏深（5200-6600m）由于“四高一超”地質(zhì)條件，導(dǎo)致鉆井事故多，鉆井成功率低，鉆井周期長(zhǎng)，報(bào)廢井多，井控風(fēng)險(xiǎn)大，固井質(zhì)量和施工質(zhì)量差，地層壓力不清20多年來(lái)勘探無(wú)進(jìn)展；所鉆30口井報(bào)廢13口，占43.3%；鉆井周期最長(zhǎng)6.1年，最短1.4年，平均3.1年；卡拉吉達(dá)地區(qū)未有一口井達(dá)到地質(zhì)目的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例（1）烏茲別克斯坦費(fèi)爾甘納盆地概況吉達(dá)3井壓井立壓變化曲線吉達(dá)3井撈獲的測(cè)井儀器第九十八頁(yè)，共197頁(yè)。井眼深，地質(zhì)條件復(fù)雜，套管安全下到設(shè)計(jì)位置困難井眼深，一次封固段長(zhǎng)，鉆井液密度高，提高頂替效率困難水泥漿面上下溫差大，設(shè)計(jì)合適水泥漿配方困難三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例（2）烏茲別克斯坦大溫差長(zhǎng)封固段固井技術(shù)難點(diǎn)第九十九頁(yè)，共197頁(yè)。套管安全下到設(shè)計(jì)位置困難Φ244.5mm套管下深4790～5305m固井，已屬于超深井大直徑套管固井，套管重量大，鉆機(jī)載荷大，套管一次性下到設(shè)計(jì)位置有很大風(fēng)險(xiǎn)提高頂替效率困難鉆井液密度高，水泥漿與鉆井液密度相差小，一次封固段長(zhǎng)，提高長(zhǎng)封固段的頂替效率困難水泥漿配方設(shè)計(jì)困難Φ244.5mm套管固井一次封固水泥段長(zhǎng)，上下溫差大，上部水泥漿強(qiáng)度發(fā)展緩慢，優(yōu)選綜合性好敏感性低的水泥漿配方困難現(xiàn)場(chǎng)施工組織困難國(guó)外施工，大尺寸井眼，長(zhǎng)封固段，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用水泥漿量大，施工組織困難，封固質(zhì)量難以保證（2）大溫差長(zhǎng)封固段固井技術(shù)難點(diǎn)三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)第一百頁(yè)，共197頁(yè)。（3）主要技術(shù)措施紊流沖洗液配合鐵礦粉加重的高密度隔離液提高頂替效率優(yōu)選了低失水抗鹽微膨脹水泥漿，保證了環(huán)空的有效封隔優(yōu)選了高性能敏感性低的緩凝劑，實(shí)現(xiàn)了大溫差長(zhǎng)封固段固井采用雙密度、雙凝水泥漿，配合環(huán)空加回壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平衡壓力固井吉達(dá)4井Φ244.5mm套管固井領(lǐng)漿稠化曲線吉達(dá)4井Φ244.5mm套管固井尾漿稠化曲線三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)第一百零一頁(yè)，共197頁(yè)。優(yōu)選在適應(yīng)大溫差長(zhǎng)封固段固井的水泥漿配方。通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)，該體系具有失水量低（≤50mL）、抗壓強(qiáng)度高（≥14MPa）、稠化過(guò)渡時(shí)間短、穩(wěn)定性好、防竄性好等特點(diǎn)，另外該體系具有很好的抗鹽性能，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)優(yōu)選的緩凝劑對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求，在適用溫度范圍內(nèi)能有效地延長(zhǎng)水泥漿稠化時(shí)間。優(yōu)選的緩凝劑具有一定的分散減阻效果，對(duì)水泥漿的失水性能影響很小優(yōu)選了高性能敏感性低的緩凝劑，實(shí)現(xiàn)了大溫差長(zhǎng)封固段固井三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)（3）主要技術(shù)措施第一百零二頁(yè)，共197頁(yè)。