胜利完井新技术66课件.ppt

1、胜利完井技术胜利完井技术 余金陵余金陵特种固井水泥浆体系特种固井水泥浆体系一一 水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术三三汇报内容汇报内容 水平井固井技术水平井固井技术二二四四塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术l 实心低密度固井水泥浆l 抗高温固井水泥浆l 自愈合固井水泥浆特种固井技术特种固井技术3种固井水泥浆体系泡沫、漂珠等常规低密度在3500m以上的井使用时有一定的局限性；深井较高的静液柱压力造成泡沫或漂珠破裂，导致井下的浆体密度与井口测量值不一致，流动性变差，严重影响施工安全；进口3M玻珠可承受更高压力（60MPa），水泥浆性能较为稳定，但其价格昂贵，

2、油田难推广。问题的提出问题的提出（一）实心低密度水泥固井技术（一）实心低密度水泥固井技术n实心低密度水泥体系浆体稳定性好；n密度1.21.4g/cm3可调，密度恒定，不随井深变化；n同时失水量小（50mL），流变性能良好n48h抗压强度大于14MPa；实心减轻剂实心减轻剂（一）实心低密度水泥固井技术（一）实心低密度水泥固井技术已在东辛莱1-斜更22井、梁32-更 22井等6口井进行了现场应用。性能指标常规加砂水泥经300高温，20MPa养护72小时后，抗压强度仅3 4MPa；因而大多稠油热采井在注采一到两轮后由于水泥环的高温强度衰退，造成井口冒油冒气。（二）抗高温水泥固井技术（二）抗高温水泥固

3、井技术 问题的提出水泥环套管蒸汽沿套管-水泥石间隙上返示意图常规加砂水泥30021MPa72h 技术简介（三）抗高温水泥固井技术（三）抗高温水泥固井技术编号编号密度密度/g/cm3温度温度/流动度流动度/cm初稠初稠/Bc自由水自由水/mLAPI失水失水/mL抗压强度抗压强度/MPa/5024h0.1MPa0.1MPa稠化稠化时间时间/min11.88505022903919.620621.89505022120401918031.905050211204018.9164通过基本性能测试发现，该水泥浆体系流动性好，初始稠度低，API失水在50mL以下，满足现场施工要求。抗高温水泥基本性能室内试

4、验结果（三）抗高温水泥固井技术（三）抗高温水泥固井技术水泥浆配方：G级水泥+高温增强剂+降失水剂+分散剂+晶格膨胀剂+消泡剂+缓凝剂32021MPa72h养护3轮次，水泥石强度仍能保持11MPa。硬硅钙石硬硅钙石水泥浆类型水泥浆类型水固比水固比W/CW/C抗压强度抗压强度/50/50抗压强度抗压强度/21MPa/21MPa72h72h32032024h24h48h48h72h72h第一轮第一轮第二轮第二轮第三轮第三轮抗高温水泥抗高温水泥0.440.4418.518.519192020202015151111水化产物X-衍射图（三）抗高温水泥固井技术（三）抗高温水泥固井技术井号井号初期生产情况初

5、期生产情况目前生产情况目前生产情况备注备注日液日液/t t日油日油/t t含水含水/%日液日液/t t日油日油/t t含水含水/%单单56-1756-17斜更斜更111112121.81.88686正正4 4轮蒸汽，出水，上作业轮蒸汽，出水，上作业单单83-83-斜更斜更01401471715.65.692922 2轮蒸汽，停井转注轮蒸汽，停井转注陈陈25-25-平平8 860609.39.3828252527.07.086.686.62 2轮蒸汽，堵水轮蒸汽，堵水营营13-13-平平131332.432.45.65.682.882.821.321.30.60.697.297.21 1轮蒸汽，

