高压气井固井技术

高压气井固井工艺技术一、概述二、难点分析三、技术对策四、国内外相似问题的处理方法五、毛坝-1井7套管固井技术实例六、结论关于“高压”的说明当钻井液密度大于1.40g/cm3以上时，一般认为已属于高压油气井了。我国某些高压气田，其地层压力系数在1.80以上，以四川的川东、川西北以及云贵地区的灰岩气藏为代表。高压气井固井质量的难点是：窜槽、漏油气及漏失。一、概述本文以川东地区为例介绍高压气井固井技术问题。川东地区是川东地区以含天然气为主的碳酸盐岩裂缝性油气藏，由于四川盆地的压扭性特点，呈现出诸多复杂的地质构造特征，为完井、固井工程带来了许多难题。产层以天然气藏为主，地层压力和产层压力高。油、气、水显示层位多，压力层系多。目的层埋藏深，下入套管长。地层含腐蚀性介质多。以川东地区为例介绍高压气井固井技术川东地区主要的地质特点二、难点分析通过对四川及川东地区施工的毛坝1井、毛坝斜2井、普光1井、河坝1井等井的固井情况进行了认真分析，认为川东地区固井主要有五个方面的技术难点。

主要原因：1）水泥浆进入环空后，由于自由水不断析出向地层的滤失，造成其水灰比急剧下降，形成环空桥堵，导致水泥浆液柱压力小于气层压力而发生气窜；2）水泥浆进入环空后，当其静胶凝强度为48~240Pa时，属于由液态向固态转化期，水泥浆逐步失去传递液柱压力的能力，即发生水泥浆失重现象，从而成为气窜易发生时期。3）在水泥浆凝固期间，由于水泥浆中的孔隙水随着水化和滤失而不断减少，使水泥浆中的孔隙压力不断降低，进而导致气体侵入到水泥浆基体内，产生环空气窜。4）由于施工过程水泥浆窜槽或水泥在凝固过程的体积收缩等原因造成胶结质量不好，使气体进入水泥与套管或水泥与井壁之间的间隙中，造成层间互窜，甚至窜至井口。1、防气窜问题

主要危害：直接影响水泥石胶结强度，导致层间窜流；直接影响油气层的测试评价，污染油气层，降低采收率，对油田开发后续作业如注水、酸化压裂和分层开采等造成不利影响；严重时可在井口冒油、冒气，甚至造成固井后井喷事故，即使采用挤水泥等补救工艺也很难奏效。1、防气窜问题

采用加重材料，浆体沉降稳定性差，对固井施工和质量有严重影响。因此加重水泥浆体系必须具有良好的悬浮能力。采用加重材料，使水泥浆的流动性变差。这主要与加重材料的颗粒细度有关，加重材料颗粒越细，其比表面积越大，表面张力越大，易使水泥浆变稠，影响可泵性。随着水泥浆密度越高，需要的加重材料的比例越大，势必影响浆体中的有效水泥成分，使水泥石强度下降。2、水泥浆体系选型困难

3、压粗稳防掉窜与旬防漏卷的问环题川东哑地区村地质裕结构率复杂槐性，辆压力滥层系压多，英使得沉在同称一构阔造、勿同一卡井眼康内，宋地层辟压力兼梯度纷差异帅大。简突出饱表现果在，犬在钻愈遇高辰压气因层的栽井眼叠内，症同时胞存在缠有低哑压易役漏、戚甚至肌裂缝省性的炒漏失唐层，唤有可取能出肠现上锤喷下郑漏或卧上漏脏下涌遇的情辰况。哪这种圈地层属特性玻决定槽了固许井施浇工中电压稳路气层筝防止絮气体颂上窜怒和防茎止井壳漏之菠间的葱矛盾晨。因易为要椅压稳的高压班气层奥，就叙有压千漏低晚压地渗层的值危险狭，使醋高压探层再佣度处项于失璃稳状另态。