南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（1段）配方及性能優(yōu)選了低失水抗鹽微膨脹水泥漿，保證了環(huán)空的有效封隔南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（1段）配方及性能南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（1段）稠化曲線南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（1段）配方及性能三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)（3）主要技術(shù)措施第一百零三頁(yè)，共197頁(yè)。2、優(yōu)選了低失水抗鹽微膨脹水泥漿，保證了環(huán)空的有效封隔2、優(yōu)選了低失水抗鹽微膨脹水泥漿，保證了環(huán)空的有效封隔南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（2段）配方及性能優(yōu)選了低失水抗鹽微膨脹水泥漿，保證了環(huán)空的有效封隔南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（2段）稠化曲線三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)（3）主要技術(shù)措施第一百零四頁(yè)，共197頁(yè)。南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（3段）配方及性能優(yōu)選了低失水抗鹽微膨脹水泥漿，保證了環(huán)空的有效封隔南貢1井Φ244.5mm套管水泥漿（3段）稠化曲線三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)（3）主要技術(shù)措施第一百零五頁(yè)，共197頁(yè)。南貢1井Ф244.5mm技術(shù)套管固井的施工工藝及排量確定采用雙密度、雙凝水泥漿，配合環(huán)空加回壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平衡壓力固井三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)（3）主要技術(shù)措施第一百零六頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)3井Φ244.5mm技套下深4790.17m，一次封固段長(zhǎng)4300m，上下溫差近100℃吉達(dá)4井Φ244.5mm技套下深5155.7m，一次上返5155.7m，上下溫差達(dá)120℃以上南貢1井Ф244.5mm技術(shù)下深5305.5m，水泥面上下溫差近125℃，固井質(zhì)量良好南貢1井Φ244.5mm套管固井領(lǐng)漿稠化曲線南貢1井Φ244.5mm套管固井尾漿稠化曲線（4）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況三、大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)第一百零七頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井Φ244.5mm技套固井質(zhì)量測(cè)到上層套管內(nèi)2175m位置，2175～2975m固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)；2975m～3150m井段，固井質(zhì)量良好；3150m至井底，固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。整體評(píng)價(jià)，固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)吉達(dá)4井Ф244.5mm套管固井部分井段固井質(zhì)量圖（4）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況三、大溫差長(zhǎng)封固段固井設(shè)計(jì)第一百零八頁(yè)，共197頁(yè)。油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)深井超深井固井設(shè)計(jì)大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)深井高密度水泥漿固井設(shè)計(jì)固井設(shè)計(jì)及影響固井質(zhì)量的主要因素復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)第一百零九頁(yè)，共197頁(yè)。