提高技术套管与生产套管固井

中原固井公司西南项目部Southwest project of zhongyuan cement company
请各位专家、领导 批评指正！
谢谢！
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水泥石抗折强度测试
样品 编号 A-1 A-2 A-3 起裂 缝值 149N 140N 147N 断裂 峰值 322N 300N 330N 抗折 强度 2.0 MPa 1.87 MPa 2.06 MPa
B-1
B-2 B-3
155N
160N 146N
210N
215 N 198 N
1.3MPa
1.34 MPa 1.23 MPa
液硅防窜水泥浆体系在新疆顺南工区顺南6井和顺南7井中应用，已取 得良好效果
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二、提高固井质量的主要对策
3、固井工艺技术优化
针对出现的水平段多段漏失情况，采用静态承压、冲洗堵漏、静态压稳、
动态平衡的固井工艺，保证了水泥浆的返高和固井质量 ① 最大限度提高地层承压能力，并在通井时采用环空返速1.0～1.5m/s的循环
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汇 报 内容
面临的主要技术难题
提高固井质量的主要对策
结论与建议
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三、结论与建议
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一、面临的主要技术难题
环空带压原因分析
1、技术套管水泥环完整差 截止目前共施工99口井，采用正注反挤井有88口井，共占88.9%，但
仅有两口井实现了对接，其余均有段空，最大空段长达800m
未加弹性材料的水泥石
加有弹性材料的水泥石
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二、提高固井质量的主要对策
水泥石弹性模量测试
水泥浆 类型 弹性增韧 水泥浆体系 A-2 A-3 B-1 水泥净浆 B-2 7.8 7.9 11.8 11.6 11.7GPa 水泥 净浆 7.83GPa 样品 编号 A-1 弹性模量 （GPa） 7.8 平均值 水泥浆 类型 弹性增 韧水泥 浆体系
提高技术套管与生产套管
固井质量的对策
中石化中原石油工程公司 二〇一六年七月
引
涪陵二期产建于今年年 初正式启动，目前主要开发 平桥和江东两个区块。 如何进一步提高页岩气 井的固井质量，最大限度的
言
减少套管环空带压现象的发
生是涪陵页岩气田二期产建 的当前重要任务之一。
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（1）加大涪陵工区页岩气固井的投入是保证后期安全高效开发的保证
（2）良好的井眼条件是水泥环完整性的保障 （3）泡沫水泥浆与高强低密度密度韧性水泥浆能降低液柱压力，防止井漏 （4）液硅防窜韧性水泥浆能有效防止气窜，提高固井质量 （5）对于已经带压的井引进高弹性树脂胶类对井口带压井进行井口反挤
环空带压影响因素多，是世界性难题，而非固井一家能完全解决，建议加强 各研究院以及大专院校应开展相应的研究。
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生产套管固井工艺技术优化
防漏冲洗隔离液技术优化
项目 优化前 优化后
清油剂加量% 加重材料
堵漏材料
20～35 单材料，单粒径
无
15～20 多材料，多粒径
纤维+超细碳酸钙 3%～5%
弹性油基吸附材料
③ 防气窜性能极好，
④ 应用温度可达204℃
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二、提高固井质量的主要对策
顺南工区液硅防窜水韧性泥浆体系
API失水， ml 47 45 32 30 析水，ml 0 0 0 0 强度， MPa180℃×48h 17.8（顶部） 32.7 21(顶部) 30.2 六速旋转读数 300/286/190/91/11/9 300/287/195/93/12/10 261/149/113/61/5/3 265/151/114/63/6/4 稠化时间， min145℃×130MP a 450 240 364 182
（3）采用密度低、强度相对高、粘度高、清洗泥饼效果好，密封
完整性好弹塑性好，压裂不易失效，可压缩性强（膨胀可有效填补 大井眼，维持液柱压力）的泡沫水泥浆；
（4）全井应用高强低密度密度韧性水泥浆体系，防止井漏；
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2、大型压裂对水泥环的破坏 焦石坝最高压裂压力达110MPa，对水泥环产生微间隙，导致气窜
3、套管扣型
技术套管采用长圆，气密封能力差 4、套管头
套管头密封件损坏或套管耐压等级低
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汇 报 内容
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一、面临的主要技术难题
（二）、环空带压情况严重
目前焦石坝工区所施工井截止2016年7月13日，在统计的222口井中 环空带压率达78.83%。
