调整井固井技术
二连油田加密调整井固井技术研究与应用
去除井 壁和 套管上 的虚 泥饼 。将 高效 冲洗液原 液按 比例加 入水 中配成 现 场 应用 的 冲洗 液 ， 室 内验证 在 高效 冲洗 液 的 冲 洗 效果 。 验 方 法 ： 浆 叶 表 面粗 实 选
期短， 很难 形成 优 质 泥饼 。同时 由于钻 井 过 程 中 易
发 生 地 层 出 水 而 引 起 井 壁 垮 塌 、 径 扩 大 、 井 眼 环 井 在
保 证 全 封 固段 固井 质 量 ， 大 了 调 整 井 的 固井 难 度 。 增
２ 室 内研 究
２ １ 高效冲 洗液 的研究 ．
优 选 出了一种 去油清 污型 高效 冲洗隔离液 。其
主要成 分 是一 种含 有 亲 油 和 亲水 基 团 的表 面 活 性 剂， 它能够快 速去 除井壁 上的 油污和 油斑 ， 能有效 也
无法 彻底清 除这些 泥饼 。还有 部分井 在钻井 过程 中
１ 影 响 固井 质 量 的 因素
１ １ 地层压 力 系统复杂 ．
二 连油 田的 阿南 、 哈南 、 蒙古 林 ３大 区块都 已进
行 了近 ２ Ｏ年 的高压 注水 开发 ， 层原 有 的压力 系统 地 已紊乱 。① 由于地层 的不 均质特 性 和局部 注采不平 衡， 原有 的地层 压力 系统 已遭到 破坏 ， 在纵 向上形成 了高压 层 、 压层 和常压 层共存 的多套 压力 层系 ， 低 层 问压差 大 。② 液体 亏 空层 和 憋 压层 共 存 ， 发 生层 易 间互窜 。③ 由于井 深 较浅 和 受 钻井 成 本 制 约 ， 二连
文章 编 号 ：０ １５ ２ （０ ８ ０ —０ ００ １０ —６０ ２ ０ ） ５０ ８—３
二 连 油 田加 密 调 整 井 固 井 技 术 研 究 与 应 用
固井技术规定
固井技术规定第一章总则第一条固井是钻井工程的关键环节，其质量好坏不仅关系到钻井工程的成败和油气井的寿命，而且影响到油气田勘探开发的整体效果。
为保证固井工程质量，特制定本规定。
第二条固井工程必须从设计、准备、施工、检验四个环节严格把关，采用适合地质特点及各种井型的先进固井工艺技术，确保质量，达到安全、可靠、经济。
第三条固井作业必须按固井设计执行，否则不得施工。
第二章固井设计第一节设计格式与审批第四条固井设计格式按勘探与生产分公司发布的《xx井xx套（尾）管固井设计》要求执行。
第五条固井审批程序按勘探与生产分公司发布的《中油股份公司勘探与生产工程技术管理办法》执行。
第二节套管柱强度要求第六条套管柱强度设计方法SY/5322-2000执行。
其中，在高压气井和超深井的强度设计时，必须考虑密封因素。
对安全系数的要求见下表数据。
第七章套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。
遇到盐岩层等特殊地层时，该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m第八条套管柱强度设计应考虑热采高温注蒸汽过程中套管受循环热应力的影响。
第九条对含有硫化氢等酸性气体井的套管柱强度设计，在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。
有关压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求，应由采油和地质部门在区块开发方案中提出，作为设计依据。
第三节冲洗液、隔离液和水泥浆要求第十条冲洗液及隔离液1、使用量：在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度的300～500m。
2、性能要求：冲洗液和隔离液能有效冲洗、稀释、隔离、缓冲钻井液，与钻井液及水泥浆具有良好的相容性，并能控制失水量，不腐蚀套管，不影响水泥环的胶结强度。
第十一条水泥浆试验按SY/T5546-92执行，试验内容主要包括：密度、稠化时间、滤失水、流变性能、抗压强度等。
对于定向井的自由水测定，应先将水泥浆置于井底循环温度条件下，测试装置倾斜至实际井下斜度或45°，然后测定自由水。
国内油田调整井固井防水窜技术评述
（） １ 地层压力系统复杂 ： 老区调整井往往都是长期 高压注水开发的主力油藏 ， 由于地层的非均质特性和局 部注采不平衡 ， 原有的地层压力系统 已遭到破坏 。在平 面上地层孔隙压力 自注水井到采油井 的压力变化象一 个横写的“ ” ， ｓ 型 在采油井周 围形 成 了一个压降漏斗 ； 在纵向上则形成 了高压层 、 低压层和常压层并存的多套 压力层系 ， 层间压差大且液体亏空层 和蹩压层并存 ， 易 发生层间互窜。固井时水泥浆 的凝 固过程常处于液体 压力“ 动态” 变化的环境下 ， 固井施工的难度大 ， 质量也
