刘庄储气库注采气井177.8mm套管配套固井技术

刘庄储气库注采气井177.8mm套管配套固井技术覃毅;连进报;肖龙雪;雷齐松【摘要】简要介绍了苏北盆地金湖凹陷北部斜坡刘庄构造的九口储气库注采气井区块地层特征和储气库的重要性,分析了其固井技术难点.由渤海钻探第一固井公司完成刘庄储气库注采气井Φ177.8mm套管固井施工中,着重从井眼准备、采用驱油去污前置液、双凝双密度防漏水泥浆体系、提高井眼顶替效率等固井技术措施,保证了固井质量.储层和盖层井段固井质量优质,优质率100％.实践表明,该固井技术适合刘庄储气库固井的需要,满足西气东输管道公司储气库项目部对该储气库井完井的固井质量要求,形成了相应的配套固井技术.%It briefly introduces the stratigraphic characteristics of the nine Gas-storing Reservoir Injection production gas wells in NORTHERN JINHU SEG,Northern Jiangsu Basin Slope IiuZhuang Structure and the importance of Gas-storing Reservoir. Also it analyses the technical difficulties of cementing. The 177. 8 mm Casing Cementing construction of IiuZhuang Gas-Storing Reservoir Injecting-Producing Gas Well was completed by NO. 1 Cementing Company BHDC. They prepared from the borehole emphatically, used the flooding decontamination preflush, double condensate double density leak-proof cement slurry system, and adopted the cementing technical measures to improve borehole displacement efficiency and ensure the cementing quality. The Reservoir Cap Rock and the well section Cementing quality was high quality,the excellent rates were 100%. The practice indicates that this cementing technology is suitable for the demanding of cementing in Iiuzhuang Gas-storing Reservoir. And it also can meet thecementing quality requirements of well completion of Gas-storing Reservoir well in the Gas storage Project Department of West to East Gas Pipeline Company and finally formed the corresponding matching cementing technology.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)008【总页数】4页(P1892-1894,1903)【关键词】西气东输;刘庄储气库;注采气井;固井技术;固井质量【作者】覃毅;连进报;肖龙雪;雷齐松【作者单位】渤海钻探第一固井公司,任丘062552;渤海钻探第一固井公司,任丘062552;南通大学机械工程学院,南通226019;渤海钻探钻井技术服务公司,天津300280【正文语种】中文【中图分类】TE256.5“西气东输”是我国距离最长、口径最大的输气管道，也是仅次于长江三峡工程的又一重大投资项目，更是拉开西部大开发序幕的标志性建设工程，号称“国脉”。

刘庄储气库位于江苏省淮安市金湖县陈桥镇新港村，是西气东输管道的重要配套工程，是为满足西气东输一线、二线下游用户季节调峰需求的战略储备库。

其设计库容4.55×108m3，工作气量约2.45×108m3。

是利用江苏油田采油二厂刘庄油气田的地质构造进行建设的用于天然气储存的枯竭油气藏型地下储气库。

该储气库储存的天然气主要用于华东四省一市和长输管道的应急调峰供气［1］，对保障西气东输管线的供气安全具有重要意义，并在一定程度上缓解西气东输管道出现事故时紧急安全应急供气的压力。

1 刘庄储气库注采气井区块地层特征与重要性刘庄储气库九口井(JH—1、JH—2、JH—3、JH—4、JH—5、JH—6、JH—8、JH—9、JH—10)，属于苏北盆地金湖凹陷北部斜坡刘庄构造位置，位于东台坳陷西侧金湖凹陷西北斜坡带，是一典型的断鼻构造，宽1 km，长4.7 km，高点埋深1 090 m，溢出点1 350 m，圈闭幅度260 m，圈闭面积6.5 km2。

主要目的层位于下第三系阜宁组阜二段下部和阜一段上部120 m井段内，油气层埋深1 090.2～1 291.4 m。

而下第三系阜宁组三段为发育一套以砂质泥岩为主，夹少许粉砂岩的地层，以及阜宁组二段顶部是以灰质泥岩和灰质页岩为主的地层，该套地层厚度较大，岩性致密，是比较好的盖层。

1.1 刘庄储气库注采气井区块地层特征根据测井数据显示，在目的层段中储层比较发育，以油层为主，阜二灰岩段JH—8井见含气显示，阜二、一砂岩段JH—2、JH—9井有含气显示;在盖层段中主要以泥岩为主，储层整体不发育，一般为致密层。

JH—9井储层相对发育，其次是JH—6、JH—10井，而且有气层分布。

在戴南段以上，则为砂岩、砂砾岩、砾岩，一般解释为水层和干层，仅仅在JH—5井解释为气层。

1.2 刘庄储气库注采气井固井质量重要性固井质量是关系到储气库能否正常投产和储气库寿命的关键因素。

刘庄储气库注采气井要求全井封固，有效封固储层和盖层的固井质量必须达到优质。

西气东输储气库注采气井压力变化大，“注-采-注-采-注…”周期性注采方式，即其在使用过程中，压力变化比较大，在用气淡季，需要把天然气存储进储气库井，在注气时，井口注气压力高达20 ～35 MPa［2］;而在用气旺季时，需要从储气库井内采出天然气，压力很低。

