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1、水平固井技术的国内外发展探究作者：赵志军来源：《现代商贸工业》2010年第12期 摘要:对国内外水平井固井工艺技术进行了全面、细致的调研,介绍了国外水平井和大斜度井固井工艺,可供现场工程技术人员借鉴,以提高国内水平井固井工艺技术和整体效益。 关键词:水平井固井;关键技术;进展 中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2010)12-0326-02 固井作业是油气井钻井工程中最重要的环节之一,水平井(大斜度
2、井)固井技术由于水泥浆顶替问题等因素影响而与直井有很大的差异,固井成功率低且费用高,长水平段固井更是高难度作业。在水平井技术发展初期,国外采用后期射孔完井的水平井很少,对大斜度井和水平井固井的研究不多。但为了持续发挥水平井的综合经济效益,很多石油公司和专业固井公司开展了技术攻关,已形成了一套提高大斜度井和水平井固井质量的设计和施工新技术,研制了相关的技术装备。 1国内水平井固井新技术 1.1套管漂浮技术 在渤海湾的6口大位移延伸钻井后固井的成功作业,说明了大位移延伸段(311.15井眼
3、)固井的关键技术——套管漂浮技术,即用“盲板浮鞋+漂浮接箍”实现套管漂浮;用双弓扶正器保证套管居中、减少下套管的摩阻;用滚轮扶正器降低界面摩擦系数;用CemSAIDS固井仿真软件进行摩阻预测。为提高顶替效率,保证固井质量,采用双速替钻井液技术,实现紊塞流上返;采用海水顶替液,实现套管的浮力漂浮。 1.2水平井固井油气层保护技术 以前在用244.5技术套管固井时,油层已打开,水泥对油层污染严重,而且固技术套管时未采取油气层保护措施,产量较直井提高不明显。为解决此问题,国内研究使用了244.5技术套管固
4、井油气层保护技术,使平均单井原油产量提高142%,取得了较好的效果。改进后的水泥伞—分级箍两级注水泥防漏固井工艺,分两级固井。一级封固,先固水泥伞以上30m,凝固后再用打开式分级箍进行二级固水泥到井口。水泥伞的优点是,防止水泥浆直接冲击油气层,达到防止压漏地层、保护油气层的目的。在施工的8口井中均取得较好的效果。 2国外水平井固井工艺技术 HALIBURTON和EXXON公司对水平井固井提高钻井液顶替效率总结了一系列的措施:如:对于井斜角在45°以上的井眼,为满足钻井液悬浮岩屑的要求,钻井液的屈服值
5、应达0.75-1.5kg/100m2。固井前循环时间至少应该是3倍于井筒容积所需循环的时间,或者循环到进出钻井液性能达到平衡为止,尽可能使钻井液流态应达到紊流状态。注水泥前或注水泥期间,必须保持连续的循环。在大斜度井和水平井中坚持使用隔离液和冲洗液。水平井套管环空间隙至少不小于1英寸(1英寸=25.4mm),使摩阻降到最低限度。除此之外,还有一些特殊的工艺技术。 2.1泡沫水泥固井技术 泡沫水泥是在水泥浆中注入起泡剂、稳泡剂和氮气而形成,相对普通水泥具有如下优势: (1)在泵送过程中
6、产生较高的动态流动剪切应力,从而提高它对钻井液的驱替能力; (2)能避免由温度和压力导致的水泥外壳剪切应力造成的破坏; (3)在凝固过程中,随着水泥浆体积收缩、气体增泡持续膨胀,水泥石内部压力在体系过渡阶段几乎能保持恒定,体系能有效地控制气体运移和地层流体的侵入; (4)具有低压缩强度,在水力压裂作业中,减轻人为增加裂缝的机会。 2.2双密度冲洗液、双密度水泥浆固井工艺技术 美孚石油公司应用了一种水平井固井新工艺提高顶替效率,即使用双密度冲洗液和双密度水泥浆
7、进行水平井固井,该方法主要用于不能使用泡沫水泥浆进行紊流顶替的大斜度井中。具体方法如下。 (1)首先清洗井眼。向井下循环双密度冲洗液(隔离液),循环数量和时间应保证能充分清洗干净井筒,以利于固生产套管。 (2)下入带扶正器的生产套管,使套管在井眼中居中。 (3)向井下套管和井壁间的环空泵入第一种水泥隔离液,注入足够量后,停止注入,让其自动进行压力平衡。冲洗液(隔离液)含氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化锌、溴化钾、溴化钠、溴化钙或溴化锌,室温下密度范围为1.0-1.4g/cm3;
8、 (4)从环空注入第二种水泥隔离液,隔离液含柴油、煤油、二甲苯、氯化钾、氯化钠或氯化钙溶液,密度比第一种小0.1,在井眼温度条件下环空中两种冲洗液的表观黏度应相差100×10-3Pa•s。这样,第二种就会保持在第一种水泥隔离液的上方,在第一种清洗下部井段时清洗上部井段。
