馬永星,王震宇,梁明喆,李國(guó)興
(西部鉆探國(guó)際鉆井公司,甘肅玉門735200)
雅布賴油層固井技術(shù)
馬永星*,王震宇,梁明喆,李國(guó)興
(西部鉆探國(guó)際鉆井公司,甘肅玉門735200)
雅布賴區(qū)塊是玉門油田一個(gè)外圍試采區(qū)塊,位于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗雅布賴鹽場(chǎng)周圍。目的層在中侏羅統(tǒng)新河組下段J2x1,和青土井組J2q,井型主要為直井。自2012年后,為滿足后期油層改造,該區(qū)塊油層固井要求全井封固。該區(qū)塊侏羅系地層,易剝落掉塊,井徑不規(guī)則,儲(chǔ)層承壓能力低。固井存在封固段長(zhǎng)、易漏、上下溫差大的難點(diǎn)。
易漏;低密高強(qiáng)水泥漿;固井;全井封固
油層固井質(zhì)量是制約油田勘探開發(fā)的瓶頸問題,為此開展了雅布賴低壓地層長(zhǎng)封固固井技術(shù)的研究,形成了一套適用在該區(qū)塊油層固井全井封固的配套技術(shù),包括雙凝水泥漿液柱設(shè)計(jì)研究、固井施工設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)選、大溫差水泥漿配方調(diào)配等。
雅布賴目前有2種常見結(jié)構(gòu),三層結(jié)構(gòu)為新河組J2x層厚,新河組J2x下部青土井組J2q有油氣顯示,2層結(jié)構(gòu)為淺井新河組J2x層較薄,新河組J2x下部青土井組J2q無顯示。雅布賴區(qū)塊儲(chǔ)層主要漏失層及深度分布在新河組下段J2x1,J2x1段易裂縫性漏失,低承壓能力的地層壓力梯度在1.05~1.10MPa/100m,從所取地層巖芯判別該區(qū)塊新河組J2x1下段砂巖與泥巖互層,程微裂縫縱橫發(fā)育,且發(fā)育較好。地層承壓能力較低,對(duì)水泥漿密度較為敏感,一旦發(fā)生漏失,固井質(zhì)量無法保證,且無良好的補(bǔ)救措施;侏羅系泥頁巖易水化,剝落掉塊嚴(yán)重,井徑不規(guī)則,存在“大肚子”井段。
在雅布賴區(qū)塊試采中,油層固井工藝上要求水泥全井封固,考到后期油層改造的套管抗內(nèi)壓要求,分級(jí)注水泥工序復(fù)雜及分級(jí)箍質(zhì)量問題,因此對(duì)雅布賴區(qū)塊油層固井要求采用一次性固井工藝技術(shù)。
低密度水泥漿是降低環(huán)空液柱壓力,封固承壓能力較低地層的主要措施,但普通低密度水泥漿的抗壓強(qiáng)度低,無法滿足油層固井封固質(zhì)量、射孔及油氣層改造的要求,再次基礎(chǔ)上應(yīng)用低密高強(qiáng)水泥漿體系,低密高強(qiáng)水泥漿體系雖然密度低,但該水泥漿體系強(qiáng)度高,不但可以滿足油氣層固井的要求,同時(shí)也降低了施工中環(huán)空液柱的靜液柱壓力,從而降低壓漏地層的風(fēng)險(xiǎn)。
3.1儲(chǔ)層水泥漿體系選擇
儲(chǔ)層采用低密高強(qiáng)水泥漿體系,該漿體密度低,但強(qiáng)度比普通低密水泥高,降低了環(huán)空靜液柱壓力,同時(shí)可保障雅布賴中侏羅系低壓易漏地層的封固質(zhì)量。
低密高強(qiáng)水泥漿是普通漂珠低密度水泥漿中,加入根據(jù)顆粒級(jí)配和緊密堆積理論研究的油井水泥增強(qiáng)劑PZW-A配制而成的,PZW-A能提高水泥石的抗壓強(qiáng)度,含有大量的硅質(zhì)材料,能夠產(chǎn)生凝硬性反應(yīng),提高水泥石顆粒之間的膠結(jié)進(jìn)一步提高低密水泥石強(qiáng)度。
3.2非儲(chǔ)層水泥漿體系選擇
非儲(chǔ)層段采用低密早強(qiáng)水泥漿封固,主要目的是降低環(huán)空液柱壓力,同時(shí)可滿足水泥漿返至地面后低溫環(huán)境下的早期強(qiáng)度發(fā)展,滿足非目的層填充段封固要求。
4.1儲(chǔ)層選用低密高強(qiáng)水泥
