提高技术套管与生产套管固井

提高技术套管与生产套管

固井质量的对策中石化中原石油工程公司二〇一六年七月引言

涪陵二期产建于今年年初正式启动，目前主要开发平桥和江东两个区块。

如何进一步提高页岩气井的固井质量，最大限度的减少套管环空带压现象的发生是涪陵页岩气田二期产建的当前重要任务之一。结论与建议

面临的主要技术难题汇报内容提高固井质量的主要对策一、面临的主要技术难题（一）、技术套管固井优良率低

采用φ311.2mm钻头钻至井深2200-3500m，下入φ244.5mm套管。其中二叠系长兴组、茅口组、栖霞组存在浅层气，韩家店组恶性漏失，志留系坍塌压力和漏失压力差值小，井壁易失稳。钻井采用强钻，不进行堵漏，强行下套管，固井前大部分井不能建立循环。

固井采用正注反挤工艺，该工艺能实现“穿鞋带帽”，仅能满足下步开钻需求，但不能实现水泥环有效对接，而且反挤井段由于冲洗不彻底，导致第二界面固井质量较差，固井优良率不足40%。（二）、环空带压情况严重

目前焦石坝工区所施工井截止2016年7月13日，在统计的222口井中环空带压率达78.83%。一、面临的主要技术难题环空带压原因分析1、技术套管水泥环完整差截止目前共施工99口井，采用正注反挤井有88口井，共占88.9%，但仅有两口井实现了对接，其余均有段空，最大空段长达800m2、大型压裂对水泥环的破坏焦石坝最高压裂压力达110MPa，对水泥环产生微间隙，导致气窜3、套管扣型技术套管采用长圆，气密封能力差4、套管头套管头密封件损坏或套管耐压等级低一、面临的主要技术难题结论与建议

面临的主要技术难题汇报内容提高固井质量的主要对策二、提高固井质量的主要对策（1）钻井发生漏失时，须有效堵漏，提高地层承压能力，为正常固井提供良好的井眼条件；（2）针对压力窗口窄的井可采用双级固井工艺；（3）采用密度低、强度相对高、粘度高、清洗泥饼效果好，密封完整性好弹塑性好，压裂不易失效，可压缩性强（膨胀可有效填补大井眼，维持液柱压力）的泡沫水泥浆；（4）全井应用高强低密度密度韧性水泥浆体系，防止井漏；

（一）、提高技术套管固井质量二、提高固井质量的主要对策

高强低密度密度韧性水泥浆体系上下密度差0.03/cm3ρ1.21

ρ1.19

ρ1.20

ρ1.22

沉降稳定性试验抗压强度：1.20g/cm3：11.59MPa/80℃,21MPa,48h1.30g/cm3：8.48MPa/50℃,21MPa,24h1.35g/cm3：14.3MPa/50℃,21MPa,24h全井1.30~1.40g/cm3水泥浆在东北龙凤山区块应用8口井，合格率100%，优良率75%。二、提高固井质量的主要对策（4）采用占环空段长600m的水基冲洗液对环空进行有效冲洗。（5）应用泥饼固化技术。（6）确定合适的技术套管的尾浆的返高，最大限度的防止技术套管外水泥环受到大型压裂的影响，尾浆的返高根据地层漏失压力、浅层气的位置及三开时A点与技套鞋之间的距离确定合适的尾浆封固段长。二、提高固井质量的主要对策（一）、提高技术套管固井质量采用中原自主的冲洗效率评价装置进行冲洗效率评价（二）、提高冲洗效率防漏冲洗隔离液技术优化二、提高固井质量的主要对策防漏冲洗隔离液技术优化生产套管固井工艺技术优化二、提高固井质量的主要对策（三）、降低套管带压率1、自主水泥浆体系应用取得初步成效

2015年7月底对焦石坝工区应用自主研制的弹韧性水泥浆，主要特点是水泥石具有良好的弹性、韧性、强度以及具有自修复等特性，分段压裂及后期开发过程中水泥环仍有一定的密封能力，现已将环空带压率降至至54.55%，下降了24.28%未加弹性材料的水泥石加有弹性材料的水泥石水泥石弹性模量测试水泥石抗折强度测试

水泥石弹性模量降低了33.1%

水泥石抗折强度提高50%以上二、提高固井质量的主要对策二、提高固井质量的主要对策2、液硅防窜水泥浆体系

纳米液硅是通过特殊的处理工艺，将活性二氧化硅与水混合形成的悬浊液，比表面积可达21m2/g，特点：①具有较好的表面活性，加入水泥浆中可降低析水，②纳米级颗粒加入可填充于水泥颗粒之间，提高水泥胶结强度，③防气窜性能极好，④应用温度可达204℃二、提高固井质量的主要对策

液硅防窜水泥浆体系在新疆顺南工区顺南6井和顺南7井中应用，已取得良好效果二、提高固井质量的主要对策顺南工区液硅防窜水韧性泥浆体系3、固井工艺技术优化

针对出现的水平段多段漏失情况，采用静态承压、冲洗堵漏、静态压稳、动态平衡的固井工艺，保证了水泥浆的返高和固井质量

①最大限度提高地层承压能力，并在通井时采用环空返速1.0～1.5m/s的循环排量考验井壁，为固井施工创造坚实井眼

②根据实测承压参数，调整环空浆柱结构，实现施工结束后环空静态压稳

③根据井眼情况，降低先导浆、冲洗隔离液的密度，降低静液柱压力，保证水泥浆的返高

④在冲洗前置液中加入纤维和超细碳酸钙，在水泥浆中使用防漏纤维，提高入井浆体的预堵漏能力。二、提高固井质量的主要对策

⑤根据环空液柱压力，分段设计固井施工注替排量，在水泥浆上返至垂直井段前，使用大排量泵注，可以显著提高冲洗隔离液的冲洗效率，通过增大循环摩阻方式增加垂直井段的液柱压力，实现低密度前置液在固井施工过程中对地层的动态平衡；在水泥浆上返进入垂直井段后，降低施工排量，减少循环摩阻，降低漏失风险，增加水泥浆返高，实现下部井段的有效封固。

⑥根据水泥浆的静胶凝强度发展规律，逐步进行环空加回压，通过环空持续补压保障水泥浆在失重过程中对下部地层的持续压稳。二、提高固井质量的主要对策3、固井工艺技术优化结论与建议

面临的主要技术难题汇报内容提高固井质量的主要对策三、结论与建议（1）加大涪陵工区页岩气固井的投入是保证后期安全高效开发的保证（2）良好的井眼条件是水泥环完整性的保障（3）泡沫水泥浆与高强低密度密度韧性水泥浆能降低液柱压力，防止井漏（4）液硅防窜韧性水泥浆能有效防止气窜，提高固井质