水平井固井技术
胜利油田水平井固井新技术
胜利油田水平井固井新技术随着胜利油田油气勘探的深入开展，水平井固井已成为胜利油田水平井建设中不可或缺的技术。
然而，传统的水平井固井技术在使用过程中，存在着固井时效性、耐高温高压、蠕变性等问题。
为了解决以上问题，胜利油田开始运用新型水平井固井技术，此技术在实践中显示了出色的效果。
下面，将详细介绍一下胜利油田水平井固井新技术。
一、技术原理胜利油田水平井固井新技术基于无机胶凝材料。
其独特的组分特点使其具备科学的胶凝机理和特殊的固化反应性能。
与传统水平井固井材料不同，新型水平井固井材料不会因为温度或压力等因素的影响而导致材料老化或者变形等不良反应。
此外，新型水平井固井技术也能很好地满足水平井对固井药剂的耐高温性的需求。
二、技术优势1. 提高固井质量，延长固井效果的时间：新型水平井固井技术以其优异的胶凝稳定性，能迅速达到水平井固井的需求，提高固井质量，并将固井效果时间从传统的两年以上延长到三年或以上。
2. 提高水平井完井质量: 新型水平井固井技术运用无机胶凝材料，它具有与岩石共同的强度和变形特性；在固井过程中，在孔隙中形成的胶体阻止了注入液体进入孔隙，从而能够提高水平井完井质量。
3. 提高耐高温性能：新型水平井固井技术可以在高温高压下维持固化反应，耐硬度溶解，最大程度地减少了固井药剂受到升温等因素影响而影响固井质量的可能性。
4. 提高适应性：新型水平井固井技术能够适应不同类型的岩层以及水平井中的不同作业环境。
在不同的岩层中运用，有很好的固井效果，不会出现蠕变，提高了固井的稳定性。
三、应用前景新型水平井固井技术以其可重复使用性、环保性以及较长的固井效果时间而被广泛应用于胜利油田的水平井建设中，且已取得明显的效果。
在未来的水平井建设时，新型水平井固井技术的运用将成为胜利油田水平井建设中的重要技术手段之一。
总之，新型水平井固井技术以其强的适应性、稳定性和优异的延长固井效果的时间等优点，成功地将固井效果的稳定性和工程经济性相结合，为胜利油田水平井建设注入了新的活力。
页岩油水平井固井技术难点及对策
ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ， ｔｈｅ ｃａｓｉｎｇ ｓａｆｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ｅｎｓｕｒｅｄ． Ｈｉｇｈ － ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｉｌ ｄｉｓｐｌａｃｉｎｇ
针对页岩油水平井固井技术难题， 开展了套管
井存在一定的差异。 对于固井而言， 页岩油水平井
下入及居中、 冲洗顶替、 固井水泥浆等方面的技术
具有水平段长、 井壁规则度差等特点， 复杂井眼条
件下固井质量保障难度增大； 同时， 采用分段体积
压裂的开发方式， 对水泥环的封隔能力的需求也相
应的提高。 结合地质及工程因素， 分析了页岩油水
阻系数大的问题， 通过特种弹簧钢优选、 单弓球面
弧度设计及整材冲压工艺优化等， 研制了体式弹
性扶正器。 一体式弹性扶正器较常规铰接双弓弹性
扶正器， 扶正力提高 ７２ ７％、 回弹能力提高 １５ ５１
百分点、 摩阻系数减少 ５０％， 且循环加载后不会
工程因素， 分析了页岩油水平井固井技术难点， 围
而水泥石本身属于脆性材料， 在压裂过程受应力作
绕套管下入及居中技术、 冲洗顶替技术、 水泥封固
用时易发生断裂和脆性破坏， 导致水泥环密封失