國(guó)內(nèi)新疆油田霍爾果斯塔里木盆地庫(kù)車山前川渝地區(qū)柴達(dá)木盆地北緣南海中石化的河壩、毛壩、普光以及雙廟等氣田頁(yè)巖氣國(guó)外哈薩克斯坦肯基亞克烏茲別克斯坦費(fèi)爾甘納盆地土庫(kù)曼斯坦阿姆河右岸印度尼西亞緬甸1、高密度水泥漿固井概況第一百一十頁(yè)，共197頁(yè)。體系不穩(wěn)定，引起水泥和加重材料的沉降稠度過(guò)高，常溫下流動(dòng)性差，施工密度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求降失水劑、分散劑和緩凝劑相容性差高密度水泥漿過(guò)渡緩凝，體系的防竄性能較差由于密度的提高，水泥漿中的有效水泥質(zhì)材料相對(duì)較少，強(qiáng)度發(fā)展緩慢，尤其是水泥環(huán)的頂部經(jīng)常出現(xiàn)不凝固，不能滿足長(zhǎng)封固段固井作業(yè)的要求由于鉆井液密度過(guò)高，切力大，性能調(diào)整困難，頂替效率難以保證，會(huì)對(duì)水泥漿性能產(chǎn)生不良影響2、高密度水泥漿固井難點(diǎn)第一百一十一頁(yè)，共197頁(yè)。水泥漿的失水量控制和流動(dòng)性的關(guān)系稠化時(shí)間和抗壓強(qiáng)度發(fā)展之間的關(guān)系水泥漿和泥漿、隔離液的相容性，以及三者之間密度差、切力差等問(wèn)題水泥漿中的各類外摻料和水泥的顆粒分布及級(jí)配的問(wèn)題3、高密度水泥漿需解決的關(guān)鍵問(wèn)題高密度水泥漿流變性差第一百一十二頁(yè)，共197頁(yè)。不合理的顆粒級(jí)配：體系內(nèi)的水分為膠凝水、毛細(xì)管水和空隙水。未對(duì)外摻料的需水量進(jìn)行全面深入研究，不合理的顆粒級(jí)配導(dǎo)致低堆積密實(shí)度，提高了體系的水灰比，進(jìn)而導(dǎo)致高密度水泥漿的流變性變差未考慮加重劑種類對(duì)體系的強(qiáng)度影響：未考慮加重劑在體系內(nèi)產(chǎn)物對(duì)強(qiáng)度發(fā)展的影響。不同種類的加重劑與水泥的產(chǎn)物對(duì)體系的強(qiáng)度影響差異很大；復(fù)合鐵酸鈣的針狀交織結(jié)構(gòu)顯著提高強(qiáng)度未利用結(jié)晶礦物學(xué)增強(qiáng)效應(yīng)和增塑效應(yīng)：高密度的活性礦物微粉可以消耗游離Ca(OH)2；并在水泥顆粒間形成“滾珠效應(yīng)”水泥石組成與水灰比關(guān)系針狀鐵酸鈣富集區(qū)

四、深井高密度水泥漿固井設(shè)計(jì)4、高密度水泥漿存在的問(wèn)題的本質(zhì)第一百一十三頁(yè)，共197頁(yè)。利用高效分散劑減少顆粒表面水膜根據(jù)水泥石微觀結(jié)構(gòu)，確定級(jí)配模型，獲得高堆積密實(shí)度合理選擇鐵礦粉種類，利用復(fù)合鐵酸鈣提高水泥石強(qiáng)度利用結(jié)晶礦物學(xué)增強(qiáng)效應(yīng)，選擇密度高、活性強(qiáng)的外摻料作為加重劑利用微細(xì)礦粉的增塑效應(yīng)和溫峰削減效應(yīng)，合理選擇微細(xì)礦粉將水泥漿這一多密度組分高濃水基懸浮體作為一個(gè)整體，根據(jù)可壓縮堆積密實(shí)度（CPM）模型，確定級(jí)配模型的粒徑分布、加量比例和實(shí)際堆積密實(shí)度5、緊密堆積水泥漿體系設(shè)計(jì)思路含水化膜顆粒的緊密堆積水泥漿第一百一十四頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井四開(kāi)完鉆井深6230m，井底溫度142℃，地層壓力146.4MPa，鉆井液密度2.37g/cm3，水泥漿設(shè)計(jì)密度2.45g/cm3，隔離液設(shè)計(jì)密度2.40g/cm3。由于加重劑加入量大，且水泥漿要求具有良好的抗鹽抗溫性能，給水泥漿配方篩選及現(xiàn)場(chǎng)配制帶來(lái)很大困難現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例烏茲別克斯坦費(fèi)爾甘納盆地深井高密度水泥漿固井1、固井難點(diǎn)第一百一十五頁(yè)，共197頁(yè)。有針對(duì)性的井眼準(zhǔn)備及通井措施安全下套管技術(shù)措施高性能的高密度水泥漿體系窄間隙高密度鉆井液條件下提高頂替效率的措施固井綜合壓穩(wěn)平衡壓力固井的配套措施保證固井施工安全的措施現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例2、主要的技術(shù)措施第一百一十六頁(yè)，共197頁(yè)。