《热采井固井技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热采井固井技术（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、吉林油田浅层热采井固井技术吉林油田浅层热采井固井技术冷 雪 冯水山 刘春雨 周文彬 黄鸣宇大庆钻探集团钻井生产技术服务二公司摘要：摘要：吉林油田扶余地区、长春岭地区具有较丰富的浅层稠油藏， 2007 年和 2008 年吉林油田开始对这两个区块的稠油藏进行初步的布署开发。本文详细论述了浅层热采井固井的主要技术难题，提出了解决方案，通过室内试验研究了性能优良的适合浅层热采井固井和开采要求的低温高强水泥浆体系，现场应用后形成了优良的水泥浆性能、完善的固井前准备、合理的固井施工工艺于一体的浅层热采井固井综合技术， 逐步探索和优选出适合该区的高效开发方式和做法，为下一步油藏评价和有效动用开发提供技术支持
2、。 关键词：关键词：浅层热采井 固井质量 低温高强水泥浆 前言长春岭地区和扶余地区油层埋深浅（330-500 米） ，地层胶结较为疏松，该地区存在较丰富的稠油藏。由于稠油流动阻力大，大多采用热力降粘的方式开采，主要是用注蒸汽热采的方法。注蒸汽热采一般为蒸汽吞吐，后期转为蒸汽驱的方法，因此热采稠油井的固井水泥浆必须适应和满足蒸汽吞吐和蒸汽驱开采方式的要求。由于存在热采井的低温固井（22-30）与高温开采（高于 270 ）的特点，对固井水泥浆体系和固井施工提出了更高要求，因此浅层热采井的开发技术是我们必须重视和攻克的一项重要的应用固井技术。2007 年以长春岭地区进行先导性试验，研究了以低温高强水
3、泥浆为主的配套技术并应用于现场，在先导试验效果良好的情况下，在扶余和长春岭开始大规模开发，固井合格率达到了 100%，优质率 80%以上，水泥浆体系高温强度满足后期开发要求，为推动浅层稠油藏的经济高效开发积累了丰富的经验。长春岭区域构造位置位于松辽盆地南部东南隆起区长春岭背斜带南端，开发目的层为泉四段扶余油层。泉四段储层岩性主要为粉砂岩，细砂岩次之。储层物性条件较好，孔隙度一般为 12.5-33.2%，平均孔隙度 26.81%，渗透率一般为 7.0-1666.710-3m2，平均渗透率 401.910-3m2。该区油藏埋藏浅，埋深一般在 210350m，地层压力低，一般在2.3MPa 以下，地
4、层温度偏低，油层温度 22左右。表表 1 1 长春岭地区油藏简介长春岭地区油藏简介区 块长春岭地区区域构造松辽盆地南部东南隆起区长春岭背斜带南端开发层位泉四段孔隙度26.81%渗透率401.910-3m2原油粘度21.673.0mPa.s（50） 103.0mPa.s（20）油藏埋深210350m开采方式蒸气吞吐油层温度22-281 固井技术难点热力采油是目前稠油开采的主要方式，但采用这种方式采油对于完井工作提出了更高的要求，具有较大的难度。1 11 1 水泥浆低返现象严重水泥浆低返现象严重热采井固井水泥浆总是要求返到地面，从而有效地保护套管，延长稠油热采井的使用寿命。但长春岭和扶余地区属于胶
5、结疏松的地层，固井时极易发生漏失低返；同时由于原有的低温速凝水泥浆体系失水量较大，造成候凝过程中的微渗漏，也易形成水泥浆低返。1 12 2 水泥浆体系抗高温性能差水泥浆体系抗高温性能差浅层热采井固井既要满足在低温条件下迅速凝固，防止油气水窜槽，保证固井质量；又要满足在高温条件下开采水泥石强度不衰退和渗透率不增大，防止出现井口窜汽现象。 2 技术关键针对浅层稠油热采井，固井的技术关键为：2.1 针对稠油热采井固井，合理选择耐高温水泥浆体系。2.2 针对稠油油藏埋藏浅，地层疏松特点，合理选择水泥浆体系和施工方法及施工方式，防止疏松地层漏失，保证水泥返出地面。2.3 套管柱采用同提拉预应力及安装热应
6、力补偿装置，减少套管损坏。其中关键技术是研究筛选热采井用的水泥浆体系。其中水泥石强度、渗透率满足高温注蒸汽的要求。水泥浆性能需要在破裂压力较低的疏松地层保证水泥返至地面。通过采取措施使静止侯凝期间水泥浆不下沉，保证水泥与套管、水泥与地层之间胶结良好，提高固井质量，延长油井开采寿命。3 采取的技术措施重点以水泥浆体系为主进行研究，稠油热采井固井，设计耐高温油井水泥配置的水泥浆返到地面，3.1 采用全井 G 级嘉华水泥，通过加石英砂提高抗高温强度，通过加入耐高温增强材料提高高温下水泥浆的稳定性和强度，保证水泥石的耐高温性能。3.2 应用降失水剂降低水泥浆体系的失水量，把水泥浆的失水量控制在 150
7、 毫升以内，这对于防止水泥浆在侯凝过程中由于失水而导致低返将起到至关重要的作用。3.3 应用 NCD 速凝早强药水，保证低温下的水泥浆性能。配置的水泥浆体系除具有良好的流动性，低失水等性能外，要求水泥浆的侯凝时间缩短到 10-20 分钟，使水泥浆的凝结过程中失水时间得到有效控制，即在固井结束后 10-20 分钟内水泥浆迅速凝结，形成强度，减少失水时间，即能保证固井质量，又能保证返高。微膨胀早强性能增大套管与井壁之间的连接力，使水泥石强度增加并防止形成微间隙，延长油井的使用寿命。3.4 套管柱采用同提拉预应力及安装热应力补偿装置，减少套管损坏。3.5 研究和改进固井技术措施，调整固井施工参数，合