这样对井筒形成了交替的压力，对水泥石的长期胶结性能要求高，固井封固质量须达到储气库井的完井要求。

2 刘庄储气库注采气井固井施工难点刘庄储气库注采气井固井施工难点主要有以下几点。

(1)刘庄储气库所处区块地质构造复杂，地层压力系数低，安全窗口窄，含有多层砂岩层、砂砾岩层及地下水层，易跨、易塌、易漏，侯凝期间水泥浆易受地层流体干扰;(2)井斜大，井底位移较大，泥浆含润滑材料多，驱替效率差;(3)井径扩大率大，井径失真，部分井段井径超出电测极值，无法测出最大井径，准确判断环容;封固段长、注入灰量大，环空液柱压力高，流动阻力较大，施工时间长，施工压力高，增加了现场固井施工的风险。

(4)刘庄储气库注采气井使用奥地利177.8 mm气密封性扣套管完井，要求施工质量高，水泥浆需返至地面。

优化水泥浆体系困难，水泥浆体系必须满足施工的稠化时间要求，具有良好的流变性和早期强度，并且保证封固段固井质量［3］。

(5)刘庄储气库注采气井运行周期长，至少50年以上，注采气井要求强注强采，并且周期循环，因此对包括固井质量在内的井筒质量必须能承受强注强采交变应力的影响，给固井施工带来严峻的考验。

3 刘庄储气库注采气井固井技术措施固井技术措施是指导整个固井施工的关键，关系着固井的成败与固井质量的好坏。

因此，制定科学严谨的技术措施是非常必要的。

刘庄储气库注采气井固井技术措施主要有以下几点。

3.1 井眼准备3.1.1 通井措施采用原钻进的钻具组合通井到底，对于起下钻遇阻遇卡及电子缩径井段细心划眼，通井到底后，以钻进时的排量充分循环洗井不少于2周，保持井筒内钻井液性能稳定，确保井眼无阻畅通。

3.1.2 做好承压实验、工艺堵漏下套管前地层承压能力实验，在泥浆中加入堵漏材料，提高地层的抗漏能力，使地层承压能力达到平衡压力固井要求，为固井施工做好准备。

3.1.3 调整泥浆性能［4］固井前循环处理泥浆，使泥浆达到设计密度1.20 g/cm3，黏度≤50″，塑性黏度＜20 MPa·s、动切力＜10 Pa、摩阻＜0.07，达到固井施工的要求，确保良好的泥浆性能。

3.2 套管串设计及扶正器安放方法3.2.1 管串结构Φ177.8 mm浮鞋+Φ177.8 mm×N80×9.19 mm气密封性扣套管2根+Φ177.8 mm浮箍+Φ177.8 mm×N80×9.19 mm气密封性扣套管串+联顶节。

3.2.2 套管扶正器安放原则根据电测CAL曲线图，在“大肚子”井眼处分别安放1只旋流扶正器，其余每2～3根套管1只铰链式双弓弹性扶正器，在套管鞋、井口以下20 m处和重合段适当安放刚性扶正器，提高套管在井筒中的居中度，达到减轻循环摩阻的目的，提高固井施工时顶替效率。

3.3.3 优化前置液性能［5］使用驱油去污前置液。

采用合理的前置液乳化、冲洗、携带黏附在井下环空界面的油浆、油膜，改善井壁、管壁的亲水性。

在保证井下安全的情况下，注入密度为1.04 g/cm3，大约10.0 m3驱油去污前置液可达环空高度约300 m，有效清除井壁及套管，替净环容的泥浆，防止泥浆与水泥浆接触污染，并保证隔离液的絮流接触时间大于10 min。

3.4 采取双凝双密防漏高强水泥浆体系水泥浆体系特点:低失水、微膨胀、高强度，全井加堵漏剂，且防漏失性能稳定，流动性好，易于提高顶替效率，达到平衡压力固井，提高封固质量。

3.4.1 低密度高强度水泥浆能有效降低环空液柱压力，有效防止施工过程漏失。

配方是:G级水泥+微硅+减轻剂+降失水剂+分散剂+堵漏剂+早强剂+消泡剂+膨胀剂+淡水。

其特点是:(1)水泥浆性能稳定，可控失水小于50 mL，零自由水，密度在1.45～1.48 g/cm3之间，有利于封固漏失地层;(2)水泥浆体系稳定，流动性好，与钻井液和高密度水泥浆具有良好的相溶性;(3)水泥石抗压强度24 h达到14.6 MPa，具有良好的防窜功能;(4)水泥浆稠化时间易调节，过渡时间短，不起泡，便于施工。