保护油气层的固井技术.ppt

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1、固井新技术培训班西南石油学院固井研究室二○○三年二月保护油气层的固井技术固井质量和保护油气层之间的关系固井的主要目的是在套管与井壁之间形成均匀完整封隔良好的水泥环。油气层套管固井是为了封隔各油气水层及夹层，防止油气水上窜，为各层组油气层分别投产或进行各项井下作业创造条件。固井是钻井工程各项作业之中最为重要的作业之一，此项作业中的各项技术措施与油气层是否受到损害及损害严重程度紧密相关。固井作业对油气层的损害主要反映在固井质量和水泥浆对油气层损害程度两个方面。2固井质量与油层损害的关系固井质量的主要技术指标是环空封固质量。而环空的封固质量直接影响油

2、气层在今后各项作业中是否会受到损害，其原因有以下几点。（1）环空封固质量不好，不同压力系统的油气水层相互干扰和窜流，易诱发油气层中潜在损害因素，如形成有机垢、无机垢、发生水锁作用，乳化堵塞、细菌堵塞、微粒运移、相渗透率变化等，从而对投产的油气层产生损害，影响产量。3（2）环空封固质量不好，当油井进行增产作业、注水、热采等作业时，各种工作液就会在井下各层中窜流，对油气层产生损害。（3）环空封固质量不好，会使油气上窜至非产层，引起油气资源损失。（4）固井质量不好易发生套管损坏和腐蚀，引起油气水互窜，造成对油气层的损害。4水泥浆对油气层损害原因分析固

3、井作业中，在钻井液和水泥浆有效液柱压力与油气层孔隙压力之间产生的压差作用下，水泥浆通过井壁被破坏的泥饼而进入油气层，对油气层产生损害。水泥浆对油气层产生损害的原因可归纳为以下三个方面。51、水泥浆中固相颗粒堵塞油气层水泥浆中固相颗粒直径较大，但粒径530m的仍占15%左右，多数砂岩孔喉直径大于此值，因此在压差作用下，这些颗粒仍能进入油气层孔喉中，堵塞油气孔道。由于井壁有泥饼的存在（即使固井中采用冲洗液、泥饼刷、活动套管等措施消除外泥饼，但仍不能消除其在井壁中的内泥饼），根据资料报导，水泥浆固相颗粒侵入深度约为2cm。但如果固井中发生井漏，则

4、水泥浆中固相颗粒就有可能进入油气层深部，造成严重损害。62、水泥浆滤液与油气层岩石和流体作用而引起的损害水泥浆失水量通常均高于钻井液滤失量，没有加入降失水剂的水泥浆API失水量可高达1500ml以上。尽管在实际渗透性地层中，水泥浆失水量比按APl标准测得的失水量小1/601/150，见表1，但室内试验结果表明，水泥浆滤液仍对油气层产生损害，见表2。因为水泥与水发生反应在滤液中形成大量Ca2+、Fe2+、Mg2+、OH-和SO42-等多种离子，OH-离子会诱发碱敏矿物分散运移，上述离子还可能与地层流体作用形成无机垢，滤液还会发生水锁作用与乳化堵

5、塞，滤液中所含表面活性物质可能使岩石发生润湿反转等，上述这些作用都会使油气层受到损害。7表1水泥浆API标准滤失量与实际岩心测得滤失量序号岩心渗透率10-3μm2泥浆与水泥浆污染岩心后，水泥浆的失水量，mL水泥浆失水量（API标准）mL12.232.230.9//2.251682217.1317.1331.50//38.25347.0042.5054/6346.016.016.8//6.8268513.804.5509613.806.769887278.154.5788304.065.87300366.066.809008792.659.059

6、0793.9211.3295644.3713.68908表2某油田沙河街油层受钻井液与水泥浆的损害情况序号岩心号Kw110-3μm2损害类型虑失量，ml损害后渗透率渗透率下降率，％钻井液水泥浆KmdKTΔKmΔKmΔKm1Q29-123.75钻井液10.127.1070.1Q29-229.47双重a13.5365.7580.510.4Q29-329.47双重b13.5505.5481.211.1Q29-417.13双重a22.531.51.9588.618.5Q29-517.13双重b22.538.31.7090.1202Q30-14.49钻

7、井液6.31.7960.2Q30-23.39双重a5.6181.05698.8Q30-36.01双重a6.811.31.8968.58.33Q31-137.2钻井液1874.3Q31-247.0双重a22.5545.5088.314Q31-342.50双重b22.5634.5189.415.14Q32-13.87钻井液22.50.588.5Q32-23.75双重a18450.3989.64.69注1：试验压差与剪切速率，钻井液3.5MPa，64s-1；水泥浆7.0MPa，79s-1。注2：双重a为有泥饼，双重b为无泥饼。注3：钻井液、水泥浆的A

8、PI标准滤失量分别为2.5ml、79ml。注4：ΔKm、ΔKT、ΔKC、分别为钻井液、钻井液与水泥浆、水泥浆引起的渗透率下降率，Kmd为钻井液损害后的