6、准备堵水轮蒸汽，准备堵水郑郑365-365-平平4 4242416.116.133337.47.44.54.539.739.71 1轮蒸汽轮蒸汽郑郑365-365-平平6 6222215.415.43030181812.612.630301 1轮蒸汽轮蒸汽郑郑365-365-平平8 82626191927272525181827271 1轮蒸汽轮蒸汽郑郑365-365-平平9 910105.25.24848改流程停井改流程停井郑郑365-365-平平10102626171732325.55.53.53.537371 1轮蒸汽轮蒸汽 目前，该技术已在胜利油田25口井上进行了成功应用，其中，16口

7、井已投产，9口井待投产，已投产的井分别进行了1-4轮次注汽生产，生产情况良好。应用情况（三）抗高温水泥固井技术（三）抗高温水泥固井技术（三）自愈合水泥固井技术（三）自愈合水泥固井技术胜利油田长期的注水、注汽等技术措施使得地层压力紊乱，增产作业也带来异常压力，即使水泥环封隔的质量合格，在井下复杂应力的交互作用下，水泥环也极易产生微裂隙或裂缝，从而导致油气窜的产生。水泥环能否自动修复伤口 问题的提出自自愈愈合合材材料料 结晶膨胀结晶膨胀针状针状水合水合晶体晶体填充微裂缝填充微裂缝防窜自动修补国外，斯仑贝谢2007年研制成功遇油自愈合水泥浆体系；钻井院已研发成功遇水自愈合水泥，能够遇水结晶修补水泥石

8、中的微环隙。水泥裂缝断面图（恢复水泥裂缝断面图（恢复1周）周）水泥裂缝断面图（恢复水泥裂缝断面图（恢复8周）周）技术简介（三）自愈合水泥固井技术（三）自愈合水泥固井技术水泥水泥石石三天三天抗压抗压强度强度/MPa/MPa自愈合后的抗压强度自愈合后的抗压强度/MPa/MPa愈合后渗透率愈合后渗透率/D/D1 1周周2 2周周3 3周周4 4周周8 8周周1 1周周2 2周周3 3周周4 4周周8 8周周常规常规27.327.37.37.39.39.311.411.412.112.112.412.410010010010010010094.25894.25869.87569.875自自愈愈合合水水

9、泥泥23.823.813.813.818.418.423.123.126.526.527.127.110.01210.0120.6790.6790.2450.2450.0860.0860.0080.00824.524.515.015.019.619.624.524.525.925.926.426.41.0591.0590.4570.4570.2340.2340.1070.1070.0140.01424.924.917.717.720.420.421.921.922.322.323.923.90.8640.8640.2950.2950.2630.2630.1730.1730.0060.00623

10、.723.714.014.018.618.623.223.226.526.527.327.310.15310.1530.6480.6480.2370.2370.0790.0790.0070.00724.324.314.914.920.020.024.824.826.026.026.226.21.0671.0670.4610.4610.2370.2370.0990.0990.0100.01025.025.017.517.520.220.222.722.722.122.123.823.80.8570.8570.2890.2890.2100.2100.1320.1320.0060.006人工造缝愈合

11、后强度及渗透率 通过对比观察常规水泥石和自愈合水泥石的抗压强度和渗透率可知，自愈合水泥造缝养护后渗透率、抗压强度均得到大幅修复。（三）自愈合水泥固井技术（三）自愈合水泥固井技术常规水泥石 2%自愈合材料 通过对比观察常规水泥石和自愈合水泥石的微观结构可知，后者微裂缝处生产新的结晶物。大量结晶，封堵微裂缝恢复8周恢复8周没有明显的物质生成（三）自愈合水泥固井技术（三）自愈合水泥固井技术 该种水泥浆体系已经在胜利油田东辛采油厂营12平3井、永12平23井及滨南采油厂滨659斜8等7口井应用。特种固井水泥浆体系特种固井水泥浆体系一一 水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术三三汇报内容汇报内容