天然谨气本部身的蹈特点朵及腐乱蚀性万气体祝的存少在，录使套血管在惑长期歪高压撤作业中密史封失炒效，近对油直气井掀生命跌造成抛威胁杂。套截管钢筛材和妙固井阅套管结工具、家附件凳都需暑要具背有足娱够的壶抗腐峰蚀性染能和垦较高窑的抗全挤毁讯能力任。在盐墙岩、辽盐膏秘层段只，受枕地层姜水的宽影响占，泥固浆中床的Cl-、Ca苍2+离子含量纪高，科在固篇井过植程中度水泥猛浆极帝易受决到污奸染，煤使水盐泥浆区的稠追化时间缩联短，鼻直接昆影响栽固井俩成功闭率。4、地先层流觉体对矮水泥像浆性裹能的唇影响川东笑地区骗固井反的难按点可乓以归确纳为快：高仓压防销气窜句、防餐井漏谣、提待高顶车替效削率、嚷防止塔水泥袍污染麻等主不要方堂面，统并且是它们公之间外互相愿影响织，多司数情靠况下岔不能谱将其梯中的伐任一晕方面拔拿出望来作趴为单城独的遍问题柴来解殊决。望为全翠面保精证固叙井质议量，晃还要购研究语与此走相配引套的穿套管司、固袭井工桃具和火附件金及其躁它工肯艺和两技术典措施决。5、深户井固响井难掩点川东日地区恼多为设深井筐，下纤入套挠管长烘，固秒井封盾固段灭长。裸眼阀段长鞋是深坑井固干井的夸又一笼难题握。套管残居中舌度对垃封固桥质量恭的影脆响。三、挥技术成对策——合理嘉的井葛身结施构设止计——平衡析压力忙固井——水泥红浆体鸦系的塑优选——提高取顶替酿效率迫，避载免水匀泥浆剃污染所的措焦施——固井妄工艺竹优选1）表掩层套狗管要抽有足豪够的谈深度标。2）下烤技术巩套管猜封隔合高低夕压层若或复育杂地夫层3）生雪产套跌管可阴以先耀悬挂销尾管悦再回捆接4）选女用高餐强度则和密戚封性参的套钓管5）水猎泥浆眼返至告地面露。1、合接理的监井身保结构段设计2、平平衡压骆力固高井1）固犬井流窑变学赔设计堤、计尚算。简单赛用以删下公祸式表选达：地层敢孔隙酬压力<环空掏静液冒柱压熄力+流动结阻力<地层醋破裂遣压力2）合星理的食环空暂浆柱蜂组合倦。3）憋吗压候资凝措溉施。1)防气壮窜水六泥浆斥体系2)防漏息水泥享浆体肯系3)加重茅水泥床浆体逗系3、水授泥浆权体系宴的优蛛选1）优趟选隔辜离液背体系苹，避在免水刺泥浆污污染吴。2）下赛套管逃前及拘固井贡施工闭前，嗓在保林证井酬壁稳壤定的族前提氧下，全充分签循环伐，调蜂整泥补浆性许能，梅降低剥粘、科切，售以利椅于降毁低循性环摩槐阻，问提高里顶替往效率窑。3）认剧真设腐计和仆严格济执行罢下套轮管作思业程承序，陆保证献套管兆居中哄度在67这%以上膊。4）合萌理设嫁计施幸工排兼量，渴提高穿顶替研效率训。4、提饼高顶竖替效辩率，写避免语水泥苍浆污投染的楚措施1）双焰级固不井工哭艺。2）尾柄管固搏井及而回接润技术3）封登隔器单应用抗技术袍。5、固股井工慢艺优减选对环粮空油恩气水惊窜发饶生机吉理的客研究撒分析触变心水泥非渗渴透水编泥浆酒体系高密悉度高叠性能极水泥堆浆体戴系膨胀教套管袄封隔顷复杂骨地层粒技术四、瞎国内安外相些似问蛛题的躁处理逼方法毛坝1井7寸尾艘管固卸井实耀例一、晒钻井辽基本悼情况毛坝1井是利中石雷化南挤方勘棚探开刃发公厕司在摊川东困地区填部署救的一序口天免然气偏预探斗井，厚设计碰井深45介00m，位于南四川岛省达佩州市部宣汉糟县毛惑坝乡失，地脏面海朝拔55树0m，构造直位置胳是四吗川盆稠地东锤断褶水带黄钉金口督构造辱带毛晕坝场-双庙估场潜史伏背慌斜带茅毛坝模场背末斜南矿西翼该井股三开覆钻井屑液类梨型为灿多元肾醇聚秋黄钻激井液驻，设遮计密塑度1.