了漂浮下套管工具、 一体式弹性扶正器、 高效驱油
泥石的损伤， 需要对水泥石进行力学性能改造， 在
技术 ３ 个方面， 开展提高固井质量对策研究， 研发
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｈａｌｅ ｏｉｌ； ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ； ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ； ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ； ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ
页岩气水平井固井技术难点分析与对策
页岩气水平井固井技术难点分析与对策发布时间：2021-06-10T11:04:00.777Z 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：付江超[导读] 页岩气储层具有特殊特征，孔隙率较低。
同时，页岩储层渗透率相对较低。
在此基础上，页岩气井主要通过针对油田或油井的技术措施，为保护石油资源提供技术支持。
随着石油工业的迅速发展，对钻井技术进行了有效的革新，传统的钻井技术已不再适合现代钻井项目的需要。
山东省山东滕州市煤田地质局第一勘探队付江超 277599摘要：页岩气储层具有特殊特征，孔隙率较低。
同时，页岩储层渗透率相对较低。
在此基础上，页岩气井主要通过针对油田或油井的技术措施，为保护石油资源提供技术支持。
随着石油工业的迅速发展，对钻井技术进行了有效的革新，传统的钻井技术已不再适合现代钻井项目的需要。
因此，有必要进一步研究水平固井技术，并提出有效解决固井问题的办法，这是提高工程质量和保护资源所必需的。
关键词：页岩气水平井；固井技术；难点分析；处理对策随着人口的增长、工业的发展、石油和天然气勘探的扩大、开采的逐步发展、页岩气资源的不断发现、生产成本的大幅降低以及对其经济价值和战略重要性的日益重视。
作为一名现场技术人员，经过多年的页岩气井固井实践，对页岩气井的固井难点有了一定的认识，并采取了技术措施。
一、页岩气固井技术的特点1.页岩气固井是短期工程、技术密集型工程和劳动密集型工程。
2.页岩气固井是一个系统工程。
它涵盖广泛的学科。
第一，有许多学科，包括地质、石油、机械、化学、流体力学和电子。
其次，由于组织管理、供应、运输和场地建设等部门众多，直接促进了社会的快速发展。
最后，还有许多其他因素，包括施工准备、下钢管或者套管、注人水泥等。
3.固井作业是一个非常隐蔽的项目。
首先，主要工艺在地下完成，不能直接观察和测试。
其次，质量控制主要取决于设计的准确性和准备程度。
最后，施工过程中会发生不可预测和未知的事故目前正在实施的三个隐藏的高风险特征将直接影响工程的实施，并妨碍工程工作的快速完成。
侧钻水平井半程固井技术研究与应用课件
4) 为进一步保护元件 膨胀后不受管内压力 变化影响，蹩压后放 压，管内压力降低， 锁紧阀永久关闭。
芯轴(一段套管) 挠性钢肋状加固件
密封元件
可膨胀固定钢套筒
可膨胀固定钢套筒
膨胀前外径尺寸
弹性橡皮套
套管外封隔器设有一系列保护装置，在过早或过
量膨胀时起保护作用。阀环上配置两个可供选用的断 挠性钢加固硫化橡胶 开杆，在管内液体通过芯轴并由注水泥胶塞切断断开
半程固井完井工具
