祥6区块探井固井工艺技术研究
2015-01-29吴春贵常博石征峰
吴春贵+常博+石征峰
摘 要 文章就祥6区块探井固井工艺技术进行研究。
关键词 祥6区块;工艺;技术
中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0064-01
祥6区块位于内蒙古自治区巴彦淖尔盟乌拉特后旗，属于查干凹陷乌力吉断鼻构造带，通过去年对祥6井勘探开发，获得工业油气流，今年加大了勘探力度，在祥6区块部署探井、评价井7口，平均井深3126米。安全窗口窄，地层压力系数低，易漏失，油气层活跃，井身结构简单，裸眼段长，同时地层存在大段、多层、不连续玄武岩，遇水膨胀，易坍塌、剥落、掉快等现象时有发生，固井过程易发生桥堵憋泵等事故。
1 祥6区块区块储层特征及难点
1）油、气、水层在同一井眼中分布广，且较为活跃。该区块基本是从苏一段1000 m至3000 m分布着不同程度的气层、水层和油层，分布较散且较为活跃。有的井油气上窜速度甚至达到15 m/h。
2）地层压力系数低，固井时易发生井漏，实施产层保护难度大。地层破裂压力较低，平均地层破裂压力在1.2MPa/100m左右，固井时易发生井漏、井塌等现象。
3）井身结构简单，裸眼段长，封固段长，易压漏地层。祥6区块区块只有表层套管和油层套管固井。￠339.7表层套管下深一般在500 m左右，裸眼段长，长达2500多米，而且要求水泥浆返至地面，封固段长，易压漏地层。
4）井壁稳定性差，掉快严重，易造成蹩泵等事故的发生。祥6区块区块探井基本上钻遇巴一段、巴二段存在大段、多层、不连续玄武岩（埋深1000-2400 m不等），遇水膨胀，极易发生坍塌、剥落、掉块等现象（最大掉块质量2 kg左右，井径扩大率达到30.11%），固井过程极易发生掉块堵塞循环通道，发生水泥浆在井内无法替至预定位置，而发生留水泥塞等事故。同时，造成井径大而不规则，易形成“糖葫芦”井眼，固井施工中易发生因井径过大，从而影响了水泥浆顶替效率的提高和水泥的胶结质量，易为油气体提供通道而导致固井失败。
2 技术措施
1）做好钻进过程的防漏工作，提高地层的承压能力。针对该区块地层的破裂压力梯度和地层孔隙压力比较低的特点，在钻井液中加入随钻、单项封闭等堵漏剂，这些材料在液柱压差的作用下挤入井壁岩石孔隙中，在井壁周围形成屏蔽层，来提高地层的承压能力。
2）井口加回压。加回压是固井候凝过程中压稳油气层的主要措施之一，主要是水泥浆处在胶凝状态下，容易产生“失重”，给予水泥浆柱一个补偿压力。
3）保证套管居中度，提高顶替效率。利用固井设计软件根据井眼轨迹和井下实际井径情况进行扶正器安放，一般油层段一根套管加一只弹性扶正器，油顶以上200 m两根套管加一只弹性扶正器，在井口加两只弹性扶正器。水平井则在造斜段以下每根套管加一只刚性螺旋扶正器，确保套管顺利下入和居中度在67%以上，以充分提高顶替效率。
4）优选隔离液体系。采用清水和密度1.35-1.40 g/cm3加重隔离液，可以有效地清除井璧和套管璧上的虚泥饼，来提高水泥环的胶结质量，同时设计隔离液和冲洗液不少于200 m，增加紊流接触时间，以提高顶替效率，同时要做到固井过程中压稳。
5）固井前钻井液性能处理。在保证井壁稳定和井眼压力平衡的前提下，尽量降低钻井液的初切力、黏度和滤失量，以利于提高顶替效率和胶结质量。
6）采用紊流和塞流替浆，以提高顶替效率。在替浆时，让水泥浆返速度尽量达到0.8-1 m/s，以实现紊流顶替。
3 优选水泥浆体系
通过影响祥6区块区块固井质量的原因分析，提高固井质量的技术思路，来优选水泥浆体系。主要采取以下技术措施。