（1）有針對(duì)性的井眼準(zhǔn)備及通井措施下套管前，必須進(jìn)行下套管時(shí)間模擬，測(cè)算好下套管時(shí)間（38h），分別在測(cè)井時(shí)和兩次通井間進(jìn)行2次下套管時(shí)間模擬，驗(yàn)證井壁穩(wěn)定及鹽巖層蠕動(dòng)速度等為保證吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管安全順利下入，固井前采用直徑Ф214.0mm的單扶正器共通井9次，對(duì)5850～6230m井段反復(fù)劃眼，以消除阻卡，達(dá)到井眼暢通、井壁穩(wěn)定，確保井眼干凈和穩(wěn)定最后一趟通井起鉆前，在鉆井液中加入石墨粉和塑料小球，以增加鉆井液的潤(rùn)滑性，循環(huán)處理好鉆井液后起鉆第一百一十七頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井緩凝水泥漿稠化曲線吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井緩凝水泥漿配方及性能吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井緩凝水泥漿稠化曲線（2）高密度水泥漿體系優(yōu)選第一百一十八頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井速凝水泥漿稠化曲線吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井速凝水泥漿配方及性能（2）高密度水泥漿體系優(yōu)選第一百一十九頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井高密度水泥漿鉆井液密度2.37g/cm3，設(shè)計(jì)水泥漿密度2.45g/cm3為保證平衡固井，對(duì)5500m以下井段，采用速凝水泥漿，確保對(duì)油水層的封固；5500m以上井段，采用緩凝水泥漿，以保證施工安全，尤其是保證鉆柱安全起出現(xiàn)場(chǎng)采用水泥撬配合批混罐，保證了入井水泥漿的均勻性，現(xiàn)場(chǎng)水泥漿密度一直控制在2.45±0.01g/cm3優(yōu)選的高密度水泥漿及配套的措施保證了復(fù)雜井況高密度鉆井液條件下小間隙封固質(zhì)量（2）高密度水泥漿體系優(yōu)選第一百二十頁(yè)，共197頁(yè)。水泥漿污染試驗(yàn)試驗(yàn)條件：90℃常壓，攪拌3h。（水泥漿:隔離液:鉆井液=1:1:1）ABC值為3，600轉(zhuǎn)、300轉(zhuǎn)的讀數(shù)讀不出，270/214/198/197試驗(yàn)條件：120℃/80MPa，進(jìn)行稠化實(shí)驗(yàn)。（水泥漿:鉆井液=9:1）水泥漿污染性實(shí)驗(yàn)吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井水泥漿污染實(shí)驗(yàn)曲線（2）高密度水泥漿體系優(yōu)選第一百二十一頁(yè)，共197頁(yè)。間歇式注水泥漿試驗(yàn)對(duì)緩凝水泥漿進(jìn)行，先稠化儀運(yùn)轉(zhuǎn)80min后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)45min，然后再繼續(xù)攪拌吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井間歇式注水泥漿實(shí)驗(yàn)曲線（2）高密度水泥漿體系優(yōu)選第一百二十二頁(yè)，共197頁(yè)。提高頂替效率的難點(diǎn)四開(kāi)、五開(kāi)鉆井液密度高（吉達(dá)4井四開(kāi)鉆井液密度2.37g/cm3），粘度高，切力大，調(diào)整困難，給鉆井提高頂替效率、隔離液篩選、鉆井液與隔離液的相容性等提出了很高的要求主要的技術(shù)措施充分調(diào)整鉆井液性能，降低粘度與切力在注水泥漿前先注入至少30m3的低粘切鉆井液采用加重隔離液，環(huán)空高度500m左右，保持足夠的接觸時(shí)間和環(huán)空高度做好混漿的稠化時(shí)間、強(qiáng)度復(fù)核實(shí)驗(yàn)（3）提高頂替效率的綜合措施第一百二十三頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井Ф177.8mm尾管固井隔離液配方及性能為保證提高頂替效率，在室內(nèi)篩選了密度為2.37g/cm3用鐵礦粉加重的高密度隔離液及后置液。系列懸浮劑及稀釋劑、結(jié)合抗鹽降失水劑配制成的隔離液與鹽水鉆井液及水泥漿具有良好的相容性，密度可達(dá)2.35～2.40g/cm3，對(duì)鉆井液具有較好的沖洗、稀釋、隔離及緩沖作用，且在高密度條件下具有較好的穩(wěn)定性能（3）提高頂替效率的綜合措施第一百二十四頁(yè)，共197頁(yè)。