管外封隔器是一种水力膨胀式封隔器，由中心管、密封环、橡胶筒及阀环等构成， 结构见下图。中心管为一根短套管，内径与套管内径相同，可与套管柱直接连接。 胶筒是一种承受高压的可膨胀密封元件，由内胶筒及硫化在骨架上的外胶筒组成。 外胶筒两端有可变形的金属支撑环，用于加强胶筒承压能力。阀环由一只锁紧阀、 两只单流阀及阀环体构成。阀环体中间有一只断裂杆套。三只阀按串联排列，用阀 槽沟通。，断开杆被切断后，管内高压液体经过断裂杆处通口依次经过锁紧阀、单 流阀、阀槽进入内外胶筒之间的环形空间，胶筒膨胀，封隔器随即座封。
膨胀机理
来自膨胀部件
向膨胀部件
断开杆(选用) 滤网
限压阀
1) 开始放入时，锁紧 2) 套管下完后，管内
阀由安全销锁紧关闭， 蹩压，压力达到预定
克服下套管时管内压 界限时，安全销切断，
力。
管内液体通过锁紧阀
页岩气水平井固井技术研究进展
页岩气水平井固井技术研究进展页岩气水平井固井技术研究进展随着能源需求的日益增长，页岩气逐渐成为了替代传统石油天然气的重要资源。
水平井作为主要的生产工具，其固井技术成为了页岩气开发中的重要问题。
近年来，国内外学者针对页岩气水平井固井技术进行了研究，本文就其研究进展进行了综述。
一、水泥固井技术水泥固井是目前水平井固井技术的主流方案，其通过注入水泥浆将套管与井壁固定，防止井壁侵蚀和漏失油气。
然而，页岩气水平井中存在的大量细小裂缝会导致水泥浆的染浸，影响其固结力，并产生裂缝，从而使油气渗漏。
因此，国内外学者在水泥固井领域的研究主要围绕水泥改性与水泥浆稳定性。
其中，P. L. Dürig等(2015)提出了一种纳米级碳酸钙在水泥胶凝体中的应用，该技术能够形成更致密、更均匀的水泥固结体，并使固井力度提高60%以上。
另外，A. C. Boivie等(2018)研究了不同温度下水泥胶凝体的强度和耐久性，发现在较高温度下固井效果更佳。
同时，X. Chen等(2019)通过添加聚丙烯酰胺( PAA)改善了水泥浆体的流动性，并提高了固井效果。
二、环氧树脂固井技术除了传统的水泥的固井技术，针对页岩气开发中水泥固井存在的问题，环氧树脂固井技术被提出。
与水泥固井相比，环氧树脂具有更高的渗透性和粘附性，可以更好地填补井壁的裂缝和孔隙。
因此，为了提高环氧树脂固井的效果，国内外学者进行了一系列相关研究。
其中，B. Li等(2016)研究了环氧树脂固井的最佳浓度、固化时间和接触时间，提高了固井效果并减少了漏失。
同时，Q. Zeng等(2018)通过与水泥固井技术的组合应用，有效地提高了固井的完整性和耐久性。
三、石墨烯增强固井技术石墨烯具有极高的强度和导电性，其与水泥等材料的复合可以有效地加强其力学性能。
因此，石墨烯增强固井技术被提出，并取得了一定的研究进展。
例如，L. Huang等(2019)研究了石墨烯在水泥浆体中的添加量，发现当石墨烯/水泥比例为0.25%时，固井力度可提高71.6%，漏失率降低至0.8%以下。
页岩气水平井固井技术难点与措施
298我国经济的快速发展离不开能源资源的使用，我国能源紧缺问题一直没有的得到有效的解决。
页岩气是继煤炭、石油、天然气之后的又一新能源。
新能源的使用是经济效益和环境效益新的平衡点。
大部分页岩气藏为低孔隙度和低渗透气藏。
必须采用压裂等增产措施与天然裂缝进行沟通，需要较高的固井质量。
随着科学技术的不断推进和社会天然气需求的不断提高，页岩气水平井固井技术问题必须在短时间内解决。
一方面要保证新工艺的稳定性和耐久性，另一方面必须提高生产能力，保证固井质量的进步。
