现代固井技术在现场使用经验

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1、现代固井技术在现场使用经验——五个技术专题现代固井技术五个技术专题第一专题高温高压深井固井技术第二专题气层固井防窜工艺技术第三专题水泥浆质量特殊检验体系第四专题特殊井况固井技术新方法第五专题油井百年大计，始于固井技术第一专题高温高压深井固井技术高温高压井固井技术何谓高温高压井地层温度高于150~180℃（大于300℉）地层温度>180℃属于超高温井地层孔隙压力大于69MPa(10000psi)或地层孔隙压力系数>1.80g/cm3（南海地温梯度在3.7~4.4℃/100m，目前较深井深4876m,BHST210℃,BHCT169℃,已有固井设计

2、）高温高压深井固井技术一高温高压深井固井问题分析二高温高压深井固井设计特别要求三特殊固井工艺技术的应用四深井套管小间隙固井技术一高温高压深井固井问题分析高温高压井固井的技术难点高温高压对水泥和套管的腐蚀与破坏井底循环温度对水泥浆设计的影响井漏和小间隙固井的必然结果高温高压对水泥浆的严重影响高温水泥浆稠化时间突变高温材料混合水延迟使用实效高密度水泥浆不稳定长尾管上下温差过大窄压力窗口（易漏易喷）是高温高压井固井最棘手的问题气窜是高温高压井固井的重点问题之一通过模拟井况分析固井难点11-3/4”尾管作业上层套管：13-3/8”×3000m破裂当量2.

3、25，套管内径12.515”11-3/4”尾管鞋：4000m，尾管顶部2800m井眼：14”钻井液：密度2.18，塑性粘度40mPa.s静切力18Pa泥浆气测值68%地温梯度：3.73℃/100m，BHST177℃，BHCT138℃气层在3200m，主气层3800m1.高温高压对水泥和套管的腐蚀与破坏1.）在高温高压下，油井水泥的物理和化学性能都会发生明显的变化，因此高温高压深井固井设计必须考虑对水泥和套管的保护，此外还必须考虑高温井中具有腐蚀性的水层与松软地层存在的危险性。如果不精心地改进水泥设计方案，水泥石就要失去强度，而产生渗透性，结果可能

4、使地层封隔失败。2）高温高压对水泥和套管腐蚀和破坏的主要因素是硫酸盐水溶液和碳酸盐水溶液，两者对水泥的腐蚀是十分严重的。高温下硫酸盐水溶液使水泥水化后的硅酸钙水合物结构发生变化，叫做水泥强度衰退；而碳酸盐水溶液使硅酸钙水合物转化成碳酸钙和不结晶的二氧化硅。3）造成对水泥和套管的腐蚀和破坏的另一种因素是温度本身。温度对添加剂产生明显作用，使添加剂不稳定。影响水泥石、套管寿命的因素总的来说，影响水泥石、套管寿命的因素主要的是：1.地层水、2.水泥浆滤液、3.CO2和H2S以及4.温度本身。因此对水泥类型的选择，对地层水包括水泥浆滤液的预测、预防和控制

5、的力度，在水泥浆设计中是容易做到的。2.井底循环温度对水泥浆设计的影响1）井底循环温度（BHCT）十分重要：根据BHCT对选用的水泥浆配方进行试验；对添加剂进行选择。2）准确的计算或预计BHCT可通过测井、测循环温度的探测头和对循环温度的数学模拟等方法。API新标准可作粗略查对，但最实用的方法是国外服务公司的数学计算模拟，我们将要第三部分“现代固井技术现场应用的保证”中介绍Halliburton等计算模式，对于高温高压井是相当吻合的。注水泥温度梯度的计算方法获得准确井温的方法：通过邻井测试作业资料或本井测井资料，获得井底温度，根据1990年API

6、规范10的要求，注水泥温度梯度G应该按如下公式计算:G=(BHT-TS)/（TD/100）其中：TS——地面温度，取80℉或27℃TD——井的垂直深度ft或mBHT——井底温度℉或℃3.井漏和小间隙固井的必然关系1）高温高压井由于多压力体系而需要多套管层次，因此小间隙固井是必然的产物，正由于小间隙的存在，井漏同样是必然的结果。从前面的井例列表可以发现小间隙对固井的影响。小间隙一般出现在技术尾管。多层套管小间隙尾管层序13-3/8”11-3/4”9-5/8”7”单边间隙mm19.069.7114.5619.45环形容积L/m21.69.4411.8

7、412.18井漏和小间隙固井是高温高压井必然产物2）存在狭窄套管重叠段小间隙。属于非常规套管结构固井后出现两种可能情况：裸眼混浆严重或者套管鞋发生井漏。如果以套管重迭段设计安全返速，那么裸眼处由于返速太低严重混浆；如果以裸眼段设计安全返速，那么会造成重叠段返速太高，重叠段返速是裸眼段的3.1倍以上，套管鞋处激动压力过大，井漏不可避免；拟用等容量换浆法固井技术。井漏和小间隙固井是高温高压井必然产物3）防漏是高温高压固井的关键。除了小间隙，裸眼返速受到限制，下套管允许的激动压力范围小。由于套管下入井中引起一定深处压力升高，这个升高的压力我们称为激动压

8、力，相反方向引起压力降低值就称为抽吸压力。激动压力在一定的井眼中，它的大小与泥浆的塑性粘度有关，塑性粘度越大激动压力就越大。我们可以通过