提高技術(shù)套管與生產(chǎn)套管固井

提高技術(shù)套管與生產(chǎn)套管

固井質(zhì)量的對策中石化中原石油工程公司二〇一六年七月引言

涪陵二期產(chǎn)建于今年年初正式啟動，目前主要開發(fā)平橋和江東兩個區(qū)塊。

如何進一步提高頁巖氣井的固井質(zhì)量，最大限度的減少套管環(huán)空帶壓現(xiàn)象的發(fā)生是涪陵頁巖氣田二期產(chǎn)建的當前重要任務(wù)之一。結(jié)論與建議

面臨的主要技術(shù)難題匯報內(nèi)容提高固井質(zhì)量的主要對策一、面臨的主要技術(shù)難題（一）、技術(shù)套管固井優(yōu)良率低

采用φ311.2mm鉆頭鉆至井深2200-3500m，下入φ244.5mm套管。其中二疊系長興組、茅口組、棲霞組存在淺層氣，韓家店組惡性漏失，志留系坍塌壓力和漏失壓力差值小，井壁易失穩(wěn)。鉆井采用強鉆，不進行堵漏，強行下套管，固井前大部分井不能建立循環(huán)。

固井采用正注反擠工藝，該工藝能實現(xiàn)“穿鞋帶帽”，僅能滿足下步開鉆需求，但不能實現(xiàn)水泥環(huán)有效對接，而且反擠井段由于沖洗不徹底，導(dǎo)致第二界面固井質(zhì)量較差，固井優(yōu)良率不足40%。（二）、環(huán)空帶壓情況嚴重

目前焦石壩工區(qū)所施工井截止2016年7月13日，在統(tǒng)計的222口井中環(huán)空帶壓率達78.83%。一、面臨的主要技術(shù)難題環(huán)空帶壓原因分析1、技術(shù)套管水泥環(huán)完整差截止目前共施工99口井，采用正注反擠井有88口井，共占88.9%，但僅有兩口井實現(xiàn)了對接，其余均有段空，最大空段長達800m2、大型壓裂對水泥環(huán)的破壞焦石壩最高壓裂壓力達110MPa，對水泥環(huán)產(chǎn)生微間隙，導(dǎo)致氣竄3、套管扣型技術(shù)套管采用長圓，氣密封能力差4、套管頭套管頭密封件損壞或套管耐壓等級低一、面臨的主要技術(shù)難題結(jié)論與建議

面臨的主要技術(shù)難題匯報內(nèi)容提高固井質(zhì)量的主要對策二、提高固井質(zhì)量的主要對策（1）鉆井發(fā)生漏失時，須有效堵漏，提高地層承壓能力，為正常固井提供良好的井眼條件；（2）針對壓力窗口窄的井可采用雙級固井工藝；（3）采用密度低、強度相對高、粘度高、清洗泥餅效果好，密封完整性好彈塑性好，壓裂不易失效，可壓縮性強（膨脹可有效填補大井眼，維持液柱壓力）的泡沫水泥漿；（4）全井應(yīng)用高強低密度密度韌性水泥漿體系，防止井漏；

（一）、提高技術(shù)套管固井質(zhì)量二、提高固井質(zhì)量的主要對策

高強低密度密度韌性水泥漿體系上下密度差0.03/cm3ρ1.21

ρ1.19

ρ1.20

ρ1.22

沉降穩(wěn)定性試驗抗壓強度：1.20g/cm3：11.59MPa/80℃,21MPa,48h1.30g/cm3：8.48MPa/50℃,21MPa,24h1.35g/cm3：14.3MPa/50℃,21MPa,24h全井1.30~1.40g/cm3水泥漿在東北龍鳳山區(qū)塊應(yīng)用8口井，合格率100%，優(yōu)良率75%。二、提高固井質(zhì)量的主要對策（4）采用占環(huán)空段長600m的水基沖洗液對環(huán)空進行有效沖洗。（5）應(yīng)用泥餅固化技術(shù)。（6）確定合適的技術(shù)套管的尾漿的返高，最大限度的防止技術(shù)套管外水泥環(huán)受到大型壓裂的影響，尾漿的返高根據(jù)地層漏失壓力、淺層氣的位置及三開時A點與技套鞋之間的距離確定合適的尾漿封固段長。二、提高固井質(zhì)量的主要對策（一）、提高技術(shù)套管固井質(zhì)量采用中原自主的沖洗效率評價裝置進行沖洗效率評價（二）、提高沖洗效率防漏沖洗隔離液技術(shù)優(yōu)化二、提高固井質(zhì)量的主要對策防漏沖洗隔離液技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)套管固井工藝技術(shù)優(yōu)化二、提高固井質(zhì)量的主要對策（三）、降低套管帶壓率1、自主水泥漿體系應(yīng)用取得初步成效