1 页岩气水平井固井技术难点分析1.1 对水泥环的破坏性较大在页岩气水平井施工后期，由于压裂作业对水泥环和套管的巨大冲击压力，使得部分地区容易产生高压、高压应变带。
此外，普通水泥浆材料的抗拉强度和抗压强度较差。
页岩气水平井施工容易产生宏观裂缝，降低了其使用寿命，限制了其生产效率。
1.2 水平段下套管难度较大由于页岩储集层易膨胀，所以，页岩气水平井的井眼呈现出的是椭圆形。
此外，水平位移越大，水平截面越长，套管的阻力越大，并且套管很难放置在预定位置。
当井的水平位移较大，新侧SH井的水平位移较大时，最后一次套管作业的阻力较大。
1.3 顶替效率得不到有效的提升由于井斜角的影响，套管的应力方向将来自高偏差部分的轴向、径向和横向部分，从而导致套管偏心，影响钻井液正常驱动套管的底部，进而导致导向问题，最终影响驱油效率。
对于页岩水平井来说，钻井作业中的不稳定性一直是钻井作业中的一个主要问题，因此在钻井过程中经常使用油基钻井液。
钻井液的实际影响主要体现在钻井液的质量、顶替效率和水泥浆强度上。
油基钻井液的顶替难度很大，特别是在温度很低的情况下，这将直接影响油基钻井液在运行过程中的保护效果。
另外，为了避免钻井液的不稳定性，保证钻井液的效率，钻井液使用的粘度和密度都很高，而且性能较差，这也会对钻井液的效率产生不利的影响。
1.4 射孔、压裂对水泥环的破坏除上述三点外，射孔压裂损伤水泥环也是页岩气水平井技术的难点之一。
冀东油田老井眼开窗侧钻水平井尾管固井技术初探
冀东油田老井眼开窗侧钻水平井尾管固井技术初探随着冀东油田开发的不断深入，调整区块老井开窗侧钻水平井需求越来越多，解决好开窗侧钻井固井技术瓶颈，对油田的增产和可持续发展具有十分重要的意义。
冀东油田开窗侧钻水平井固井面临着压力窗口窄，环空间隙小，水泥环薄，循环摩阻大，顶替排量受限，施工中出现漏失及憋堵风险大，工具可靠性等诸多技术难点。
本文旨在分析固井难点，提出合理的解决方案，指导现场固井施工。
标签：冀东油田;开窗侧钻;水平井;尾管固井1基础数据高104侧平X井属于冀东油田高尚堡油田高浅北区块Ng油层构造的一口采油井，钻头尺寸118.5mm，完钻井深2298m，垂深1845m，开窗侧钻点1850m，下入95.25mm尾管管+88.9mm筛管。
钻井液密度1.16g/cm3，粘度54s;地质分层：Nm底界为1795m，Ng未穿。
邻井提示：周围存在CO2注气井，注气层位易发生气窜;本井存在断层[1420m（Nm，断距30m）、1625m（Ng，断距20m）]，同时多年开采后地层压力系数低（0.76），固井中易发生漏失，压稳和防漏技术难度大。
油层位置：油顶2063m（斜深）。
2固井技术难点分析1、小井眼窄间隙固井，水泥环薄，密封性能不易保证。
顶替效率难保证;2、悬挂器与上层套管的间隙小，环空间隙小，循环流阻大，顶替排量受限，施工中出现漏失及憋堵风险大。
导致替浆压力高，排量小，固井作业时间较长;3、侧钻井眼小，受井眼軌迹、完井工具、套管接箍、滤砂管和扶正器影响，固井施工存在一定风险;4、该工艺使用完井工具较多，悬挂器、封隔器、分级箍等工具压力系统间隔小，对各工具的可靠性要求较高，施工工艺复杂;5、井深浅、温度低，低温条件下水泥浆/水泥石性能（强度发展缓慢）难以保证;6、工具可靠性：水平井尾管固井工艺复杂，对固井工具及附件可靠性要求高（悬挂器、分级箍、封隔器、扶正器等）。
3固井技术方案3.1固井方式采用滤砂筛管完井：膨胀悬挂尾管+筛管顶部注水泥完井工艺，主力油层下筛管，上部固井。
水平井固井技术在海上的应用
