东营北带深层固井技术探索与实际

1、东营北带深层固井技术探索与实际                        摘要:在胜利油田勘探开发深层砂砾岩、滩坝砂及复杂油气藏过程中,由于可借鉴资料少,出现了一些新的难题,对固井技术提出了新挑战,主要集中体现在东营北带的钻井、完井固井作业中。当前前固井技术还跟不上钻井技术的发展,固井工艺及其配套技术和经验相对缺乏,在特殊特殊工具附件管理和检验方面还存在

2、缺陷,导致了部分探井固井质量差,甚至发生了事故。为此,在区域勘探开发的过程中,不断进行分析探索,并且开发出一套适合该区域地层特征的固井施工工艺技术措施,有效地解决了现场固井问题,提高了该地区的固井质量。 关键词:深层砂砾岩, 东营北带,固井质量, 技术措施 东营北带指东营洼陷北侧的斜坡带,东至永安,西至利津。东营凹陷北部陡坡带具有很大的资源潜力,随着近十年三维地震资料的大量使用、地质认识程度的不断深化以及新技术的不断应用,油气勘探进入以砂砾岩扇体岩性油气藏为主要目标的阶段,其中沙河街组地层自下而上分为沙四段、沙三段、沙二段和沙一段。沙三段是东营凹陷古近纪湖盆主要断陷期,也是湖盆的最大扩张期,发

3、育巨厚的砂泥岩互层沉积。永安镇油田位于东营凹陷东北部,沙三段上亚段(简称沙三上)沙二段下亚段(简称沙二下)时期构造稳定沉降,全区沉积物主要来自于北部陈家庄凸起和东部青坨子凸起。该地区井深大都在4000米-5600米之间,0-2500米为平原组至沙三中地层,结构平缓;沙四段地层有不确定的高压层,盐膏层,砂砾岩集中段,底部为前震旦潜山,地层倾角为5-25度。 1、主要固井难题 (1)该区域地层复杂,盐岩、大段盐膏、高压层并存,压力系数在1.60-1.90不等;井筒内常压高压交替,压力系统复杂(如图1所示),给固井设计中的压力预测带来困难。 (2)东营北带地层埋藏深,井深4000米5760米,同一井

4、筒内存在多套压力层系;涌漏并存,2007年5口井全部发生了井涌、井漏。 (3)该区域地层倾角大,防斜难度大,井身质量差,糖葫芦井眼、扩大率大、井眼轨迹不好。 (4)钻井周期长,复杂情况多;地层倾角变化大,套管难以居中,固井质量难以保证例如:丰深区块、盐家、利津等区块。 (5)井底温度高(143193度),水泥浆体系温度适应范围达不到温差变化较大的要求,高低温差胶结程度差异大,造成长裸眼井固井质量难以保证。 (6)盐膏层以下为砂砾岩集中段,砂砾岩集中段承压能力不确定,承压能力相差较大。 2、开发初期的固井质量分析 东营北带深部地层开发初期,由于缺乏可参考的地质资料现场经验,给钻井工程和固井工程提

5、出了新的技术调整,第一轮开发的的几口井,如丰深1井,盐222,丰深10井等,由于钻井技术和地质资料的滞后,给固井作业造成很大难题,如井身质量,复杂的井内情况等等,最初开发的几口井,固井质量较差,如丰深5,盐222,丰深10井固井质量不合格,以丰深10井为例,该井部分测井曲线,3610-3700m存在高压油气层,3610-3700m井径规则,固井质量不合格,该井下完油套循环期间发生井漏;静止堵漏后,固井碰压未成功,造成整个油层套管扫水泥塞,影响了固井质量。 盐222井3900-4060m以砂、砾岩为主,油气显示活跃;油层套管第二次测井;3900-4060m井径规则,固井质量不合格。如图2该井地层

6、剖面情况,由图可知,该井地层倾斜角大,井眼轨迹难以控制,套管具中度差,为固井作业埋下了隐患。 3、主要技术措施 (1)东营北带埋藏深,井身结构复杂,根据实际的井况、完井方式,选择适当的的固井工艺,如尾管筛管顶部注水泥工艺;旋转尾管固井工艺;分级注水泥特殊工艺。 (2)选用性能优良、抗高温的井下工具附件(160),如管外封隔、分级箍、悬挂器。套管外封隔器要进行耐温和侧向耐压试验。结合管外液柱压力确定封隔器的侧向耐压值。 (3)在井径扩大率较大井段采用加放套管旋流器,间隔距离46米,要用卡箍固定位置。保证有效顶替和置换。      

7、60;                      (4)针对井身质量差的情况,合理下入套管扶正器改变套管偏心问题。研究表明,套管居中度要达到67%以上,才能获得良好的顶替效率。另外,套管扶正器使套管柱与井壁产生更多的点接触,减少了面接触,相对减小了下套管摩阻。 (5)调整优化水泥浆体系性能,水泥浆性能除了满足低失水、低收缩、短过渡时间,高的早强度外,还需要满足抗盐、抗地层水污染性能;同时

8、要进行抗压、抗折以及胶结强度试验。另外,体系的抗高温稳定性以及水泥石的塑性都有较高要求,避免因为射孔而产生裂缝影响油气井寿命。漏失层位采用纤维。 (6)针对地层倾角大、动力钻具纠斜出现拐点和狗腿的情况,要做好通井工作,防止套管遇阻遇卡。大排量洗井,清除沉砂,保证井眼畅通。 丰深5井,盐222,丰深10井钻井和固井作业失败后,通过研究分析,开发了配套工艺技术,并且通过了科学论证,在之后开发的几口井中收到了良好的效果,如丰深2、3井固井质量合格,丰深6井一界面固井质量优质,二界面固井合格。永928侧固井质量合格。以丰深6井为例详述上述技术措施的应用情况。 4、认识与建议 (1)实际固井设计和作业中

9、,要全面考虑井眼的各种复杂条件,结合该地区实际情况,开发研究、配套相应的固井工艺技术;有选择性、针对性地综合利用各种技术措施,以达到提高固井质量的目的。 (2)采用双凝双密度抗高温防气窜水泥浆体系,主力气层段采用常规密度胶乳防气窜水泥浆体系封固,防止气窜;气层以上采用低密度非渗透防气窜水泥浆体系,降低环空液柱压力,防止漏失。 (3)要根据完井固井工艺的具体要求正确选择特殊工具的类型,工具的可靠性是保证特殊工艺成功的关键。 (4)复杂地层的完井固井技术必须是工艺、工具、水泥浆体系的综合配套应用。 (5)应根据每口井的实际情况,研究具有针对性的工艺技术措施,才能最大限度的保护油气层,提高采收率。 (4)随着钻井工艺的改进和固井质量标准的提高,高温深油藏井开采越来越多,水泥浆体系也必须相应作出调整,解决井底高温、高压、第二界面封隔质量要求严等诸多新的问题,以保证固井质量的稳定和提高。 (6)优选的前置液需要具有良好的抗盐性能,冲洗能力。隔离液能够加重和具有良好的清洗隔离能力,并在高温条件下保持稳定。 参考文献 1 张宏军 张伟等 复杂地层多套压力层系完井固井新工艺J石油钻探技术 2004 3