經(jīng)過室內(nèi)調(diào)配,調(diào)配了密度1.50~1.55g/cm3的低密高強(qiáng)水泥漿體系,體系具有較好的強(qiáng)度發(fā)展,配方性能滿足固井要求。
實(shí)驗(yàn)條件模擬井下壓力:65MPa,溫度:75℃調(diào)試儲(chǔ)層配方如下:
儲(chǔ)層配方1:葛G+25%漂珠+25%增強(qiáng)劑+2%降失水劑+2%早強(qiáng)劑+0.6%分散劑+膨脹劑;
儲(chǔ)層配方2:葛G+20漂珠+25%增強(qiáng)劑+2%降失水劑+2%早強(qiáng)劑+0.6%分散劑+膨脹劑。
4.2非儲(chǔ)層選用低密早強(qiáng)水泥
為了滿足單級(jí)全井封固中上部井段的低溫早期強(qiáng)度發(fā)展,調(diào)配了密度1.40~1.48g/cm3的低密填充段水泥漿體系,低溫早期強(qiáng)度發(fā)展較好。
實(shí)驗(yàn)條件模擬井下壓力:65MPa,溫度:75℃調(diào)試配方如下:
填充段配方1:葛G+28%漂珠+2%降失水劑+2%早強(qiáng)劑+0.4%分散劑+0.15%緩凝劑;
填充段配方2:葛G+20%漂珠+2%降失水劑+2%早強(qiáng)劑+0.4%分散劑+0.15%緩凝劑。
低密水泥漿體系在低溫條件下存在強(qiáng)度發(fā)展緩慢問題,在低密早強(qiáng)配方中引入2%TW600S早強(qiáng)劑,
配方如:葛G+(28-20)%漂珠+2%降失水劑+2%早強(qiáng)劑+0.4%分散劑+0.15%緩凝劑。該系列早強(qiáng)劑的應(yīng)用可以使雅布賴低密早強(qiáng)水泥漿在候凝12h后可以產(chǎn)生7.0~8.4MPa早期強(qiáng)度。
低密高強(qiáng)水泥漿隨著剪切速率提高,的剪切應(yīng)力提高,但提高幅度不大,剪切速率降低時(shí),剪切應(yīng)力降低幅度較慢。低密高強(qiáng)水泥漿該特性可降低頂替時(shí)循環(huán)壓耗,頂替時(shí)減小對(duì)井底的中侏羅系易漏地層的壓力,減小井漏風(fēng)險(xiǎn);在降排量碰壓或水泥漿上行遭遇大肚子井眼,低返速的水泥漿仍具有一定的壁面剪切力存在,保證了碰壓時(shí)或“大肚子”井眼內(nèi)的的頂替效率。
自雅布賴區(qū)塊投入開發(fā)至今累計(jì)完井固井11井次,其中4口井完井為2012年后低密單級(jí)一次上返封固。合格率100%,優(yōu)質(zhì)率75%。
以雅探5井為例,該井是雅布賴盆地薩爾臺(tái)凹陷小湖次凹馬崗構(gòu)造的一口探井,井型為直井。
基本數(shù)據(jù):
?311 mm×506m/?244.5mm×505.85m;
?216 mm×2420m/?139.7mm×2412.05m。
管串結(jié)構(gòu):浮鞋+套管×2+浮箍+套管+浮箍+套管串。
該井完鉆泥漿密度1.20g/cm3,粘度76s,儲(chǔ)層鉆進(jìn)中鉆井液全程加隨鉆堵漏劑提高井眼承壓能力。該井由于泥頁巖易水化,剝落掉塊嚴(yán)重,井徑不規(guī)則剝落掉塊嚴(yán)重,在1100~1300m及儲(chǔ)層段2250~2400m存在大肚子井眼,平均井徑273.7mm,環(huán)容48.1L/m,擴(kuò)大率26.7%。
該井采用單級(jí)全井封固,封固段較長(zhǎng),采用低密早強(qiáng)+低密高強(qiáng)雙凝水泥漿體系全井封固,稠化曲線直角走勢(shì),兩段漿體30~100Bc過渡時(shí)間短,具有較好的防竄性。固井施工完畢候凝48h后經(jīng)聲幅檢測(cè)固井質(zhì)量為全井優(yōu)質(zhì)。
[1] 肖華,等.低密高強(qiáng)水泥漿固井技術(shù)在吐哈油田的應(yīng)用推廣[J].鉆井液與完井液,2008,2(3):27-29.
[2]郭小陽,等.提高復(fù)雜井固井質(zhì)量的關(guān)鍵因素探討[J].鉆井液與完井液,2005(22):53-58.
TE256
B
1004-5716(2016)11-0054-02
2015-12-08
2016-01-19
馬永星(1983-),男(漢族),黑龍江漠河人,工程師,現(xiàn)從事固井技術(shù)服務(wù)工作。