水平井固井技术在海上的应用随着全球油气资源的不断开发和利用，传统的垂直井已经不能满足对油气产量和采收率的需求。
在这种背景下，水平井固井技术成为了海上油田开发中的新宠。
水平井固井技术是指将井眼水平或倾斜地钻井，然后通过固井工艺将井筒加强，以提高油气产量和采收率的技术。
本文将就水平井固井技术在海上的应用进行介绍。
一、水平井固井技术的原理水平井固井技术是一种在地下局部水平或倾斜地进行油气开采的新技术。
它利用地层构造和产层规律，通过方向钻井技术（包括定向、水平和裸眼技术）控制井筒的走向，形成大面积或大排量的有效油气开采区，提高油气产量和采收率。
水平井固井技术的主要固井方法包括封固井筒、盖腔返浆和微细封采。
1. 封固井筒：在水平井固井工艺中，首先要对井筒进行封固，以防止地层的窜流和漏失。
通常采用水泥封固技术，通过泵送混凝土水泥浆将井筒周围的地层封闭，形成一个密封的固井管道。
2. 盖腔返浆：在封固井筒完成后，还需要进行盖腔返浆工艺，即利用高压压力将水泥浆注入井筒，形成一层厚实的固井剂，以加强井筒的承载力和抗压能力。
3. 微细封采：水平井固井技术的最后一道关键步骤是微细封采工艺，即在地层开采过程中，根据地层情况和储层特点，利用微细封采技术对油气井进行合理的封采处理，以提高采收率和保持地层的稳定状态。
二、水平井固井技术在海上的应用水平井固井技术在海上的应用主要涉及到海上油气田的开发和生产。
由于海上油气田的开发环境复杂，井眼深度大，需要面对海水侵蚀、盐渍环境、强风浪和海底泥沙等挑战，因此水平井固井技术在海上的应用具有一定的独特性。
下面将具体介绍水平井固井技术在海上的应用情况。
1. 钻井平台技术海上油气田的开发和生产需要选择适宜的钻井平台技术，以保证水平井固井技术的有效实施。
传统的半潜式钻井平台和钻井船在水平井固井技术的应用上存在一定的局限性，因为它们无法满足对井眼精度和水平井穿越能力的要求。
现代海上油气田开发中常常采用动态定位钻井平台技术，利用动态定位技术可以实现对井眼路径的精确控制，提高水平井固井技术的施工成功率和效率。
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水平井固井技术
技术原理
与直井相比，提高套管居中度是解决水平井/大位移井固井质量的关键。
增加套管扶正器的数量是提高套管居中度唯一途径，增加套管扶正器的数量将会导致下套管施工作业难度，即解决下套管作业的难度又能保证提高套管居中度的解决方案是采用漂浮固井技术。
增加套管扶正器的数量必将导致套管下入过程中摩擦阻力的增加，漂浮固井技术则通过减少套管与井壁的侧向力的方式，克服由于增加扶正器数量所导致的摩擦阻力。
通过在套管串结构中接入漂浮装置，与套管浮箍和套管鞋之间的封闭空气或低密度钻井液，套管内外则形成一个浮力作用，使套管串在下入过程中处于漂浮状态，减小套管与井壁的摩阻，从而可以按照设计要求安装套管扶正器，保证套管的居中度，为提高水平井固井质量创造基本条件。
配套工具与技术特征
2、技术特征
-偏心自导式引鞋：灵活旋转，引导套管逾越阻碍；
-高强度双阀扶箍：弹簧式/舌板式双层阀芯，承受巨大反向压力达50MPa；
-免钻漂浮装置：使用特殊爆破板材料，憋压破碎后成小颗粒，容易被泥浆携带到地面；
-水平井专用扶正器：整体设计强度高；圆滑棱片摩擦力小；自由旋转下放阻力小，螺旋棱片顶替效率高；
-不改变传统固井工艺，施工操作简单。
应用案例
自2010～2013年，在多个油田油田累计完成水平井固井施工超过350井次，套管下入顺畅，固井质量合格率100%，优质率72.5%。