1）低密度水泥浆体系。祥6区块区块主要采用低密度水泥浆体系，通过向水泥中加入一定的量的粉煤灰、微硅等材料，通过材料自身的低密度特性以降低水泥浆密度，合理应用紧密堆积理论和颗粒级配技术，研制出一套密度在1.50 g/cm3-1.65 g/cm3范围的粉煤灰低密度水泥浆体系 ，以达到防漏和提高低密度水泥石强度的目的。水泥浆性能如下表。
2）高密度水泥浆体系。优选水泥浆体系，采用多凝非渗透水泥浆体系，满足固井压稳的需要。为了保证该区块的特殊要求，即要求水泥浆具有低失水、稳定性好、良好的流动性，防气窜性能好、游离液低、高强度、短侯凝等特点，来优选水泥浆体系。经大量实验其配方及性能如下：
嘉华D级+降失水剂1.0%+分散剂0.5%++促凝剂2%+膨胀剂0.8%
嘉华D级+降失水剂1.0%+分散剂0.5% +缓凝剂+膨胀剂0.8%
4 现场应用
祥6-2井139.7 mm套管固井，该井设计井深3076.3 m，表套下深509 m，封固段长3076.3 m。裸眼环容积99.82 m3，共上井水泥185吨，采用单级和双密度两凝水泥浆体系固井，水泥浆返出地面，分两次加回压，井口加回压共计3MPa，48小时，固井质量优质。
祥6井139.7 mm套管固井，该井设计井深2921 m，表套下深296 m，封固段长2921 m。裸眼环容积74 m3，共上井水泥175吨，采用单级和双密度两凝水泥浆体系固井，水泥浆返出地面，分两次加回压，井口加回压3 MPa，2小时，固井质量优质。
5 结束语
1）采用预堵漏措施，提高地层的承压能力，为固井提供一个良好的井眼。
2）采用低滤失、膨胀性好、低析水、高沉降稳定性、直角稠化水泥浆体系，避免了由于水泥体积收缩，较好的解决了气窜问题，是固好本井的关键。
3）井口加回压，是固好本区块的重中之重。
4）采用紊流和塞流顶替，既防止井漏，同时提高了顶替效率。
参考文献
[1]屈建省，许树谦，等.特殊固井技术[M].北京：石油工业出版社，2006.
[2]刘崇建，黄柏宗，等.油气井注水泥理论与应用[M].北京：石油工业出社，2001.
[3]张明深.现代固井技术在现场的应用.南海西部石油公司，2002.endprint
摘 要 文章就祥6区块探井固井工艺技术进行研究。
关键词 祥6区块;工艺;技术
中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0064-01
祥6区块位于内蒙古自治区巴彦淖尔盟乌拉特后旗，属于查干凹陷乌力吉断鼻构造带，通过去年对祥6井勘探开发，获得工业油气流，今年加大了勘探力度，在祥6区块部署探井、评价井7口，平均井深3126米。安全窗口窄，地层压力系数低，易漏失，油气层活跃，井身结构简单，裸眼段长，同时地层存在大段、多层、不连续玄武岩，遇水膨胀，易坍塌、剥落、掉快等现象时有发生，固井过程易发生桥堵憋泵等事故。
1 祥6区块区块储层特征及难点
1）油、气、水层在同一井眼中分布广，且较为活跃。该区块基本是从苏一段1000 m至3000 m分布着不同程度的气层、水层和油层，分布较散且较为活跃。有的井油气上窜速度甚至达到15 m/h。
2）地层压力系数低，固井时易发生井漏，实施产层保护难度大。地层破裂压力较低，平均地层破裂压力在1.2MPa/100m左右，固井时易发生井漏、井塌等现象。
3）井身结构简单，裸眼段长，封固段长，易压漏地层。祥6区块区块只有表层套管和油层套管固井。￠339.7表层套管下深一般在500 m左右，裸眼段长，长达2500多米，而且要求水泥浆返至地面，封固段长，易压漏地层。
4）井壁稳定性差，掉快严重，易造成蹩泵等事故的发生。祥6区块区块探井基本上钻遇巴一段、巴二段存在大段、多层、不连续玄武岩（埋深1000-2400 m不等），遇水膨胀，极易发生坍塌、剥落、掉块等现象（最大掉块质量2 kg左右，井径扩大率达到30.11%），固井过程极易发生掉块堵塞循环通道，发生水泥浆在井内无法替至预定位置，而发生留水泥塞等事故。同时，造成井径大而不规则，易形成“糖葫芦”井眼，固井施工中易发生因井径过大，从而影响了水泥浆顶替效率的提高和水泥的胶结质量，易为油气体提供通道而导致固井失败。