隔離液密度2.37～2.38g/cm3（上下差0.01g/cm3），靜止1h、2h、3h后密度差基本不變吉達(dá)4井Φ177.8mm尾管固井污染實(shí)驗(yàn)（3）提高頂替效率的綜合措施第一百二十五頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井Ф177.8mm尾管固井施工程序通過(guò)調(diào)整鉆井液性能，優(yōu)選高密度隔離液配方，配合適當(dāng)?shù)捻斕媾帕浚忍岣吡隧斕嫘?，又保證了固井施工的安全（4）現(xiàn)場(chǎng)施工工藝第一百二十六頁(yè)，共197頁(yè)。吉達(dá)4井井身結(jié)構(gòu)圖（5）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果吉達(dá)4井完鉆井深6596m，為烏茲別克斯坦、中亞地區(qū)和中石油海外最深井吉達(dá)4井創(chuàng)φ177.8mm尾管下深6226.7m和Φ127.0尾管下深6593m及高密度鉆井液條件下固井質(zhì)量最好的紀(jì)錄（固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)率平均達(dá)到80%以上）為安全鉆進(jìn)及成功試油奠定了基礎(chǔ)吉達(dá)4井Ф177.8mm尾管固井部分井段固井質(zhì)量圖第一百二十七頁(yè)，共197頁(yè)。油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)固井設(shè)計(jì)深井超深井固井設(shè)計(jì)大溫差長(zhǎng)封固段井固井設(shè)計(jì)深井高密度水泥漿固井設(shè)計(jì)固井設(shè)計(jì)及影響固井質(zhì)量的主要因素復(fù)雜井固井應(yīng)用設(shè)計(jì)第一百二十八頁(yè)，共197頁(yè)。井的基本情況固井準(zhǔn)備工作固井方案設(shè)計(jì)套管及管串設(shè)計(jì)下套管作業(yè)及位置注水泥作業(yè)設(shè)計(jì)井口裝置及質(zhì)量檢測(cè)特殊固井工藝的操作要求及計(jì)算主要技術(shù)措施應(yīng)急預(yù)案及HSE1、固井設(shè)計(jì)及主要內(nèi)容第一百二十九頁(yè)，共197頁(yè)。1）地質(zhì)情況巖性地層物性地層力學(xué)性質(zhì)是否有鹽膏層等破裂壓力地層壓力溫度壓力（1）井的基本情況2）井眼情況井徑井斜井漏井眼的復(fù)雜情況

3）鉆井液性質(zhì)類型、性能、密度、粘切及失水、濾餅、含砂第一百三十頁(yè)，共197頁(yè)。材料準(zhǔn)備套管、管串工具、水泥、外摻料、外加劑裝備準(zhǔn)備注水泥施工設(shè)備井眼準(zhǔn)備施工組織（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十一頁(yè)，共197頁(yè)。套管、工具及附件準(zhǔn)備對(duì)送井套管逐項(xiàng)進(jìn)行檢查對(duì)分級(jí)箍、懸掛器、封隔器、內(nèi)插工具等特殊固井工具檢查套管卸車和井場(chǎng)擺放對(duì)套管（包括短套管）公母絲扣進(jìn)行逐根清洗對(duì)到井的套管（包括短套管）在場(chǎng)地上進(jìn)行逐根通徑對(duì)套管逐根丈量和記錄，并統(tǒng)一編號(hào)進(jìn)行套管計(jì)算，確定套管下深、短套管安放位置收集分級(jí)箍、懸掛器、封隔器、內(nèi)插工具等使用說(shuō)明書(shū)1）材料準(zhǔn)備（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十二頁(yè)，共197頁(yè)。水泥、外加劑、外摻料準(zhǔn)備取現(xiàn)場(chǎng)水、水泥、外摻料、外加劑，做好水泥漿、前置液實(shí)驗(yàn)工作，性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。裝水泥前，應(yīng)將儲(chǔ)灰裝置清掃干凈在準(zhǔn)備配漿水前，應(yīng)將所有的儲(chǔ)水裝置清洗干凈注水泥前，配好配漿水，混配好水泥，并進(jìn)行大樣復(fù)核實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)配制的配漿水超過(guò)3天，應(yīng)進(jìn)行二次大樣復(fù)查實(shí)驗(yàn)注水泥前，應(yīng)根據(jù)固井設(shè)計(jì)要求，配制好前置液1）材料準(zhǔn)備（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十三頁(yè)，共197頁(yè)。