川东地区低压易漏深井尾管固井技术_李涛.pdf
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1、收稿日期:;修订日期:。作者简介:李涛(),男,工程师,现从事油气井钻完井技术研究与故障复杂管理工作。:。基金项目:中国石油天然气集团公司重大现场试验项目“复杂超深井固井密封完整性技术现场试验”()。文章编号:()川东地区低压易漏深井尾管固井技术李 涛,钱 栗,徐卫强,刘 媛(中国石油西南油气田分公司工程技术研究院,四川成都;中国石油西南油气田分公司技术咨询中心,四川成都)摘要:井是四川盆地川东地区老鹰岩构造的一口风险探井,四开采用 钻头,从井深 钻进至 ,下 尾管固井封隔高台组顶以上低压易漏层和活跃气层。固井施工存在以下难点:裸眼段的水泥浆防气窜性能要求高;多层位井漏频发,固井井漏风险高;井
2、眼轨迹不平滑、井径不规则,井眼摩阻大,套管安全下入困难。为此,通过油基钻井液配合严格通井措施,采用 低密度防气窜水泥浆体系配合精细控压固井技术及 尾管固井,施工过程未发生漏失,固井质量合格率,优质率,有效解决了川东地区低压易漏深井尾管固井难题。关键词:川东地区;深井;低压易漏;低密度水泥浆;固井中图分类号:文献标识码:,(,;,):,:;,;,:;年 月石 油 地 质 与 工 程 第 卷 第 期 四川盆地川东地区地质条件复杂,区域内地层褶皱变形明显,部分地层剥蚀较为严重,断层极为发育,构造复杂,多数地层具有低压易漏失特征,钻井过程中井漏频发,固井施工防漏难度大,常规密度水泥浆难以满足固井要求。
3、井是四川盆地川东地区老鹰岩构造的一口风险探井,钻探目的为探明川东地区大巴山山前带下古生界灯影组储层发育及其含油气性。四开采用 钻头从井深 钻进至 ,地层从龙潭组钻至高台组,下 尾管固井封隔高台组顶以上低压易漏层和活跃气层。固井施工面临裸眼段油气显示活跃,水泥浆防气窜性能要求高;多层位井漏频发,地层承压能力 ,无法采用常规固井技术,固井井漏风险高;井眼轨迹不平滑、井径不规则,井眼摩阻大,套管安全下入困难等技术难题。为此,通过油基钻井液配合严格通井措施,采用 低密度防气窜水泥浆体系配合精细控压固井技术,采用 尾管固井。施工过程未发生漏失,固井质量合格率 ,优质率 ,创造了川渝地区深井尾管固井最低水
4、泥浆密度的纪录,有效解决了川东地区低压易漏深井尾管固井技术难题。固井技术难点 裸眼段防气窜性能要求高 井 井眼裸眼段用密度 钻井液钻遇 次气侵,次气测异常。用密度 钻井液钻进至井深 发生气侵,出口钻井液密度最低达 ,液气分离器出口火焰高 ,油气显示活跃,水泥浆防气窜性能要求高。固井井漏风险高 井眼多层位井漏频发,龙潭组、茅口组、栖霞组等地层共发生 次井漏,最大漏速失返,先后采用桥浆、复合堵漏浆、随钻堵漏浆、高失水堵漏浆、水泥浆堵漏,地层承压能力仅为 ,无法采用常规固井技术,固井井漏风险高。套管安全下入困难 井眼从井深 开始造斜,采用弯螺杆进行定向作业,增斜至井深 ,井斜达到。随后进行稳斜钻进,
5、但在复合钻进时稳斜效果不好,多次进行定向作业,井斜在 左右来回波动,井眼轨迹不平滑、井壁台阶多。钻进期间采用水基钻井液,多数地层岩性含泥、页岩,导致多处井段存在局部垮塌,裸眼段最大井径,裸眼段电测井径数据见图,井径不规则,井眼摩阻大,钻进期间扭矩为 ,套管安全下入困难。图 井眼裸眼段电测井径川中地区致密气工区 井二开 钻头采用水基钻井液从井深 开钻,在井深 (井斜角 )开始造斜,增斜钻至井深 (井 斜 角),随 后 稳 斜 钻 至 井 深 完钻。因 井采用 弯螺杆定向增斜钻进,稳斜钻进期间多次进行定向作业,井眼轨迹不平滑;钻遇地层岩性主要为砂岩夹泥、页岩,因水化作用地层垮塌严重,井径不规则,平
6、均井径扩大率高达 ,完钻后下 套管至井深 遇阻,开泵循环并上下活动套管未能通过遇阻点,最后被迫起出井内套管。固井关键技术 承压堵漏技术 井 井眼裸眼段共钻遇 次井漏,漏点多且分布广,用密度 钻井液钻至井深 中完,传输电测完后下牙轮钻头至井底进行专项承压堵漏。承压堵漏期间将钻井液密度由 提高至 时井漏失返,注入质量分数为 的复合堵漏浆 堵漏。堵漏浆采用多粒径配比组合,对裂缝性和压差渗透性漏失堵漏效果显著,承压堵漏期间套压稳定在 ,筛除堵漏材料后,用密度 钻井液提排量至 循环无漏失,裸眼段地层承压能力达到 。李 涛等 川东地区低压易漏深井尾管固井技术 油基钻井液技术在水基钻井液环境下单扶正器通井摩
7、阻大,用 牙轮钻头带 扶正器通井时,下放最大摩阻为 ,上提最大摩阻为 ,套管安全下入难度大。为此,将水基钻井液替换为油基钻井液,其性能见表。油基钻井液相比水基钻井液具有更好的润滑性,在降低井眼摩阻方面优势明显。表 油基钻井液性能密度()漏斗黏度 破乳电压 碱度油水比 初切 终切 失水 泥饼:利用软件模拟分析了套管下入能力,假设套管内摩阻系数为 ,裸眼段摩阻系数取 。模拟结果显示,当裸眼段摩阻系数取最大值 时,套管下入到设计井深 ,剩余大钩载荷为 ,下套管摩阻为 ,套管能依靠自重下入到设计井深(图)。图 模拟下套管钩载 三凝防气窜水泥浆浆柱结构设计通过短程起下钻后效情况可验证气层压稳密度下限为
8、,承压试验显示裸眼段承压能够达到 。结合固井井段油气显示、井漏情况,兼顾“防漏压稳”和重合段固井质量,采用三凝防气窜低密度水泥浆体系配合精细控压固井技术。根据“防漏压稳”的安全密度窗口范围,在注水泥浆固井前,应控压循环降低井内钻井液密度,使环空钻井液静液柱压力略低于地层孔隙压力,在注、替水泥浆期间根据环空浆柱结构,利用控压装置在井口施加补偿压力,使油气显示层、漏层处环空钻井液当量密度在安全密度窗口范围内。注水泥浆固井结束后,环空继续施加一定的补偿压力,防止候凝期间水泥浆静液柱压力不足造成环空窜流,较好地解决了固井期间“防漏压稳”的技术难题。软件模拟结果显示,采用 排量顶替时,全井段平均顶替效率
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