2 技术措施
1）做好钻进过程的防漏工作，提高地层的承压能力。针对该区块地层的破裂压力梯度和地层孔隙压力比较低的特点，在钻井液中加入随钻、单项封闭等堵漏剂，这些材料在液柱压差的作用下挤入井壁岩石孔隙中，在井壁周围形成屏蔽层，来提高地层的承压能力。
2）井口加回压。加回压是固井候凝过程中压稳油气层的主要措施之一，主要是水泥浆处在胶凝状态下，容易产生“失重”，给予水泥浆柱一个补偿压力。
3）保证套管居中度，提高顶替效率。利用固井设计软件根据井眼轨迹和井下实际井径情况进行扶正器安放，一般油层段一根套管加一只弹性扶正器，油顶以上200 m两根套管加一只弹性扶正器，在井口加两只弹性扶正器。水平井则在造斜段以下每根套管加一只刚性螺旋扶正器，确保套管顺利下入和居中度在67%以上，以充分提高顶替效率。
4）优选隔离液体系。采用清水和密度1.35-1.40 g/cm3加重隔离液，可以有效地清除井璧和套管璧上的虚泥饼，来提高水泥环的胶结质量，同时设计隔离液和冲洗液不少于200 m，增加紊流接触时间，以提高顶替效率，同时要做到固井过程中压稳。
5）固井前钻井液性能处理。在保证井壁稳定和井眼压力平衡的前提下，尽量降低钻井液的初切力、黏度和滤失量，以利于提高顶替效率和胶结质量。
6）采用紊流和塞流替浆，以提高顶替效率。在替浆时，让水泥浆返速度尽量达到0.8-1 m/s，以实现紊流顶替。
3 优选水泥浆体系
通过影响祥6区块区块固井质量的原因分析，提高固井质量的技术思路，来优选水泥浆体系。主要采取以下技术措施。
1）低密度水泥浆体系。祥6区块区块主要采用低密度水泥浆体系，通过向水泥中加入一定的量的粉煤灰、微硅等材料，通过材料自身的低密度特性以降低水泥浆密度，合理应用紧密堆积理论和颗粒级配技术，研制出一套密度在1.50 g/cm3-1.65 g/cm3范围的粉煤灰低密度水泥浆体系 ，以达到防漏和提高低密度水泥石强度的目的。水泥浆性能如下表。
2）高密度水泥浆体系。优选水泥浆体系，采用多凝非渗透水泥浆体系，满足固井压稳的需要。为了保证该区块的特殊要求，即要求水泥浆具有低失水、稳定性好、良好的流动性，防气窜性能好、游离液低、高强度、短侯凝等特点，来优选水泥浆体系。经大量实验其配方及性能如下：
嘉华D级+降失水剂1.0%+分散剂0.5%++促凝剂2%+膨胀剂0.8%
嘉华D级+降失水剂1.0%+分散剂0.5% +缓凝剂+膨胀剂0.8%
4 现场应用
祥6-2井139.7 mm套管固井，该井设计井深3076.3 m，表套下深509 m，封固段长3076.3 m。裸眼环容积99.82 m3，共上井水泥185吨，采用单级和双密度两凝水泥浆体系固井，水泥浆返出地面，分两次加回压，井口加回压共计3MPa，48小时，固井质量优质。
祥6井139.7 mm套管固井，该井设计井深2921 m，表套下深296 m，封固段长2921 m。裸眼环容积74 m3，共上井水泥175吨，采用单级和双密度两凝水泥浆体系固井，水泥浆返出地面，分两次加回压，井口加回压3 MPa，2小时，固井质量优质。
5 结束语
1）采用预堵漏措施，提高地层的承压能力，为固井提供一个良好的井眼。
2）采用低滤失、膨胀性好、低析水、高沉降稳定性、直角稠化水泥浆体系，避免了由于水泥体积收缩，较好的解决了气窜问题，是固好本井的关键。
3）井口加回压，是固好本区块的重中之重。
4）采用紊流和塞流顶替，既防止井漏，同时提高了顶替效率。
参考文献
[1]屈建省，许树谦，等.特殊固井技术[M].北京：石油工业出版社，2006.
