鄂北气田近平衡压力固井技术研究

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1、鄂北气田近平衡压力固井技术研究魏周胜周兵李波(长庆T.程院尚井所)【I商要】本研究针对鄂北气囝属于低压、低渗、致密气田的地质特征，进行了地层特性、水质及发生气侵、气窜各秤因素分析，以及过去沿用的水泥浆体系，固井工艺技术措施，部分井漏失等特点的综合研究，形成了鄂北气田现场固井用水泥浆体系及现场固井压力设计、注替过程中的压力控制技术，包括从水泥浆在顶替过程中的压力预测到气层段水泥浆的压稳计算，设计出了固井水泥浆各封固段的长度及密度值，形成了一整套鄂北气田气井固井水泥浆体系设计及现场施工程序设计。在2003〜2005年100多口井的施工中，未发生一口井漏失，固井质量大幅度提高，合袼率100%，声幅

2、测井优质率大于95%。【关键i司】低压低渗气田近平衡固井压力控制防气侵水泥浆体系1鄂北地质状况及现场分析1.1鄂北地质特征鄂北气田主要n的层段岩性主要为泥岩、煤层、中一粗砂岩互层砂砾岩、砾岩与泥岩互层。孔隙度平均8.18%〜9.50%，渗透率平均0.575mD〜1.357mD。1.2地层压力鄂北气田储层属于低压沙岩气藏。平均为0.0090MPa/m。在鄂北气田固井计算时，地层空隙压力梯度考虑到现场施工的安全性，应取0.0112MPa/m为准。通过压裂数据的推算，储层段破压梯度在0.155〜0.198MPa/10m之间；因此，设计时每口井破压梯度应以0.16MPa/10m计算。1.3气藏温度特

3、征鄂北气田气藏温度在81〜92°C之间，平均86.5°C。通过多口井固井总结，将井内循环温度设定在65〜7(TC,以此为依据来测定与设计水泥浆体系性能。1.4气层段含状况水及水质分析试采表明，盒2+3气藏不产水；山1、山2和太2气藏均产少量水，由此得出鄂北气田目的层为“干气层”，且气层含水对固井影响很小。1.5现场固井主要存在的问题及分析通过对现场固并工作的分析，认识到该区块固并工作的主要问题是：(1)产层的上半区段普遍存在气侵窜现象，特别是打开下古气层的气井；从鄂北气田近儿年同井质量分析，无论在双级固井中，或一次注水泥作业中，由于采用的注水泥固井工艺技术不当，固井中易发生井漏现象，使得气层

4、压穏措施失效，气井固井质量难于保证；(2)用于封固目的层的水泥漿体系性能存在着一定的缺陷，对水泥浆极易发生气侵、气窜的特性认识与研究不够，直接影响了气田固井质量；(3)现场固井缺乏压力设计及计算，入井水泥浆量设计毫无理论根据，顶替屮盲目追求紊流流态，造成固井过程易发生井漏，造成现场固井失败。从鄂北现场固井情况分析，保证气H固井质量，应从三方面去研究，一是适合鄂北气田固井用防气窜水泥浆体系：二是固井时入井水泥浆液柱压力的计算，保证压稳气层各不压漏地层：三是现场固井过程中的顶替方式设计，保证现场固井顺利施工。2防窜水泥浆体系的研制2.1防窜水泥浆体系针对鄂北气田地质特性，我们研宂防窜水泥浆体系主

5、要从水泥浆体系的降失水能力、水泥浆体系的凝结特性、水泥浆体系的流动性能、现场水泥浆的混配性能入手，进行了一系列的室内研宄及现场试验。形成了适合鄂北气田固井用低失水常规密度防侵水泥浆体系，实验性能见表和阁1。^00—1SO—1SOPOO—1QO—160―140—20—20—Timn

6、2防气窜性能测试结果图由图2可清晰的显示岀该配方在临界时间点后无明显的气窜现象发生（窜速流量：2.5mL/min）,从上述两个试验评价得出，所设计的水泥浆体系具备一定的抗窜性能。2.1.2封固气层段水泥浆的防窜能力测试及分析2.1.3封固气层段水泥浆体系静胶凝强度测试（见图3）800湖6005004003002001000,T70002040200-p-l-l4p.rt4lJ4-4030208044.44.6040wafer2000806011J6O3B1Ez50I.402050图3静胶凝强度测试该配力*70°C/30MPa/30min下的稠化吋间力：65min通过静胶凝强度检测，可获得封固

7、产层浆体液柱从静态开始后的胶凝强度和水泥石强度，当胶凝强度为197.14Pa时其临界吋间为静态开始后的38min，从38min至水泥石强度发展为IMPa吋需118min,根据此数据，参照理论计算来进行上部封固段水泥浆稠化时间确定及固井液柱压力防气窜设计。2.2鄂北气田固井用低密度水泥浆体系根据上述的尾浆性能，通过分析鄂北气m地质特性，确定了漂珠低密度水泥浆的主要性能指标如下：适用条件：60〜80°C/30~4