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新疆油田复杂井特殊井固井技术

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新疆 油田 复杂 特殊 井固井 技术
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新疆油田复杂井、特殊井固井技术新疆石油管理局钻井公司新疆石油管理局钻井工艺研究院主要内容一、前言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语汇报内容一、前言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语前言固井工程是关系到油井稳产、增产的综合性系统工程。随着克拉玛依油田的不断勘探开发,钻遇的复杂井、特殊井越来越多,其中 南缘山前构造带霍尔果斯背斜及陆梁、八区低压易漏长封固段 尤为突出。近几年来,新疆油田公司不论是对老区块的调整井还是对新区块的勘探开发井的固井质量都提出了较高的要求。原有的固井技术已远远不能满足现场施工要求。经过几年的研究及现场应用,各种满足复杂井、特殊井的固井新技术在新疆油田成功使用。主要内容一、前言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语新疆油田固井简介固井技术水平新疆固井经过长期的固井技术研究和现场固井技术服务的知识积累,荣获各种科技成果奖 60余项,其中 泡沫水泥固井技术、双级注水泥、尾管固井技术分别荣获国家和总公司科技进步重大成果奖 ,能够承担大斜度定向井、丛式井、水平井、稠油热采井、调整井、高温高压深井和超深井、高压气井、低压井等各种井型的现场固井技术服务。近几年来,新疆油田公司在勘探开发领域不断取得重大突破,对探井和各开发区块的固井质量要求很高,固井技术服务以科学求实的工作作风,加大固井技术研究的力度,解决了像 安 4井、霍 10井、呼图壁气田、陆梁油田、八区下乌尔禾组调整井 的固井技术难题,为新疆油田固井技术的发展奠定了坚实的基础。新疆油田固井简介类型油田区块名称 井数 ( 口 ) 井深 ( 米 ) 备注稀油新区石南 21井区 50 2560低密度百 31井区 46 1700陆九井区 25 2680稀油老区 八区 90 2900 低密度、 1井区 8 2400稠油新区百重 7井区 125 600 低温早强常规密度四 2区 30 650九区 35 500其他区块 309合计 718新疆油田 2006年开发井统计新疆油田固井简介主要固井工艺超高密度固井工艺恒密度低密度固井工艺新型 平井、定向井、丛式井固井工艺多级注水泥固井工艺尾管固井工艺稠油热采井及调整井固井工艺新疆油田固井简介超高密度固井工艺为了解决准噶尔盆地南缘霍尔果斯构造高压井固井难题,设计了密度高达 制了新型的循环喷射批量混合器、使用二次加重工艺、现场控制总液量等技术,成功地在霍 10井、霍 001井、霍 002井、安 5井、安 001、高泉 1井等进行固井施工,固井声幅解释合格。新疆油田固井简介超高密度固井工艺井号 井深( m)泥浆密度( g/泥浆密度( g/泥浆量(业类型霍 10井2400 完3484 井霍 001井3114 完4200 井霍 002井3338 完4360 井安 001 3500 井高泉 1井 5285 5 完井安 5井 3100 完新疆油田固井简介恒密度低密度固井工艺新疆油田陆梁及八区等多为低压易漏区块,使用微珠低密度水泥浆体系固井达到了很好的效果,共施工 1000余口井。但微珠低密度水泥浆体系存在着在受压状态下密度增加、微珠货源紧张、微珠价格高等缺点。通过优选研制了恒密度(不可压缩)低密度水泥浆体系,该水泥浆体系最低密度可达 合性能良好,在八区共施工 40余口井,声幅解释全部合格。新疆油田固井简介新型 g/合性能良好。该体系特点: 1、具有良好的长期密封性能,耐盐水、耐 使固井质量在长时间范围内满足后续生产的需要。 2、高温下强度不衰退。 3、具有较高的早期强度。 4、适合于多种泥浆体系。该技术在八区现场施工 40余口井,声幅解释全部合格。主要内容一、前言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语高压井固井技术作为新疆油田六个主攻区之一的准噶尔盆地腹部 、 西北缘斜坡带 、 南缘山前构造带的地质条件相当复杂 , 主要表现在: 异常压力地层 , 高 、 低孔隙压力和低破碎压力并存 高压油气夹层和盐水侵; 塑性 、 强水敏性泥岩和软泥岩普遍存在; 受构造运动的作用 , 地层破碎严重 , 地应力不均衡; 高陡构造 、 高地应力;高压井固井技术主要技术难点 : 各项性能满足要求的超高密度水泥浆与前置液的室内实现 。 