[2]刘崇建，黄柏宗，等.油气井注水泥理论与应用[M].北京：石油工业出社，2001.
[3]张明深.现代固井技术在现场的应用.南海西部石油公司，2002.endprint
摘 要 文章就祥6区块探井固井工艺技术进行研究。
关键词 祥6区块;工艺;技术
中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0064-01
祥6区块位于内蒙古自治区巴彦淖尔盟乌拉特后旗，属于查干凹陷乌力吉断鼻构造带，通过去年对祥6井勘探开发，获得工业油气流，今年加大了勘探力度，在祥6区块部署探井、评价井7口，平均井深3126米。安全窗口窄，地层压力系数低，易漏失，油气层活跃，井身结构简单，裸眼段长，同时地层存在大段、多层、不连续玄武岩，遇水膨胀，易坍塌、剥落、掉快等现象时有发生，固井过程易发生桥堵憋泵等事故。
1 祥6区块区块储层特征及难点
1）油、气、水层在同一井眼中分布广，且较为活跃。该区块基本是从苏一段1000 m至3000 m分布着不同程度的气层、水层和油层，分布较散且较为活跃。有的井油气上窜速度甚至达到15 m/h。
2）地层压力系数低，固井时易发生井漏，实施产层保护难度大。地层破裂压力较低，平均地层破裂压力在1.2MPa/100m左右，固井时易发生井漏、井塌等现象。
3）井身结构简单，裸眼段长，封固段长，易压漏地层。祥6区块区块只有表层套管和油层套管固井。￠339.7表层套管下深一般在500 m左右，裸眼段长，长达2500多米，而且要求水泥浆返至地面，封固段长，易压漏地层。
4）井壁稳定性差，掉快严重，易造成蹩泵等事故的发生。祥6区块区块探井基本上钻遇巴一段、巴二段存在大段、多层、不连续玄武岩（埋深1000-2400 m不等），遇水膨胀，极易发生坍塌、剥落、掉块等现象（最大掉块质量2 kg左右，井径扩大率达到30.11%），固井过程极易发生掉块堵塞循环通道，发生水泥浆在井内无法替至预定位置，而发生留水泥塞等事故。同时，造成井径大而不规则，易形成“糖葫芦”井眼，固井施工中易发生因井径过大，从而影响了水泥浆顶替效率的提高和水泥的胶结质量，易为油气体提供通道而导致固井失败。
2 技术措施
1）做好钻进过程的防漏工作，提高地层的承压能力。针对该区块地层的破裂压力梯度和地层孔隙压力比较低的特点，在钻井液中加入随钻、单项封闭等堵漏剂，这些材料在液柱压差的作用下挤入井壁岩石孔隙中，在井壁周围形成屏蔽层，来提高地层的承压能力。
2）井口加回压。加回压是固井候凝过程中压稳油气层的主要措施之一，主要是水泥浆处在胶凝状态下，容易产生“失重”，给予水泥浆柱一个补偿压力。
3）保证套管居中度，提高顶替效率。利用固井设计软件根据井眼轨迹和井下实际井径情况进行扶正器安放，一般油层段一根套管加一只弹性扶正器，油顶以上200 m两根套管加一只弹性扶正器，在井口加两只弹性扶正器。水平井则在造斜段以下每根套管加一只刚性螺旋扶正器，确保套管顺利下入和居中度在67%以上，以充分提高顶替效率。