8、理控制施工排量，保证井壁的稳定性，防止井漏造成低返。4 室内研究针对长春岭油田的油藏特性，优选出能在低温度（22-30左右）条件下实施固井的水泥浆体系和在高温条件下开采的水泥石性能，防止蒸汽吞吐时的层间窜和井间窜，影响吸汽效率。4.14.1 技术指标：技术指标：流动度：230mm密度：1.87-1.95g/cm3初凝时间：30-50min 终凝时间：10min稠化时间：30-50min（20-50BC）10min（50-100BC）水泥石低温抗压强度10MPa，270抗压强度14MPa4.24.2 室内实验室内实验G 嘉华水泥+20%石英砂+10%BWS（增强材料）应用 NCD 早强速凝药水配
9、制：表 2 低温高强水泥浆体系性能数据表NCD 加量%抗压强度 Mpa BWS%石英砂%NCD降水灰比流动度mm密度g/cm3温度初凝时间min终凝时间min失水量Ml270102020.60.15 0.422401.9222336 810.118.2102020.50.150.422401.92223871010.618.8102020.30.150.422401.92304081014.519.1102020.20.150.422401.9230457615.318.7从表 2 数据可以看出，体系的流动性适合固井施工要求，能够提高顶替效率，为水泥浆与井壁的良好胶结提供条件，同时体系的凝结时
10、间缩短、抗压强度高、水泥石韧性增强，可以实现施工结束后的快速凝结、短过渡和胶结良好，水泥浆的失水量控制在 50 毫升以内，这对于防止水泥浆在侯凝过程中由于失水而导致低返及保证水泥浆性能将起到至关重要的作用，抗高温强度大于 14MPa，满足后期热采要求。表 3 列出了表 2 中的水泥浆膨胀率数据。表表 3 3 水泥浆体系的膨胀率水泥浆体系的膨胀率-2-1012345672d3d7d天数膨胀率低温水泥浆1低温水泥浆2原浆图图 1 低温高强水泥浆膨胀率曲线低温高强水泥浆膨胀率曲线表 3 的数据可以看出，水泥浆稠化时间满足固井施工后快速凝结的要求，同时稠化曲线呈直角效应。从图 1 的膨胀率变化曲线可以
11、看出，该低温高强水泥浆随养护天数增加，膨胀率增加，而原浆随养护天数增加，体积收缩。可见，该体系可以弥补水泥石凝固产生的体积收缩。增加套管与井壁之间的连接力，使水泥石强度增加，抗高温性能增强，有利于提高固井质量和保证后续采油作业的顺利进行。5 现场试验在室内试验取得良好性能的基础上，将低温高强水泥浆应用到了长春岭和扶余地区，同时科学使用热力补偿器以及合理设计施工参数，严格规范现场施工，通过应用证明现场的水泥浆性能满足固井施工要求并与室内配方相符合，固井质量良好，固井水泥浆全部一次返到地面。 5.15.1 固井质量固井质量根据上面的研究结果，经过现场应用和改进，取得了良好的效果。2007 年和 2
12、008 年在长春岭和扶余地区共开发了 174 口浅层热采井，固井合格率达到了 100%，优质率达到了80 以上，具体数据见表 3。表 4 浅层热采井固井质量统计表时间固井口数合格率%优质率%地区2008 年12110080.99扶余2007 年4010090长春岭2008 年1310084.61长春岭流动度密度膨胀率%序号体系水灰比mmg/cm3稠化时间条件2d3d7d1低温水泥浆 10.422401.9243221.71.73.42低温水泥浆 20.422351.9250301.83.66.53原浆0.422201.92235221.62.8-1.25.25.2 现场施工现场施工5.2.1
13、固井施工前，钻井队要大排量循环钻井液 2 周，并按设计要求调整钻井液性能。5.2.2 具备固井施工条件后，固井队严格按照固井施工设计设计要求进行固井施工，保证固井施工连续顺畅。5.2.3 注入前置液 2m，排量为 0.9 m/min。5.2.4 注入首浆 10 m，注入尾浆 6.5 m，排量为 0.9 m/min。5.2.5 压塞、替量，替入 6 m清水，排量为 1.2 m/min。5.2.6 碰压后，敞压候凝。6 结论6.1 通过加石英砂和增强材料低温高强水泥浆体系高温下强度达到了 14MPa 以上， 保证了水泥石的耐高温性能，可以满足热采要求。6.2 应用降失水剂降低了水泥浆体系的失水量，
14、把水泥浆的失水量控制在 150 毫升以内，这对于防止水泥浆在侯凝过程中由于失水而导致低返将起到至关重要的作用，保证了水泥浆一次性返到地面。6.3 应用 NCD 速凝早强微膨胀药水，除具有良好的流动性，低失水等性能外，侯凝时间缩短，快速形成强度，即保证了固井质量，又能保证返高。 延长油井的使用寿命。参考文献：参考文献：1.钻井手册（甲方） 编写组，钻井手册（甲方）上册，北京：石油工业出版社，2.刘崇健、黄柏宗、徐同台、刘孝良等编者，油气井注水泥理论与应用，石油工业出版社 作者简介：冷雪，1996 年毕业于承德石油专科学校，油田应用化学专业，工程师，现在大庆钻探集团公司钻井生产技术服务二公司工作。电话：0438 6223239