符合要求的超高密度水泥浆与前置液的现场混配与注入 。 固井过程中的防漏 、 防涌 。 在各种苛刻条件下的注水泥顶替效率的尽量提高 。高压井固井技术技术关键: 超高密度水泥浆的沉降稳定性 、 强度 、 流变性以及这三者之间的协调;超高密度前置液的沉降稳定性 、 流变性及这二者之间的协调 。 超高密度水泥浆与前置液的现场混配装置及混配工艺 。 循环系统循环压耗的准确计算 。 地层漏失压力及井涌压力的确定 。 合理的套管下放速度的确定 。 平衡压力固井流变学设计 。高压井固井技术超高密度水泥浆 密度可调• 水泥浆稳定• 稠化时间可调• 水泥石具有较高的强度• 水泥浆具有一定的防气窜能力高压井固井技术超高密度水泥浆 要从加重效果 、 杂质含量对流动性的影响程度 、 化学杂质对外加剂的敏感性反应 、 细度可控范围与稳定性要求 、 货源及成本等方面综合考虑 。同时 , 加重料密度高可使在加量较少的情况下就获得要求密度的水泥浆 , 有利于水泥浆流动性的调节 , 也有利于提高水泥石的早期强度 。 而合理的加重剂的粒度分布 、 粘度效应小是保证高密度水泥浆良好综合性能的前提 。高压井固井技术超高密度水泥浆 加重料的密度和水泥的密度相差比较大 , 浆体容易沉降 , 不稳定 。 超高密度水泥浆在保持必要的流动性的前提下 , 尽量控制水泥浆的沉降稳定性 , 常规水泥浆稳定性允许相差 g/我们在室内做了大量的实验 ,评价 、 优选水泥浆配方 , 得到高密度水泥浆稳定性为密度差控制在 高压井固井技术水泥浆沉降稳定性试验数据 实验条件 配好密度为 g/c 直接倒入 1m 长的试模中,密封后在常温常压下养护 24h 后测。 序号 M 1 ( g ) M2(g ) 密度 (g / 密度波动(g / 波动率 ( % ) 1 (顶部) 1 2 - 8 - 3 1 4 - - 0 5 6 7 - - 8 9 10 11 - - 12 - - 13 (底部) 水泥石平均密度为 g/ 高压井固井技术超高密度水泥浆 高 密 度 水 泥 浆 性 能 序号 密度( g/ 流动度( 析水 ( m L) 水( m L/ 30 m i n) 稠化时间( m i n/ ℃ ) 抗压强度 ( M ℃ / hr s ) 1 21 0 48 35 3/7 0 30 /74 /48 2 20 0 44 32 6/8 0 33 /80 /48 3 21 0 48 31 8/6 5 26 /65 /48 高压井固井技术施工工艺技术 在水泥浆混配困难,密度不均匀的问题,对于超高密度的水泥浆,该问题将更加突出,为了解决超高密度水泥浆的现场混配问题,专门设计研制了新型的 喷射式配浆罐 。高压井固井技术施工工艺技术 研制了最高密度可达 体稳定,流动性能好的 超高密度隔离液 。• 控制套管下放速度 ,防止井内过高的压力激动。• 根据井况和已有的设备、工具及技术水平,尽量采取各种 提高顶替效率 的技术措施。• 采用固井设计计算软件,进行 注水泥平衡压力及流变学设计 ,包括浆柱结构设计、水泥浆和隔离液的性能设计、注水泥排量计划设计、井内压力平衡设计等。高压井固井技术现场固井实例高压井固井技术现场固井实例主要内容一、前言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语低压易漏长封固段固井技术八区☆ 下乌尔禾组油藏经过长期注水开发,地层压力波动大;☆ 八道湾组地层孔隙度大、连通性好,易发生漏失和出水;☆ 目的层乌尔禾组裂缝发育,承压能力较低;☆ 地层承压能力很低,地层压力系数约 油田全面注水开发,采出液含水率已大于 50%;☆ 井距小于 300m,地层水及注入水影响水泥浆饿凝结过程;☆ 封固段长达 600层承压能力低:容易压漏封固段长: 1200m,上下温度差较大,替净困难井浅、地温低:早期强度发展要求高井眼质量差: 81/2″钻头, 6 ″ , ″环空尺寸、容积大:返速低,不利于提高顶替效率窄安全压力窗口低压易漏长封固段固井技术固井面临的难点 封固段长增加,水泥浆密度将进一步降低,水泥浆体系设计的难度更大。 防止油气水窜的难度增加。 上部井段水泥浆凝固温度更低,强度发展更慢。 平衡注水泥设计的难度加大。 增加紊流程度提高顶替效率的措施受限。低压易漏长封固段固井技术低密度水泥浆 靠的稳定性。浆体不发生分层离析,形成水泥石的纵向密 度分布要基本一致,且析水小、体积收缩小。浆体的密度满足要求。用水量应严格控制在所选择减轻剂的最大允许用水量范围内。满足工程上对水泥浆各项性能的要求。设计中不能盲目追求流变性能和滤失量的控制,而损害水泥浆的早强特性和稳定性 在部分性能不能满足工程要求时,可加适当的外加剂弥补改善。低压易漏长封固段固井技术微珠低密度水泥浆的典型配方 外加剂加量 (%) 序号 密度g/ 微珠 : 硅灰 早强剂 分散剂 降失水剂 缓凝剂 备 注 1 100 : 20 : 12 4 2 100:22:12 3 100 : 28 : 12 4 0. 