陳顯學(xué)(遼河油田儲氣庫公司,遼寧 盤錦 124000)
通過雷61儲氣庫第一井的施工及質(zhì)量情況,總結(jié)施工經(jīng)驗,主要固井技術(shù)措施如下:
單、雙螺扶通井,在阻卡井段進行短起下,保障井眼暢通,通井到底后打稠塞,增加封閉漿的用量,提升攜屑能力。保障固井前的鉆井液屈服值<5MPa,塑性粘度10~30mPa·s,砂巖井段電阻率較大,滲透性強,嚴格控制鉆井液失水,降低形成的泥餅厚度。
優(yōu)選彈性整體扶正器、剛性滾輪扶正器,結(jié)合實際測量井徑及井斜,在蓋層頂部以上井斜>20°井段,采用剛彈交替布放方式,每根加放一只,提升套管的居中度,同時在“大肚子”井段底部加放旋流發(fā)生器,改善流體的流態(tài),提高頂替效率。
上部井眼不規(guī)則,擴大率達40%以上,導(dǎo)致水泥過該井段時,與無法驅(qū)替出去的泥漿混竄,影響固井質(zhì)量。針對該情況,在后續(xù)的施工中,合理設(shè)計沖洗液、隔離液的性能及用量,與鉆井液、水泥漿形成更好的密度梯度與流變梯度,同時做好施工模擬,隔離液過該井段時,適當加大頂替排量,更多的將”大肚子“井段的泥漿驅(qū)替,減少與后續(xù)上返的水泥漿接觸,提升蓋層上部井段固井質(zhì)量。
結(jié)合定向井完井固井需求,開展了尾管承壓、尾管懸掛器、施工工藝的研究,優(yōu)選性能可靠的尾管懸掛器及其配套附件,內(nèi)嵌式的設(shè)計,不受扣型限制,形成了針對儲氣庫定向井完井需求的尾管及回接固井工藝。同時針對雷61儲氣庫目的層破裂壓力低,承壓時間長,承壓效果差,根據(jù)第一口井雷61-6井的施工情況,在尾管碰壓后,直接起鉆,不沖洗喇叭口,避免循環(huán)產(chǎn)生的激動壓力傳遞至侯凝期間的水泥漿,通過軟件分析對比,各施工階段的井底ECD,形成了改進版的“尾管+回接”固井工藝,成功解決了定向井完井固井水泥低返問題,大幅度縮短了定向井的建井周期,同時有效提升了尾管段的固井質(zhì)量,保障了生產(chǎn)套管的全井段封固,進行一步提高了井筒的完整性。
結(jié)合水平井完井固井需求,開展了液壓封隔器、分級箍等工具、水泥漿體系、施工工藝的研究,形成了針對儲氣庫水平井完井需求的半程固井工藝?!鞍氤坦叹に嚒惫艽Y(jié)構(gòu):旋轉(zhuǎn)引鞋+168.3mm篩管串+168.3mm×177.8mm變徑短節(jié)+177.8mm套管1根+177.8mm遇油遇水膨脹封隔器+177.8mm套管1根+177.8mm遇油遇水膨脹封隔器+177.8mm套管1根+177.8mm盲板+177.8mm套管1根+177.8mm液壓式管外封隔器+177.8mm套管1根+177.8mm液壓式管外封隔器+177.8mm套管1根+分級注水泥器+177.8mm套管串。將遇油膨脹封隔器要求放置在泥巖段,用于防止泥巖坍塌,優(yōu)選性能可靠的液壓式管外封隔器安放在技術(shù)套管內(nèi),可承托35MPa以上的液柱壓力,保障封隔效果,通過分級箍實現(xiàn)上部177.8mm套管段固井,合理匹配各工具間的工作壓力,保障了兩層套管間水泥的有效封固。
針對水平井完井存在漏失的情況,下套管前對漏失風(fēng)險進行全面分析,制定對應(yīng)措施,規(guī)避下套風(fēng)險,通過封隔器試坐封,進行環(huán)空反排,確定環(huán)空液面高度,形成了創(chuàng)新版的半程固井工藝,解決了水平井完井固井的漏失難題。
采用堵漏隔離液,應(yīng)用新型納米堵漏技術(shù),添加的納米極性膠團在井下壓差作用下形成致密的防漏膜,有效解決固井過程中的漏失情況,在密度與流變性能設(shè)計上,與鉆井液、水泥漿形成密度梯度、流變梯度,提高固井頂替效率。在使用長度的設(shè)計上,隔離液使用長度為500m,增加隔離液與井壁的接觸時間,提升堵漏性能,保障清洗效果。同時隔離液中的納米堵漏成份不會影響儲層滲透性,避免堵漏材料對儲氣庫后期注采產(chǎn)生影響。
為滿足儲氣庫多輪注采對固井水泥石的要求,提升井筒質(zhì)量完整性,保障水泥石的全生命周期,研發(fā)了新型的韌性防竄水泥漿體系(見表1,水泥漿密度為1.85~190g/cm3)。同時針對埋藏淺、溫度低的侯凝環(huán)境,加入了低溫早強添加劑,有效提升了水泥石在低溫環(huán)境中的性能(見表2)。水泥漿體系的靜膠凝時間(見圖1)、水泥石的三軸應(yīng)力(見圖2、圖3)滿足儲氣庫對韌性水泥的要求。
表1 韌性防竄水泥漿配方
表2 韌性防竄水泥漿性能
圖1 靜膠凝曲線
圖2 三軸曲線-應(yīng)力-應(yīng)變1曲線
圖3 三軸曲線-應(yīng)力-應(yīng)變2曲線
通過以上措施的實施,雷61儲氣庫固井質(zhì)量得到了全面保障,10口注采井技術(shù)套管固井質(zhì)量平均合格率89.14%,產(chǎn)層套管平均合格率98.1%,蓋層段連續(xù)優(yōu)質(zhì)段長平均136m,為雷61儲氣庫后續(xù)多輪次注采提供的強有力的保障。