亿40g/茫cm枣3，呀8到1/孔2钻头絮在井牲深43授21m以前陷多次寸发生响井漏勉，经扁堵漏群后正猪常，纷在钻脖至43滥21m发现钩高压倚气层炼，被加迫关育井加绝重钻色井液非压井枪，加牺重到1.干80g/践cm倦3时发拜生井睡漏，牢堵漏第后继妻续加济重到2.耀02g/蓝cm汪3气层登还没顷有压愿稳，完经研树究决堤定钻残至43题65m提前周完钻套。完钻材钻井怕参数愈：钻头晌尺寸略：8-凝1/忧2″；陷完钻恭井深逝：43箱65m高压盼气层乌位置灭：43战21m～昼43诱34克m井底划温度戚：12再0℃累计评漏失蕉泥浆芝：约60妥0m3一、照钻井终基本主情况二、固井懒技术谁难点跃及技金术措猪施1、由凡于钻宪进过宇程不意断有凉气侵厕和气笛涌，就因此花固井碗时应赌主要远为防船气窜偿，这桂是本糕次固占井的厘主要匙难点2、深何井（43标23m）捡、长尾羞管（17扶23m）施工烛，尾级管座伯挂有五一定姐风险3、封仁固段笼长，穷虽然马采用开尾管玩施工膏降低逼了环铁空阻泼力，思但环鸭空阻肢力仍滑然很先大，筒固井疯时有柳压漏关的可码能4、钻劫进时犯多次肥发生峰井漏疤，共督计漏结失约60业0m3，固井抵时容统易再浇次压址漏一、固井遮技术切难点腾及技叼术措哥施5、水万泥浆骆候凝奏时会扁造成扒失重则，造可成天办然气甘上窜茄；6、属甲环空不小间渠隙固房诚井，六流动唇阻力榜大，狡不但研易发谜生井赞漏且售水泥毙浆上番返时耳易砂戴堵及饰脱水抛稠化7、由港于钻沸遇盐市膏层希太多饱，钻激井液雷中大续量Ca2+离子珠对水凳泥浆督的污勺染严证重，庄水泥丈浆与爬钻井颤液的牢污染睬实验茶在15mi莲n就发挪生凝编固8、固夕尾管索后回落接必哄须保宰证密膊封固井模设计陷原则全井宇下7套管甩至43姻23m，封固屑高压谨气层例，将7套管谜作为战生产禽套管疑。固井幻玉方案孙选择1、双级怪固井2、尾管洽固井方案驰选择削的原恋因1、环捞空间孤隙小律，下做套管格过程超及开诵泵循筝环时咏会造烘成井省漏。2、固摩井候暮凝其延间产泄生严触重失吗重，婶失重妄压力迷达43MP灿a，会造廉成环只空液甜柱无棒法平刷衡而述井涌符，或冤严重挑气窜酷，造伍成固湿井失家败。3、造智成水疲泥浆点上返驴时连掏续窜汗槽，窑影响明固井抖质量者。4、谢高温热水泥爪返到魂井口山，造拾成上马部水浓泥浆笑长期路不凝基固。施工淋方案串对比1、尾蚁管固棵井循辜环摩摩阻：长度Lm内径dmm流速Vm/s流体密度g/cm3摩阻系数压降PMPa2600108.03.241.800.049.101900152.51.641.800.04

1.21合计10.31管内内管外径dmm环空外径Dmm长度Lm流速Vm/s流体密度g/cm3摩阻系环空压降PMPa127220.526001.181.800.041.41177.8220.52002.251.950.061.39177.8259.119001.081.950.061.59合计4.39环空流动怕阻力轿合计散：10戴.3邮1+陈4.遍39巷=1泳4.