井架安全校核井控設(shè)備提升、動(dòng)力系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)儀器儀表配注系統(tǒng)井控設(shè)備2）注水泥施工設(shè)備準(zhǔn)備井隊(duì)設(shè)備準(zhǔn)備（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十四頁(yè)，共197頁(yè)。2）注水泥施工設(shè)備準(zhǔn)備（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十五頁(yè)，共197頁(yè)。固井的主要設(shè)備水泥車、注壓塞液車運(yùn)灰車壓風(fēng)機(jī)、立式罐供水車、儀器車井口工具（水泥頭）（2）固井準(zhǔn)備工作2）注水泥施工設(shè)備準(zhǔn)備第一百三十六頁(yè)，共197頁(yè)。對(duì)阻、卡井段應(yīng)認(rèn)真劃眼，做到井底無(wú)沉砂、無(wú)阻卡、無(wú)坍塌通井起鉆時(shí)應(yīng)及時(shí)足量灌滿鉆井液，防止井壁坍塌通井到底后以不小于鉆進(jìn)時(shí)的最大排量至少循環(huán)兩周，達(dá)到井下正常，調(diào)整鉆井液性能達(dá)到注水泥設(shè)計(jì)要求漏失井在下套管前必須先進(jìn)行堵漏，正常后方可下套管下套管前必須壓穩(wěn)油氣水層套管與井眼環(huán)空間隙小于19mm時(shí)，可在必要時(shí)采取擴(kuò)眼等相應(yīng)措施3）井眼準(zhǔn)備（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十七頁(yè)，共197頁(yè)。領(lǐng)導(dǎo)組負(fù)責(zé)固井方案制定和應(yīng)急決策監(jiān)督組負(fù)責(zé)固井全過(guò)程的監(jiān)督工作地面施工指揮協(xié)調(diào)組固井全過(guò)程的組織、地面施工指揮和各崗位的聯(lián)系協(xié)調(diào)技術(shù)組負(fù)責(zé)固井施工設(shè)計(jì)的制訂鉆臺(tái)組水泥頭閘門倒換、負(fù)責(zé)裝膠塞，掛泵等鉆臺(tái)操作設(shè)備運(yùn)作組負(fù)責(zé)各崗位設(shè)備的施工前維護(hù)保養(yǎng)和施工操作計(jì)量組負(fù)責(zé)替漿計(jì)量操作4）組織準(zhǔn)備（2）固井準(zhǔn)備工作第一百三十八頁(yè)，共197頁(yè)。固井工序要求管串結(jié)構(gòu)及固井方法水泥返高前置液、隔離液、水泥密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百三十九頁(yè)，共197頁(yè)。固井設(shè)計(jì)前，要求收集以下的資料（3）固井方案設(shè)計(jì)固井作業(yè)基礎(chǔ)資料

固井設(shè)備與工具資料

第一百四十頁(yè)，共197頁(yè)。固井協(xié)作會(huì)固井設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)審批固井設(shè)備、工具和固井原材料準(zhǔn)備倒灰車輛、人員上井?dāng)[放車輛，固井設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)管線、水泥頭安裝管線試壓注隔離液注水泥壓膠塞替鉆井液，碰壓泄壓，拆卸管線車輛、人員回駐地（3）固井方案設(shè)計(jì)1）工序要求常規(guī)固井工序第一百四十一頁(yè)，共197頁(yè)。一級(jí)注水泥、分級(jí)注水泥、尾管注水泥、預(yù)應(yīng)力注水泥、內(nèi)插法注水泥、管外封隔器固井、水平井固井