我 国大部分 陆上 油 田均 已进 入 高含 水开 发后期 ， 即
难 以保 证 。
使新开发的油藏也大多采用早期注水开发方式（ 即注采 同步） 保持地层产能。由于开发老区新探 明的地质储量 有限， 为了稳产、 增产 ， 各油 田相继布置了第二套 、 第三 套甚至第四套调整井网， 这使得 国内油 田调整井的钻井 固井数量呈增长趋势 ， 伴之而来的调整井 固井质量问题
维普资讯
２０ ０８年第 ８期
西部 探矿 工程
６ ９
国 内油 田调 整 井 固 井 防水 窜技 术 评 述
黄永洪
（ 江苏石油勘探局钻井处 ， 江苏 江都 ２５ ６） ２２ １ 摘 要： 近年来国内油田调整井钻井数量一直呈增加趋势。开发后期调整井固井作业 中的水窜问题 是各 油田 尚未很 好 解 决的技 术难题 ， 因而严 重地 制 约 了油 田 开发 战略 地 实施 。就调 整 井 固井的技 术 难点、 影响因素、 窜的根 源和防窜材料的作 用机理进行 了讨论 ， 水 对国 内各 油田采取 的防窜工艺措施 和现用抗水窜水泥浆体 系的固井效果和存在问题进行 了分析和评价 。最后 ， 出了防窜材料应具备 提 的特 性和 抗 水 窜水 泥浆体 系的技 术要 求 。 关键 词 ： 固井 ； 调整 井 ； 水泥 浆 ； 胀 ； 窜技 术 ； 膨 防 外加 剂 中图分 类号 ｉ Ｅ ４ 文 献标 识码 ： 文章 编号 ：Ｏ ４ ５ （ Ｏ ８ Ｏ 一 Ｏ ６ 一 Ｏ Ｔ ２ Ｂ １Ｏ— ７６２ Ｏ ）８ Ｏ９ ４ １
中国油田调整井固井防水窜技术评述
水泥浆体的收缩（｛Ｒ 分为两部分 ， １１ ） ． ｒ 塑性体收
缩 和硬化 体 收缩 。在 养护 １０ｈ后 ， 超 过 ５ ， ２ ｍ ％ 其 中发生 在初 凝前 的最 大 塑 性 收缩 量小 于 Ｈ Ｒ 的 Ｖ ０１％ ， Ｒ 的 ９ ％ 以上 是 在 水 泥 浆 的 强 度 达 到 ．５ ＨＶ ０ Ａ Ｔ 终凝 值 （． —０ １ 丑之 后 ， ＳＭ ０ １ ．４ＭＰ） 郎水 泥 浆 体 体
各油 田采取的防窜工艺措施和现用抗水窜 水泥浆体系的 固井效 果和存在 问题 进行 了分析 和评价 。提 出了防窜材
料应具备 的特性和抗水窜水泥浆体系 的技 术要求 。 关键词 ：固井 ； 调整 井 ； 水泥浆 ； 膨胀 ； 水泥外加剂 ； 水窜
中圈分粪号 ： Ｅ２ ６ Ｔ ５ 盘越标识码 ：Ａ 盘章■号 ：１ ６ ７８ （０２０ — １ — ４ ０ — ６ Ｘ ２０ ）１ ０７ ０ ０
开到底 ）造成 固井封 固段 过长 。 ，
１２ 井 眼 尺 寸 不 规 范 ．
影 响调整井 固井 质量的主要 问题在四个方 面： ①地层 因素； ②井 眼质量 ； ③水泥浆性 能； 固井工 ④ 艺技术 。就水泥浆而言 ， 防水窜涉及五个需要控制 的环 节 ： 力平衡 过程 、 凝过程 、 压 胶 脱水 过程 、 凝结 过
有 的地 层 压力 系统 已遭到 破坏 。在平 面上地 层孔 隙
现在， 国内油 田通 常采用对付气窜的理论和水 泥浆体系防止水窜 ， 应用效益不够理想。究其原因， 气体窜入水泥浆后不会对水泥浆的凝固过程产生影 响， 而地层水窜入水泥浆后会直接影 响水泥浆的凝 固过程 ， 从而对水 泥硬化体的性能也产生影响。 已 有研 究 表 明＿ ： 层 流体 将 会 以“ 解 迁移 ” 】地 】 溶 方式 破 坏水泥环 的结构和胶结质量， 比气 侵所造成的危 它 害更为严重。因此 ， 具有防水窜作 用的水泥浆体系 应与防气窜体系有所区别 ． 技术指标更为特殊 。
雁木西盐膏层调整井固井技术
价值工程表2雁木西油田目的层地层含盐情况地层含盐量碳酸盐含量Esh K 7.65％11.56％ 6.78％5.83％表1盐膏层成份分析成份Mg 2+Ca 2+Na +、K +Cl -SO 42-HCO 3-总矿化度钻井液滤液成份mg/l 170～486600～220080950～16970367750～117150961～80481224～3060138860～2225151雁木西油田地质特征雁木西油田目的层位于1200－1620m ，完钻井深一般在1700～1800m 。
第三系(N1t 、Esh)600—1500m 井段为盐、膏、硝、泥的复合地层，含盐量在7%～11%之间，盐类型主要是NaCL ，其中含石膏5%，氯化物50%左右，硝8%，层多且薄，岩性变化大，由薄层盐岩、盐膏、石膏、芒硝，以盐为胶结的角砾岩、残余混合盐、含盐泥盐、碎泥盐、碎泥与盐的结合物组成的地层。
