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复杂断块油藏固井工艺难点与技术对策研究

摘要:随着开发技术的不断成熟,勘探开发的目标也越来越广泛。对于复杂区块的复杂的地下地质特征,需要更为先进的钻井完井工艺,固井则是钻井作业中重要的一步。固井都有哪些方式、如何适应复杂的地下地质环境、固井工艺如何实施以保证油田的顺利开发,是需要我们不断创新、研究的课题。 

  关键词:固井工艺;复杂断块;措施; 

  1.固井工艺难点 

  固井是在井内下套管,在井眼和套管中间的环形空间里注入水泥,以起到保护支撑套管、封隔油气水层的目的。固井工艺的实施与地下油藏的特征有重要的关系,复杂的地下油藏特征,对固井工艺的顺利实施,有更大的难度和更高的要求。 

  1.1构造复杂 

  某油田是一个被断层复杂化的背斜构造,由若干个小型局部构造组成,油田内断层十分发育,皆属正断层,从始新世晚期到中新世长期活动,控制着沉积、构造和油气分布。断层交错,把某油田切割成24个断块,己证实含油的断块17个。区域内最主要的二级断层为KD断层,是张扭性正断层,整体表现为一断裂破碎带,受其影响断层大多数为北东向展布,断层发育,发育大小断层150余条。KD断层在K二段沉积期开始活动,在K二段底的垂直断距约300m~1000m,至明化镇沉积期基本停止活动。KD断层下降盘断块多、构造破碎,具备良好圈闭条件的断块就成为油气聚集的场所,断层对本区的沉积、油气演化和聚集起着重要的控制影响作用。 

  1.2油水关系复杂 

  油水关系受沉积和构造共同控制,某油田处于沧县隆起和埕宁隆起的物源交汇处,沉积微相变化较快,导致储层物性差异较大,很多是由岩性物性差异导致的含油界面。此外,油层分布还与构造有关,位于断块中部的井钻遇油层较厚,有些小断块是在半背斜构造背景上,由断层切割形成的半封闭型层状油藏;有些自然断块为四面由断层封堵形成的断块油藏。有边水,底水不活跃,驱动能量主要是边水及流体和岩石的弹性能。该区原油具有低比重、低粘度、高含蜡、高凝固点、高胶质沥青质、低含硫的特点。 

  1.3固井技术限制 

  随着勘探开发的目标越来越复杂,钻井数越来越多,完成的任务越来越大,钻井的难度也越来越大,对固井技术的要求也就越来越高。对一些高压的油气井、深井、超深井以及复杂结构的油气井,固井工艺面临的挑战越来越大,对套管、泥浆、固井设备和措施实施过程要求越来越严格,当然,固井质量的风险也随之越来越大。在我国,大部分油田都已经进入了高含水、特高含水开发阶段,为了增加产量,一般会采用加密井网,增强注水开发的效果。但是,固井过程中环空带压以及多套压力层系间的密封问题,依旧难以彻底的解决。 

  2.固井技术及工艺类型 

  2.1技术理论 

  固井过程中应用的技术主要有防窜技术、平衡压力技术等。对于防窜技术,首先要明确一个概念,就是环空气窜,导致环空气窜的因素有很多,在泥浆进入套管和井眼之间的环状空间后,会在井壁上形成泥饼,有的甚至会堵塞井径,导致液柱压力小于地层K隙压力,從而发生气窜。同样,由于井壁形成泥饼,会导致界面与地层界面的胶结不好,也会发生气窜。为了防止气窜,研究人员改变泥浆体系的性质。目前水泥浆体系主要有锁水抗窜水泥浆、触变水泥浆、非渗透水泥浆等,锁水抗窜水泥浆主要是向泥浆中加入速凝剂、膨胀剂、减阻剂、抗渗透剂等泥浆添加剂,使得泥浆注入环空后形成致密的泥石,挤压井壁和套管壁,改善胶结不好的情况。触变水泥浆是在静止时可以快速凝固,呈胶凝态,但在搅动的时候又可以具有流动性,这种特殊的泥浆是硅酸钠、氯化钠和氢氧化钠组成的低密度泥浆,可以很好的防止气窜现象。非渗透率泥浆是通过添加高分子聚合物材料,形成不渗透膜,阻隔气体的运动,从而达到防气窜的目的。 

  平衡压力固井技术是通过保持液柱压力和地层压力的平衡,来保证固井施工过程避免窜漏,使注替过程顺利进行。在泥浆固井过程中,液压传递也会产生一些问题,平衡压力固井技术的关键和核心内容就是保持整体的压力平衡、达到高效顶替。 

  2.2工艺类型 

  目前已经应用的固井工艺有膨胀管工艺、尾管固井工艺、管外封隔器固井工艺、分级注水泥工艺等。膨胀管工艺是将柔性的管柱送到目的层,通过一些机械或者压力手段,使柔性的膨胀管变形,与地层完美契合,以达到封隔地层的作用,对于井漏现象、坍塌地层有很好的作用。尾管固井又分为旋转尾管固井工艺、封隔尾管固井工艺和膨胀尾管固井工艺。在注水泥的过程中,一些注入水泥过多、水泥封固段过长,都需要分级注水泥工艺,以保证固井质量。分级注水泥有两种方式,一种是打开式分级注水泥,一种是尾管分级注水泥工艺。多套的压力层系,易发生漏失和气窜,造成固井安全问题,分级注水泥工艺可以较好的避免这些问题。 

  3.固井措施方案 

  固井工艺主要包含下套管、注水泥、安装套管三步。固井措施方案的顺利实施,需要满足下面几个问题。首先,保证井眼质量,合格的井眼是固井成功的第一步,井径要规则,并且压力稳定、不漏,而且要保证井眼的清洁。其次,做好下套管的工作。下套管之前,检查设备和工具的标准、合格和安全,下套管过程中要时刻监测套管内液面以及泥浆的返出量,并且保证套管的居中程度,套管的居中程度对顶替效率有重要的影响作用。最后,做好防窜、防漏工作。在井筒中,易遇到异常高压和漏失的现象,需要通过堵漏,来提高地层的承压能力,保证压稳和防漏相统一的原则。 

  4.结论与认识 

  固井是钻完井过程中重要的一部分,起到支撑保护套管、封隔油气水层的重要作用。固井质量的高低,对油田能否稳定开发、保证产量和效益有着重要的意义。笔者以大港某油田为研究区块,结合油田复杂的地下地质特征,从多层复杂的构造特征、多套油水系统以及固井本身的技术难点出发,总结不同固井工艺类型,研究固井措施的具体实施方案,对油田稳产、增产有重要的指导意义。 

  参考文献 

  [1]张立哲;张宏军;聂正朋;樊杰;高强增塑低密度水泥浆体系研究[J];石油钻采工艺;2007年03期 

  [2]李雷祥;蔡庆俊;李新国;许遵见;刘战营;潜山油藏选择性注水泥完井工艺技术研究[J];油气井测试;2006年05期 

  [3]顾军;陈怀龙;高兴原;杨昌龙;冷如波;复杂深井尾管固井及回接技术实践[J];天然气工业;2006年03期 

  [4]张宏军;深井固井工艺技术研究与应用[J];石油钻探技术;2006年05期

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