4）优选隔离液体系。采用清水和密度1.35-1.40 g/cm3加重隔离液，可以有效地清除井璧和套管璧上的虚泥饼，来提高水泥环的胶结质量，同时设计隔离液和冲洗液不少于200 m，增加紊流接触时间，以提高顶替效率，同时要做到固井过程中压稳。
5）固井前钻井液性能处理。在保证井壁稳定和井眼压力平衡的前提下，尽量降低钻井液的初切力、黏度和滤失量，以利于提高顶替效率和胶结质量。
6）采用紊流和塞流替浆，以提高顶替效率。在替浆时，让水泥浆返速度尽量达到0.8-1 m/s，以实现紊流顶替。
3 优选水泥浆体系
通过影响祥6区块区块固井质量的原因分析，提高固井质量的技术思路，来优选水泥浆体系。主要采取以下技术措施。
1）低密度水泥浆体系。祥6区块区块主要采用低密度水泥浆体系，通过向水泥中加入一定的量的粉煤灰、微硅等材料，通过材料自身的低密度特性以降低水泥浆密度，合理应用紧密堆积理论和颗粒级配技术，研制出一套密度在1.50 g/cm3-1.65 g/cm3范围的粉煤灰低密度水泥浆体系 ，以达到防漏和提高低密度水泥石强度的目的。水泥浆性能如下表。
2）高密度水泥浆体系。优选水泥浆体系，采用多凝非渗透水泥浆体系，满足固井压稳的需要。为了保证该区块的特殊要求，即要求水泥浆具有低失水、稳定性好、良好的流动性，防气窜性能好、游离液低、高强度、短侯凝等特点，来优选水泥浆体系。经大量实验其配方及性能如下：
嘉华D级+降失水剂1.0%+分散剂0.5%++促凝剂2%+膨胀剂0.8%
嘉华D级+降失水剂1.0%+分散剂0.5% +缓凝剂+膨胀剂0.8%
4 现场应用
祥6-2井139.7 mm套管固井，该井设计井深3076.3 m，表套下深509 m，封固段长3076.3 m。裸眼环容积99.82 m3，共上井水泥185吨，采用单级和双密度两凝水泥浆体系固井，水泥浆返出地面，分两次加回压，井口加回压共计3MPa，48小时，固井质量优质。
祥6井139.7 mm套管固井，该井设计井深2921 m，表套下深296 m，封固段长2921 m。裸眼环容积74 m3，共上井水泥175吨，采用单级和双密度两凝水泥浆体系固井，水泥浆返出地面，分两次加回压，井口加回压3 MPa，2小时，固井质量优质。
5 结束语
1）采用预堵漏措施，提高地层的承压能力，为固井提供一个良好的井眼。
2）采用低滤失、膨胀性好、低析水、高沉降稳定性、直角稠化水泥浆体系，避免了由于水泥体积收缩，较好的解决了气窜问题，是固好本井的关键。
3）井口加回压，是固好本区块的重中之重。
4）采用紊流和塞流顶替，既防止井漏，同时提高了顶替效率。
参考文献
[1]屈建省，许树谦，等.特殊固井技术[M].北京：石油工业出版社，2006.
[2]刘崇建，黄柏宗，等.油气井注水泥理论与应用[M].北京：石油工业出社，2001.
[3]张明深.现代固井技术在现场的应用.南海西部石油公司，2002.endprint
