四川盆地页岩气井水平井段的固井实践.pdf

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1、第32卷第9期钻井工程·61·四川盆地页岩气井水平井段的固井实践赵常青冯彬刘世彬曾凡坤范成友冷永红中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司赵常青等．四川盆地页岩气井水平井段的固井实践．天然气工业，2012，32(9)：61—65．摘要页岩气藏水平井固井要求水泥环不仅要有很高的强度，还要有较好的韧性，使之能满足大型分段加砂压裂增产作业对水泥环层间密封的要求。为此，针对性地开展了增韧材料的优选和高效冲洗剂的研制，先导性试验的3口井均采用了以下主要措施：①应用自主开发的增韧材料，配制出密度达1．95g／cm。的增韧水泥浆，实验结果表明，该水泥石抗冲击韧性超过常规水

2、泥石2O、抗折强度提高了1O～15、弹性模量则下降了约2O，显示出良好的增韧性能；②自主开发的油基介质下高效冲洗液，能在短时间内改变套管及井壁的润湿性，室内试验结果表明，该冲洗液对界面冲洗效果超过9O，达到了有效清除套管及井壁残留油泥、隔离油基钻井液与水泥浆的效果；③集成应用川渝地区旋流刚性扶正器、漂浮顶替等成熟固井技术实现水平井段有效顶替。纳入试验的3口井固井质量均满足了后期增产作业的技术要求，为页岩气藏水平井固井提供了技术支撑。关键词四川盆地页岩气藏水平井增韧水泥浆冲洗液固井质量强度韧性密封性DOI：10．3787／j．issn．1000—0976．

3、2012．09．014我国页岩气藏资源量丰富，据有关专家估计四川I用成熟技术来提高固井大斜度水平井顶替效率，以期盆地仅寒武系九老洞组和志留系龙马溪组的页岩气资实现高效优质固井，满足后期增产作业对固井质量的源就可以与四川盆地的常规天然气资源总量相媲美。要求。但是页岩气藏属于典型的低孔、低渗、低产油气1固井技术难点藏，在威远一长宁地区进行了3口页岩气藏水平井先导试验，需要采用大型分段加砂压裂来提高单井天然3口先导性试验井实钻过程中，先导试验井钻进气产能，这对水泥环层间密封性能提出了更高的要求。过程均遇地层坍塌，为维持井壁稳定，在产层段钻井中在3口井固井实际过

4、程中，采用增韧纤维水泥浆，增加采用油基(合成基)钻井液和采用提高井浆密度方式，水泥石抗破碎能，减少因局部能量蓄积导致的裂纹迅如威201一HI井完钻钻井液密度达2．35g／cm。。3口速扩展；采用高效界面清洗性隔离液、冲洗液使井壁及井基本情况如表1。页岩气藏水平井固井主要存在如套管壁从“油湿”变成“水湿”状态，改变润湿性；配套应下难点。表1页岩气藏3口先导试验井基本情况表作者简介：赵常青，1978年生，工程师，硕士；主要从事固井技术研究和现场服务工作。地址：(610051)四川省成都市二环路北四段瑞丰巷6号。电话：(028)86019027。E-mail：

5、zhaocqyhy@163．com·62·天然气工业2012年9月1)为最大限度发挥页岩气藏水平井产能，需要大制为：在挠曲载荷作用下，提高材料形成可见裂缝时的规模增产措施，如威201一H1进行了11次分段压裂。载荷能力；在疲劳载荷作用下阻止裂缝扩展；在冲击载大型分段压裂要求水泥环不仅有一定的强度，而且还荷作用下对裂纹尖端应力场形成屏蔽；显著提高水泥要具备较好的抗冲击能力，因而对水泥浆配方要求高。石的断裂韧性。目前国内外建材行业和油井水泥都基2)高密度油基(合成基)钻井液引起固井难题：于下述方法增加水泥石韧性：①在水泥浆中加入一定套管壁及井壁长期处在油基(

6、合成基)钻井液环境比例的长短纤维，如木质纤维、尼龙纤维、合成纤维、玻中，两界面亲油憎水，影响界面胶结质量。水泥浆与油璃纤维等。利用纤维对负荷的传递，致使水泥石内部基钻井液接触变稠，混浆流动性差，如威201一H1井缺陷的应力集中减小，即增加水泥石抗冲击能力。139．7mm套管固井(表2)严重影响顶替效率、威胁②用聚合物水泥浆，如纤维素衍生物、树脂、胶乳或合施工安全z3。成大分子等，由于大分子对水泥微粒之间连接作用和颗粒填充作用而增加水泥石韧性。表2威2Ol—H1井水泥浆污染稠化试验表前期实验表明：纤维与水泥的重量比例、体积比混合流体污染稠化试验例、长径比以

7、及分布状况等，对水泥浆的性能影响极油基钻井液：高密度水泥浆一3：7接触变稠大，对水泥石的塑性和其他力学性质也举足轻重。纤油基钻井液：领浆：3：73min变稠维过长、长径比过高都会影响水泥浆的失水性和流变油基钻井液：水基钻井液：高密度水泥浆：1：2：712rain变稠性；纤维短、长径比过低，则水泥石韧性和其他力学性油基钻井液：水基钻井液；领浆：1：2：715rain变稠质增效甚小。在选择纤维种类和进行化学改性时，还应注意纤维与水泥界面黏接强度，它是影响水泥石力学性能的重要因素之一。中国石油川庆钻探工程公司3)3口先导性水平井水平段长度介于800～1200井

8、下作业公司自主研发ZRJ-12纤维增韧剂采用的纤m，钻进过程均遇垮塌、阻卡等复杂