泥岩层理裂隙发育，软泥岩易水化膨胀分散，总矿化度达130000mg/l 以上。
从上表看出：雁木西油田盐膏总矿化度达13万到23万mg/l ；主要成分是Cl -和Na +、K +，盐类型主要是NaCl 。
该油田存在两套油层Esh 、K1s ，分别位于1590～1640m 和1800m 左右，该层从上到下分别为油层、油水同层、水层，层间太薄甚至没有明显的隔层。
近几年由于油田采取注水开发，地层压力系统遭到严重破坏，地层压力系数由原来的0.85-0.95上升到现在的1.75。
2固井技术难点雁木西油田盐膏层发育、矿化度高，又受到注水影响，地层压力受到严重破坏，固井难度比较大。
2.1雁木西油田盐膏矿化度高达1.3×105～2.3×105mg/l ，固井过程中水泥浆极易受到污染，导致水泥浆流动性差，施工压力高，有时造成憋泵；2.2受盐溶的影响，封固段存在众多“糖葫芦”段，井径极不规则（见图1），最大井径；从上图可以看出雁6-58井最大井径538mm ，最小井径216mm ，平均井径271mm ；最大井径环容212L/m ，最小井径环容21.32L/m 。
固井基础知识
第二部分固井基础知识第一章基本概念1、什么叫固井？固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆,把套管与井壁紧固起来的工作。
2、什么叫挤水泥？是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。
3、固井后套管试压的标准是什么？5英寸、5 1/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过 0.5MPa，7英寸,9 5/8英寸分别为10MPa和8MPa,30分钟不超过0。
5MPa；10 3/4-13 3/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0.5MPa。
4、什么叫调整井？为挽回死油区的储量损失,改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井。
5、什么叫开发井？亦属于生产井的一种,是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。
6、什么叫探井？在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。
7、简述大庆油田有多少种不同井别的井?有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。
8、什么叫表外储层？是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层）。
包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。
9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？固井质量要求，调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米)。
10、调整井（小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井(小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？调整井按质量标准井斜不大于3度。
探井按质量标准井斜不大于5度。
11、调整井（小于等于1500米）井底最大水平位移是多少？探井（小于等于3000米）井底最大水平位移是多少？调整井井底最大水平位移是40米。
探井井底最大水平位移80米。
12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？（1）常规固井(2)双密度固井（变密度固井）（3）双级注固井(4）低密度固井(5)尾管固井13、目前大庆油田形成几套固井工艺?（1）多压力层系调整井固井工艺技术。
页岩气漏失调整井固井关键技术措施
342随着区块内页岩气勘探开发的深入，调整井逐年增多，调整井的地质力学环境与开采初期相比已发生了明显改变。
在压裂和开采等完井增产措施的作用下，原始地层压力系统以及地层岩石的力学特性发生显著变化，地层承压能力降低，调整井在钻进过程中出现漏失的现象明显增加，漏失情况更加复杂，严重漏失影响了钻进速度并增加了井下不安全因素。
采用常规水泥浆体系固井，易导致漏失造成水泥浆低返，无法实现水泥浆封固漏失层的需要，因此需要设计低密度水泥浆体系，然而普通减轻材料存在难以满足后续压裂开采对水泥石强度的要求的问题。