5 4 100 : 35 : 1 4 4 0. 5 5 100:46:14 体系 A 6 100 : 20 : 12 4 0 7 100:22:12 8 100 : 2 8 : 12 4 0 . 5 9 100 : 35 : 12 0 . 5 7. 0 10 100:46:14 体系 B 新疆石油管理局钻井工艺研究院低压易漏长封固段固井技术与膨润土、水玻璃、微硅低密度水泥浆相比,漂珠低密度水泥具有水灰比小、稳定性好、体系密实、水泥石强度高、渗透率低的优点。为此,在陆梁及八区等低压易漏区块,使用该体系固井获得了较好的应用效果,共施工 1000余口井。但漂珠低密度水泥存在高压下密度增加,难以满足深井、窄安全密度窗口低压易漏地层固井的需要,且微珠货源紧张、微珠价格高等缺点,为此,又 研制了 最低密度可达 密度低密度固井工艺低压易漏长封固段固井技术压力( MP a ) 水泥浆类别 0 20 40 60 1. 50 /0 / 6 13 1. 40 /0 10 1 微珠 低密度 水泥浆 密度( g/( % ) 0 0 2 2. 7 0 2. 5 不可压缩低密度 水泥浆 密度( g/( % ) 0 不同低密度水泥浆体系受压力影响密度变化情况低压易漏长封固段固井技术恒密度低密度水泥浆基本配方及性能配方 G 级水泥 + 2 0 % 减轻剂 + 1 2 % 稳定剂 + 4 % 早强剂 + 2 % 防气窜剂 + 1 2% 降失水剂 + 0 . 7 %减阻剂 + 0 . 0 5 % 消泡剂 + 89 % 水 流变参数 稠化时间 m i n 强度 24h / 48 滤失量 φ300φ200φ100φ6φ3n k 流变 模式 温度 53 ? 压力 40 M P a 136 100 30 24 18 15 15 0. 46 0 . 84 幂律 低压易漏长封固段固井技术水泥浆密度稳定 :水泥浆密度受压力影响小。水泥浆密度可调 :最低可达到 悬浮稳定性好 :水泥浆无自由水 , 凝固成水泥石后其密度分布均匀 , 体积基本无收缩 。水泥石强度高 : 241453℃ , 常压 ) 。体系失水量小 : 00稠化时间可调 :稠化时间可根据现场需要进行调节,而且有非常好的线性规律。恒密度( 不可压缩)低密度水泥浆体系特点:主要内容一、前言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语新型 术 (缓解顶替效率不高对固井质量的严重影响)、 经济 (利用泥浆中的降失水材料控制体系的稳定性而降低水泥浆的成本)、 环保 (利用部分泥浆做配浆液,减少废弃泥浆对环境的污染)优势。但是,常规 高温、高温下强度发展不好, 90℃ 左右固化体在半月内自行脆裂的问题,从而严重限制了其在油气井固井方面的应用。新型 于新疆油田多种泥浆体系可根据现场需要配制密度为 好的体系稳定性及低温早强特性固化体的渗透率不随时间的延长而增加固化体的强度不随时间的延长而衰退良好的耐淡水、盐水、 10 15 20时间/ 月抗压强度/ 淡水 1 - 腐蚀2 - 淡水 2 - 腐蚀3 - 淡水 3 - 腐蚀4 - 淡水 4 - 腐蚀体系强度在 50℃ 下随时间的变化 16个月 8 4 6时间/ 月抗压强度/ 31— 3%和 温2— 6%温3— 6%50℃长期密封性能新型 10时间/ 月胶结强度/0℃ 下随时间的变化新型 00 100 150 200时间/天抗压强度/MP泥 言二、新疆油田固井简介三、高压井固井技术四、低压易漏长封固段固井技术五、新型 束语结束语随着石油工业的发展,固井面临的条件越来越复杂,深井、超深井、特殊结构井、特殊工艺井越来越多,同时,随着国内钻井技术服务市场的放开,国外大型的固井技术服务公司已经进入并逐渐渗透到各大油田,其先进的技术、产品、组织、管理、协调,对国内固井技术服务公司的生存和发展形成了较大的压力。如何在该严峻形式下使国内的固井技术、固井技术服务得以继续发展,是国内所有固井技术人员都必须面临和深思的问题。结束语技术力量: 优化、整合,根据石油工业的发展趋势,根据钻井技术的需求,集中力量开展深入、系统的理论及实验研究,从基础技术理论上取得突破,并在此基础上开发与国际接轨的产品、工具、工艺。市场协调: 在集团公司的领导下,加强各技术服务公司之间的交流与合作,实现竞争与统一的协调。加强股份公司与技术服务公司之间的交流与合作,为国内技术的发展提供更多的机会和支持。市场开拓: 在集团公司的领导下,在做好国内技术服务的情况下,走出国门,进入国际市场,为国内固井技术的生存和发展赢得更大的空间。谢谢大家!欢迎各位到克拉玛依进行技术交流与合作!
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