录7MP尸a内管外径dmm环空外径Dmm长度Lm流速Vm/s流体密度g/cm3摩阻系环空压降P(MPa)177.8220.526002.251.800.0411.10177.8220.52002.251.950.061.39177.8259.119001.081.950.061.59合计14.08环空2、全珠井下午套管港，双赖级固巴井循铺环摩咐阻（里一级傍）管内长度L(m)内径d(mm)流速V(m/s)流体密度(g/cm3)摩阻系数压降P(MPa)4500152.51.641.800.042.86a.流动服阻力御合计药：14屯.0祸8+骂2.滋86致=16驶.9景4M熄Pa方案筐确定根据惭以上洒对比务，采伞用尾透管固浴井和陡双级辆固井扒两种痕不同雹的方园案施誉工，膀循环特阻力种虽然悄只相甚差2.锡2MP销a，但环说空阻匹力却元相差宪近10MP靠a，而但兵环空遵阻力蛮的回梯压全茄部作更用在墓产层后，也允是最终易漏招的部布位，霜因此酒采用木双级益固井暖比采座用尾桌管固符井施摊工更盘易压唱漏地坛层。采用倒尾管缸固井在再回酿接的病办法详固井袄成功汤率会锡更高好，且模回接密固井划时可店以适裂当降耗低井嫂浆密灰度，线有利纯于增问大水瓣泥浆疮与泥割浆的别密度挣差，顿提高必固井白质量貌由此浩看来抖采用图尾管爱固井桨再回顿接方赛案是就最佳嫩方案个即该井固井舱方案浙选择任为尾惧管固灯井再绍回接足方案舍。三、该井起技术慰难点蒸及技赴术措励施1、固图井技妇术难罚点2、重匙点技悬术措尖施技术毛难点1、由悦于钻巴进过唤程不莫断有息气侵窄和气骑涌，博因此亭固井既时应膝主要棚为防果气窜质，这斜是本役次固救井的失主要率难点某；2、钻彼进时点多次急发生旗井漏化，共饲计漏荷失约60闷0m3，封固皆段长凝，虽招然采逝用尾跨管施顶工降因低了厚环空释阻力轰，但悔环空羡阻力筹仍然损很大醋，固效井时杀有压喘漏的酒可能租；3、水陵泥浆茫候凝威时会申造成魄失重测，造述成天着然气端上窜疲；4、属述环空猾小间叠隙固锹井，笔流动鄙阻力谋大，嗓不但敞易发水生井酒漏且舞水泥视浆上畏返时蓄易砂种堵及庸脱水吼稠化散；5、由默于钻币遇盐谨膏层坏太多梨，钻粮井液题中大宝量Ca2+离子捉对水咐泥浆谷的污黄染严堂重，薪水泥择浆与祸钻井敬液的寄污染套实验宅在15理mi爷n就发蚂生凝捕固。6、固艘尾管带后回潮接必这须保谈证密适封。重点扣技术舟措施1、为校降低论下套访管回攻流阻姨力和方对地腿层的住回压蔽，下省套管瓦前适捕当降谦低钻灿井液责密度截，降其粘降灾切提吗高流然动性戏。2、配宅制低认密度筒泥浆份（1.编90望g/欢cm3）和加言重隔动离液纹（1.艰80下~1仿.9诱0g和/c决m3）作为盖冲洗揪液和解隔离灿液，筋提高胸顶替乖效率扣防止标水泥门浆污牲染。3、采亭用膨蚂胀剂搜防气避窜水鲁泥浆香体系器，防疮止水泻泥凝奖固过情程的工体积担收缩赛。4、在暗气层钞顶部赴的尾政管串肯中加之放管暂外封票隔器剩，避眼免候象凝期燥间气希窜和障气涌收以造吃成质暑量事耳故和其工程哄事故瓜。由谣于裸脏眼段颗间隙切太小漏，为稳防止惜下套醒管时烈刮坏品封隔嫁器，忆封隔才器下毫在9-购5/瓜8技术雀套管漏底部袍。重点锄技术继措施5、水暑泥上眨返至咸悬挂社器以累上10偶0米，绵确保染喇叭颠口处激封固罗质量最。6、尾受管固逼井后场，大后排量耀循环戴顶部敏泥浆便，增跃大环赚空回势压，脚提高是候凝抽质量算并防罩止气货窜