复杂条件下的固井技术1

复杂条件下的固井技术黄河钻井总公司 李延伟liyanwei719.slyt@http://

内容一、固井施工复杂情况与质量问题概述 二、解决固井复杂问题的途径 三、复杂条件下的固井工艺技术 四、有关问题的探讨

固井作业的目的 封隔油/气/水层，防止层间互窜 支撑套管，保护井眼 封隔异常压力地层，以利于安全钻进 安装井口需要 进行增产措施的需要

目标：替净、封严

一、固井施工复杂情况和质量问题固井施工过程： 憋泵 井漏 替空 工具异常 倒返 管串泄漏 固井质量问题： 油气水层漏封 层间封隔质量差 第二界面质量差

固井质量问题主要原因： 井漏、憋泵等造成低返 顶替效率差造成的水泥浆窜槽 水泥胶结强度差造成的环空窜流 水泥浆失重引起的环空窜流

顶替不干净造成的油气上窜

通过两个胶结面的油气上窜

在水泥石内部的油气运移

影响固井质量的因素 地层压力特征 井身质量：井眼轨迹与规则程度 下套管作业 水泥浆体系与环空浆柱组合 钻井液、水泥浆的流变性 地层岩性特点 套管居中度 施工参数：密度、压力、排量、流态 接触时间 候凝方式与时间 前置液的冲洗、隔离效果 活动套管

压稳与防漏 顶替效率 水泥浆体系的性能

平衡压力固井在高效顶替和尽 量减少对产层污染的 前提下，将水泥浆成 功顶替到设计的封固 井段，且在注入、顶 替直至凝固的全过程 不发生井漏和地层流 体(油、气、水)的 侵入，即实现全过程 压力平衡。

影响注水泥顶替效率的因素 井眼规则程度和井径扩大率 套管居中度 井身轨迹 顶替流态和接触时间 钻井液及水泥浆的流变性 井壁稳定性和泥饼质量 前置液的清洗效果顶替效率 Sc泥 浆 水泥 井眼 套管 Sm

环空水泥充填面积Sc 100 % 环空总面积S

不同的套管居中度对顶替效率的影响

大井眼顶替过程出现窜槽

二、解决固井质量问题的途径 平衡地层压力

提高顶替效率

固井设计应考虑的因素 井底压力及温度(静止温度、循环温度) 地层孔隙压力、破裂压力、漏失压力梯度 钻进参数、完钻钻井液性能及钻进过程钻井液性能变化情况 井身轨迹、井身结构数据 井眼直径与规则程度 钻井过程井下复杂情况及处理 邻井复杂情况 勘探、开发技术要求 目的层位置、钻遇地层岩性、渗透率、地层流体特征及分布、油气上窜速度等 固井工艺 钻井设备状况 固井设计的目的： 减少施工复杂 井场布局及水源状况 提高固井质量 注水泥设

备能力和计量方式 其它

固井复杂问题的应对措施预见分析可能发 生复杂情况 的因素

预防制定防止复 杂情况发生 的措施

预判施工过程发生 复杂情况及时 或提前预判

设计阶段

预案针对已发生的 复杂情况要有 相应的预案

施工阶段

固井施工过程的憋泵原因分析： 水泥浆闪凝 井壁坍塌、掉块或沉砂引起的环空憋堵 预见 环空间隙小 水泥浆携砂引起在小井眼处的拥堵 水泥浆受井内其它流体污染，部分或全部失去流动性 水泥浆因失水等原因造成稠化时间缩短 水泥浆流变性差，流动摩阻大 施工压力偏高影响正常施工 施工中断造成水泥浆胶凝强度增长 泥岩水化膨胀、高渗透地层失水形成的虚泥饼过厚堵塞环空 套管串下部结构异常 套管内落物

固井施工过程的憋泵预防措施： 水泥质量符合产品标准要求 优化通井措施，减少井底沉砂 良好的井身轨迹，降低下套管摩阻和循环压耗 防止井下落物 良好的泥饼质量，保持井壁稳定 改善钻井液流变性，降低循环压耗 大排量循环洗井，减少井底沉砂，循环压力稳定 固井前降低钻井液粘切，提高循环效率和顶替效率 控制水泥浆失水，改善水泥浆、前置液流变性，避免触变 设计合理的水泥浆稠化时间 提高水泥浆的抗污染能力，避免接触污染 降低套管内外静压差，降低施工压力 控制注替排量，防止压力激动和砂桥憋泵 连续施工，缩短停泵时间 模拟计算施工正常压力变化曲线

预防

固井施工过程的憋泵憋泵现象： 固井前循环压力不稳定 停泵时有回压 固井施工泵压突然变化或不稳定 替浆最初起压力提前 井口返出量减小 注水泥后期排量偏大 施工中断

预判

采取的措施： 适当降低注替排量 出现憋泵时不宜停泵 应急替浆准备：设备、管线、工具等。

预案

固井过程的井漏原因 环空动、静液柱压力超过地层破裂压力 地层承压能力偏低 地层裂缝、断层发育 水泥浆密度过高 封固井段长、水泥量大 环空摩阻大 施工排量过大 施工过程的环空憋泵 钻进过程发生漏失 邻井发生的漏失 钻进液密度较低

预见