2）管串結(jié)構(gòu)及固井方法（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百四十二頁(yè)，共197頁(yè)。2）管串結(jié)構(gòu)及固井方法（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百四十三頁(yè)，共197頁(yè)。表層套管固井的設(shè)計(jì)水泥漿返深應(yīng)返到地面技術(shù)套管固井的設(shè)計(jì)水泥漿返深應(yīng)至少返至中性(和)點(diǎn)以上300m，遇到油氣層(或先期完成井)時(shí)設(shè)計(jì)水泥漿返深要求與生產(chǎn)套管相同生產(chǎn)套管固井的設(shè)計(jì)水泥漿返深一般應(yīng)進(jìn)入上一層技術(shù)套管內(nèi)或超過(guò)油氣層頂界300m對(duì)于高危地區(qū)的油氣井，生產(chǎn)套管固井的設(shè)計(jì)水泥漿返深應(yīng)返至上一層技術(shù)套管內(nèi)，且形成的水泥環(huán)面應(yīng)高出已經(jīng)被技術(shù)套管封固的噴、漏、塌、卡、碎地層以及全角變化率超出設(shè)計(jì)要求的井段以上100m對(duì)于熱采井和高壓、高含酸性氣體的油氣井，各層套管固井的設(shè)計(jì)水泥漿返深均應(yīng)返至地面3）水泥返高（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百四十四頁(yè)，共197頁(yè)。沖洗液、隔離液性能要求沖洗液能有效沖洗、稀釋鉆井液，與鉆井液、隔離液及水泥漿有良好的相容性隔離液能有效隔離、緩沖鉆井液，與鉆井液及水泥漿具有良好的相容性，能控制濾失量沖洗液與隔離液組分不腐蝕套管，對(duì)水泥環(huán)的膠結(jié)強(qiáng)度影響小沖洗液及隔離液使用量要求在不造成油氣水侵和地層坍塌的原則下，一般占環(huán)空高度200～300m或滿足接觸時(shí)間一般不少于7-10min，特殊情況下可以根據(jù)實(shí)際情況確定使用量4）前置液、隔離液、水泥漿密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百四十五頁(yè)，共197頁(yè)。4）前置液、隔離液、水泥漿密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百四十六頁(yè)，共197頁(yè)。水泥漿體系設(shè)計(jì)根據(jù)地層破裂壓力、地層孔隙壓力、水泥漿封固段長(zhǎng)等確定水泥漿密度根據(jù)水泥漿密度確定基本水泥類型、加重（或減輕）方式、材料的類型和加入量根據(jù)井底靜止溫度確定是否加入水泥石熱穩(wěn)定材料，或使用抗高溫水泥根據(jù)地層特性（井底溫度、地層巖性、孔隙流體類型分布及活躍程度等）確定外加劑類型4）前置液、隔離液、水泥漿密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求減輕材料水化增強(qiáng)材料片（3）固井方案設(shè)計(jì)第一百四十七頁(yè)，共197頁(yè)。水泥漿體系選擇的總體框架（3）固井方案設(shè)計(jì)4）前置液、隔離液、水泥密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求第一百四十八頁(yè)，共197頁(yè)。水泥漿性能要求密度、稠化時(shí)間、失水量、自由液、流變性能、抗壓強(qiáng)度等，特殊情況下還應(yīng)進(jìn)行水泥石的滲透率和水泥石穩(wěn)定性、水泥石力學(xué)性能試驗(yàn)等，······（根據(jù)不同井的固井要求，要求水泥漿性能）（3）固井方案設(shè)計(jì)4）前置液、隔離液、水泥密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求第一百四十九頁(yè)，共197頁(yè)。配制與注替過(guò)程中保持可控的流動(dòng)能力在井下溫度、壓力條件下保持足夠的可泵時(shí)間和體系穩(wěn)定性靜止后快速凝固并保持體積不變凝固水泥石強(qiáng)度高，致密性好，抗腐蝕有一定韌性，能抵抗射孔震動(dòng)沖擊水泥石力學(xué)性能（楊氏模量與泊松比）與地層匹配固井作業(yè)對(duì)水泥漿的基本要求（3）固井方案設(shè)計(jì)4）前置液、隔離液、水泥密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求第一百五十頁(yè)，共197頁(yè)。平衡壓力固井設(shè)計(jì)環(huán)空靜液柱壓力與環(huán)空流動(dòng)阻力之和應(yīng)小于地層破裂壓力長(zhǎng)封固段注水泥施工應(yīng)根據(jù)井下情況和設(shè)備狀況控制施工最高壓力固井設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“三壓穩(wěn)”，即固井前的壓穩(wěn)、固井過(guò)程中的壓穩(wěn)和候凝過(guò)程中水泥漿失重時(shí)的壓穩(wěn)雙凝雙密度水泥漿候凝過(guò)程中環(huán)空加回壓4）前置液、隔離液、水泥密度、凝結(jié)時(shí)間及平衡壓力固井要求