表层带压 135口井 比例：60.81% 技套带压 149口井 比例：67.12% 表层与技套同时带压 表层与技套同时不带压 107口井 比例：48.20% 47口井 比例：21.17%
上下密度差0.03/cm3
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沉降稳定性试验
ρ1.19 ρ1.20
二、提高固井质量的主要对策
（一）、提高技术套管固井质量
（4）采用占环空段长600m的水基冲洗液对环空进行有效冲洗。
（5）应用泥饼固化技术。 （6）确定合适的技术套管的尾浆的返高，最大限度的防止技术套
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二、提高固井质量的主要对策
2、液硅防窜水泥浆体系 纳米液硅是通过特殊的处理工艺，将活性二氧化硅与水混合形成
的悬浊液，比表面积可达21m2/g，特点：
① 具有较好的表面活性，加入水泥浆中可降低析水， ② 纳米级颗粒加入可填充于水泥颗粒之间，提高水泥胶结强度，
无
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二、提高固井质量的主要对策
（三）、降低套管带压率
1、自主水泥浆体系应用取得初步成效 2015年7月底对焦石坝工区应用自主研制的弹韧性水泥浆，主要特点是 水泥石具有良好的弹性、韧性、强度以及具有自修复等特性，分段压裂 及后期开发过程中水泥环仍有一定的密封能力，现已将环空带压率降至 至54.55%，下降了24.28%
二、提高固井质量的主要对策
3、固井工艺技术优化 ⑤ 根据环空液柱压力，分段设计固井施工注替排量，在水泥浆上返 至垂直井段前，使用大排量泵注，可以显著提高冲洗隔离液的冲洗效 率，通过增大循环摩阻方式增加垂直井段的液柱压力，实现低密度前 置液在固井施工过程中对地层的动态平衡；在水泥浆上返进入垂直井 段后，降低施工排量，减少循环摩阻，降低漏失风险，增加水泥浆返 高，实现下部井段的有效封固。 ⑥ 根据水泥浆的静胶凝强度发展规律，逐步进行环空加回压，通过 环空持续补压保障水泥浆在失重过程中对下部地层的持续压稳。
B-3
11.7
水泥石弹性模量降低了33.1%
水泥石抗折强度提高50%以上
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二、提高固井质量的主要对策
中原固井自主体系在焦石坝已固27口井，已试气井22口，带压情况统计如下： 表层带压 7口井 比例：31.82% 技套带压 9口井 比例：40.91% 表层与技套同时带压 表层与技套同时不带压 4口井 比例：18.18% 10口井 比例：45.45 %
二、提高固井质量的主要对策
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二、提高固井质量的主要对策
高强低密度密度韧性水泥浆体系
抗压强度： 1.20g/cm3：11.59MPa/80℃,21 MPa,48h 1.30g/cm3：8.48 MPa/50℃,21 MPa,24h 1.35g/cm3：14.3 MPa/50℃,21 MPa,24h ρ1.21 全井1.30~1.40g/cm3水泥浆在东北龙凤山区块应 用8口井，合格率100%，优良率75%。 ρ1.22
面临的主要技术难题
提高固井质量的主要对策
结论与建议
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二、提高固井质量的主要对策
（一）、提高技术套管固井质量
（1）钻井发生漏失时，须有效堵漏，提高地层承压能力，为正常
固井提供良好的井眼条件； （2）针对压力窗口窄的井可采用双级固井工艺；
管外水泥环受到大型压裂的影响，尾浆的返高根据地层漏失压力、
浅层气的位置及三开时A点与技套鞋之间的距离确定合适的尾浆封 固段长。
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二、提高固井质量的主要对策
（二）、提高冲洗效率
防漏冲洗隔离液技术优化 采用中原自主的冲洗效率评价装置进行冲洗效率评价
排量考验井壁，为固井施工创造坚实井眼
② 根据实测承压参数，调整环空浆柱结构，实现施工结束后环空静态压稳 ③ 根据井眼情况，降低先导浆、冲洗隔离液的密度，降低静液柱压力，保证 水泥浆的返高 ④ 在冲洗前置液中加入纤维和超细碳酸钙，在水泥浆中使用防漏纤维，提高 入井浆体的预堵漏能力。
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汇 报 内容
面临的主要技术难题
提高固井质量的主要对策
结论与建议
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一、面临的主要技术难题
（一）、技术套管固井优良率低
采用φ311.2mm钻头钻至井深2200-3500m，下入φ244.5mm套管 。其中二叠系长兴组、茅口组、栖霞组存在浅层气，韩家店组恶性漏失 ，志留系坍塌压力和漏失压力差值小，井壁易失稳。 钻井采用强钻，不进行堵漏，强行下套管， 固井前大部分井不能 建立循环。 固井采用正注反挤工艺，该工艺能实现“穿鞋带帽”，仅能满足下 步开钻需求，但不能实现水泥环有效对接， 而且反挤井段由于冲洗不 彻底，导致第二界面固井质量较差，固井优良率不足40% 。