2015年7月底對焦石壩工區(qū)應(yīng)用自主研制的彈韌性水泥漿，主要特點是水泥石具有良好的彈性、韌性、強度以及具有自修復(fù)等特性，分段壓裂及后期開發(fā)過程中水泥環(huán)仍有一定的密封能力，現(xiàn)已將環(huán)空帶壓率降至至54.55%，下降了24.28%未加彈性材料的水泥石加有彈性材料的水泥石水泥石彈性模量測試水泥石抗折強度測試

水泥石彈性模量降低了33.1%

水泥石抗折強度提高50%以上二、提高固井質(zhì)量的主要對策二、提高固井質(zhì)量的主要對策2、液硅防竄水泥漿體系

納米液硅是通過特殊的處理工藝，將活性二氧化硅與水混合形成的懸濁液，比表面積可達21m2/g，特點：①具有較好的表面活性，加入水泥漿中可降低析水，②納米級顆粒加入可填充于水泥顆粒之間，提高水泥膠結(jié)強度，③防氣竄性能極好，④應(yīng)用溫度可達204℃二、提高固井質(zhì)量的主要對策

液硅防竄水泥漿體系在新疆順南工區(qū)順南6井和順南7井中應(yīng)用，已取得良好效果二、提高固井質(zhì)量的主要對策順南工區(qū)液硅防竄水韌性泥漿體系3、固井工藝技術(shù)優(yōu)化

針對出現(xiàn)的水平段多段漏失情況，采用靜態(tài)承壓、沖洗堵漏、靜態(tài)壓穩(wěn)、動態(tài)平衡的固井工藝，保證了水泥漿的返高和固井質(zhì)量

①最大限度提高地層承壓能力，并在通井時采用環(huán)空返速1.0～1.5m/s的循環(huán)排量考驗井壁，為固井施工創(chuàng)造堅實井眼

②根據(jù)實測承壓參數(shù)，調(diào)整環(huán)空漿柱結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)施工結(jié)束后環(huán)空靜態(tài)壓穩(wěn)

③根據(jù)井眼情況，降低先導(dǎo)漿、沖洗隔離液的密度，降低靜液柱壓力，保證水泥漿的返高

④在沖洗前置液中加入纖維和超細碳酸鈣，在水泥漿中使用防漏纖維，提高入井漿體的預(yù)堵漏能力。二、提高固井質(zhì)量的主要對策

⑤根據(jù)環(huán)空液柱壓力，分段設(shè)計固井施工注替排量，在水泥漿上返至垂直井段前，使用大排量泵注，可以顯著提高沖洗隔離液的沖洗效率，通過增大循環(huán)摩阻方式增加垂直井段的液柱壓力，實現(xiàn)低密度前置液在固井施工過程中對地層的動態(tài)平衡；在水泥漿上返進入垂直井段后，降低施工排量，減少循環(huán)摩阻，降低漏失風險，增加水泥漿返高，實現(xiàn)下部井段的有效封固。

⑥根據(jù)水泥漿的靜膠凝強度發(fā)展規(guī)律，逐步進行環(huán)空加回壓，通過環(huán)空持續(xù)補壓保障水泥漿在失重過程中對下部地層的持續(xù)壓穩(wěn)。二、提高固井質(zhì)量的主要對策3、固井工藝技術(shù)優(yōu)化結(jié)論與建議

面臨的主要技術(shù)難題匯報內(nèi)容提高固井質(zhì)量的主要對策三、結(jié)論與建議（1）加大涪陵工區(qū)頁巖氣固井的投入是保證后期安全高效開發(fā)的保證（2）良好的井眼條件是水泥環(huán)完整性的保障（3）泡沫水泥漿與高強低密度密度韌性水泥漿能降低液柱壓力，防止井漏（4）液硅防竄韌性水泥漿能有效防止氣竄，提高固井質(zhì)