此外，漏失井段低承压易复漏的问题限制了注替速度，降低了顶替效率，导致固井质量难以保障。
为此，本文通过对调整井固井工艺难点进行了分析，以此为基础，探索总结了适合区块内漏失调整井的固井技术方案，为后续漏失调整井固井提供技术参考。
1 调整井固井难点（1）井眼尺寸不规范，裸眼封固段长，同时都是大斜度井或水平井，提高固井顶替效率成为保证固井质量的前提。
在调整井钻井过程中，井壁坍塌，井径扩大率较高，如果套管居中度以及冲洗液性能难以保证，则可能造成低边环空顶替替效率极差，严重影响固井质量。
（2）漏失段地层承压能力较低，需使用低密度水泥浆平衡地层压力，在固井过程中，还需要考虑防漏，必要时还需堵漏；此外，还必须保证固井后水泥环有长期的封固效果，防止后期生产过程由于环空水泥胶结失效造成流体窜流。
通过分析，保证调整井固井质量的技术关键是：（1）固井期间避免发生漏失；（2）良好的顶替效率；（3）水泥石具备长效封固性。
2 调整井防漏、堵漏水泥浆固井技术为了进行漏失段的钻进，一般采用较低密度的钻井液（1.30~1.40g/cm 3）进行钻进，固井时液柱压力的增加会加大重复漏失的风险，因此为了满足调整井固井过程中漏失井段的防漏、堵漏以及提高该井段固井质量的需求，要求水泥浆体系的设计不仅密度要低，且具备堵漏作用，同时形成的水泥石还要满足后期开采的要求。
《固井施工技术》
1960
管鞋出水
25
26100
6525
顶替窜槽
5
﹑ 3000
150
气
窜
5
25900
单井修补费 用
9930
1295
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6
表2 补救作业成本与基本注水泥作业费用关系
作业类型 表层 技术 尾管 产层 固井
基本作业费 （$） 18100 52200 22200 23800
补救作业费 （$） 9930 7600 26600 19900
①在不同降失水剂加量的情况下，尽管API的 失水量差别很大，以及岩芯未被污染的条件下，水 泥浆的失水有较大的差别；但是，当岩芯上存在泥 饼后，水泥浆的失水量呈数量级下降；
②在不同压差的情况下，岩芯上有泥饼和无泥 饼的条件下，水泥浆的失水速率竟相差100倍。
这可以说明，在井下当井壁存在泥饼的状态下， 滤液向地层滤失的流动阻力大大增加，证明泥饼 （内，外泥饼）对阻挡水泥浆滤液向地层滤失的作 用不可忽视。
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33
稠化时间的确定
稠化时间 = 施工时间 + 1～2小时安全因子； 安全因子 — 深井（>5000M）一般取2～3小时；
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10
2.固井作业对水泥浆的基本要求
①配制和注替过程中,保持可控的流动能力; ②在井下温度和压力条件下保持足够的可泵时间; ③静止后应具有快速凝固和体系稳定的特性,并保持体
积不变; ④凝固后的水泥石强度满足施工要求,致密性好, 抗腐
蚀; ⑤有一定塑性,能抵抗射孔的震动和冲击; ⑥应具有一定的 防窜能力.
液柱压力与地层压力达不到平衡 3.水泥浆体系设计不合理
超缓凝﹑外加剂相溶性差﹑ 水泥浆与泥浆相溶性差
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调整井固井技术
油田开发的中后期，储层表现出的最典型特征就是储层在纵向和横向不均值性的巨大差
异，随着注水和现代驱油方式（热力驱、化学驱、气驱等）对储层的强力冲刷，加剧了储层
不均质性的形成，不但造成油井早期出水出砂、影响驱油效率，同时也是造成钻井过程中事
故频发、钻井液性能难以控制和固井质量的重要原因。
技术特点
-只降低高渗透水层条带渗透率，对中低渗透层没有封堵作用；
-封堵后的井壁残留有助于与固井水泥浆之间的胶结，有利于提高固井二界面的胶结；
-封堵后抗温能力达到300度以上；
-凝固过程不受地层水矿化度的影响；
-地层承压能力可提高10Mpa以上；
-对储层没有伤害；
-施工工艺简单。
技术应用效果
-某油田储气库老井封堵作业，枯竭油气层因地层压力低（压力系数0.2），封堵作业漏失严
重，使用这项
技术封堵38口井，承压能力全部达到15Mpa以上，测井水泥环质量优质；
-某油田流砂层封堵作业，因层内富含水，挤注水泥浆漏失，应用此项技术作业15口井，试
压全部合格；
-某油田调整井区钻井过程中，因高压水层影响，采取多种控制水泥浆性能等措施无效，试
验该技术3口井，固井质量良好。