12、水平井固井技术水平井固井技术二二四四塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术水平井井壁泥饼将会严重影响二界面胶结质量；水平段套管在重力作用下往往偏向下井壁，水泥浆容易从宽间隙处顶替钻井液，重影响固井质量；射孔、压裂段对固井质量的要求较高，其上下的环空封隔质量有待进一步提高。水平井固井技术水平井固井技术 问题的提出 为提高水平段的固井质量，可选用以下技术：（1）利用高效前置液，提高顶替效率及胶结强度；（2）利用新型的辅助固井工具，提高套管居中度及水泥环封隔性能。技术简介 水平井固井技术水平井固井技术1、针对油基泥浆的高效驱油前置液体系提高顶替效率的前置液技术提高顶替效率的

13、前置液技术 页岩油藏水平井固井中除了存在套管贴边、居中困难、顶替效率差等普遍性问题外，还存在易掉块坍塌、套管壁和井壁上的油膜会降低水泥环胶结质量等突出问题。问题的提出露出地表的层状页岩表面存在剥落的页岩岩心（1）通过改变润湿套管和井壁的润湿性且有效隔离钻井液与水泥浆来提高水泥胶结质量。其基本性能可调，施工方便，具有冲洗隔离双重效果。前置液性能技术特点前置液沉降稳定性实验结果密度密度g/cm3密度差密度差g/cm31.970.011.981.98提高顶替效率的前置液技术提高顶替效率的前置液技术（2）室内试验显示，高效驱油前置液对油基钻井液的冲洗效率高，对页岩的抑制性好，与钻井液、水泥浆的相容性良

14、好。冲洗前冲洗后温度温度/冲洗时间冲洗时间/min残余量残余量/%冲洗效率冲洗效率/%9052080前置液冲洗效果浸泡30分钟浸泡60分钟浸泡实验证明该前置液具有良好的页岩抑制性，能够满足井壁稳定要求。提高顶替效率的前置液技术提高顶替效率的前置液技术2、针对水基泥浆的强胶结前置液体系问题的提出 胜利油田非常规油藏还包括滩坝砂、浊积岩、砂砾岩等低渗透砂岩油藏。这类油藏仍然采用水基钻井液，水泥浆受到钻井液污染后，会产生明显的增稠现象，影响施工安全及固井质量。提高顶替效率的前置液技术提高顶替效率的前置液技术（1）强胶结前置液悬浮稳定、流变性和相容性好，能够满足施工要求技术特点密度g/cm3600 3

15、00 200 100 6 3nK，Pasn沉降率%1.24321110.4150.11571.45321110.2220.54991.6231375430.8230.039101.836261410980.4690.7135水泥浆/前置液0/1005/9550/5095/5n0.9090.9350.9520.520k,Pasn0.0720.0850.0500.638稠化温度/70707070不同密度前置液的悬浮稳定性及流变性混浆流变试验提高顶替效率的前置液技术提高顶替效率的前置液技术（2）对泥饼界面具有预处理功能，使滤饼与水泥界面具有“契合效应”，从而提高界面胶结能力。固井后，水泥与泥饼界面模

16、糊，胶结紧密，“契合效应”明显水基泥浆在岩心表面形成较为平整致密的滤饼强胶结前置液冲洗后，滤饼变疏松，表面出现孔隙和裂痕泥饼泥饼水泥水泥固井后，水泥与泥饼界面明显常规前置液冲洗后，滤饼变化不大泥饼泥饼水泥水泥提高顶替效率的前置液技术提高顶替效率的前置液技术1、液压膨胀式扶正器 2011年，针对水平井套管居中度差、固井质量不高的问题，开始液压膨胀式扶正器的研发；通过多次改进，形成了结构简单，扶正力强，膨胀后过流面积大且利于安全下入的新型液压膨胀式扶正器。规格规格139.7mm139.7mm最大外径最大外径185 mm185 mm最小通径最小通径121 mm121 mm最大膨胀外径最大膨胀外径30

17、0 mm300 mm膨胀后扶正片间距膨胀后扶正片间距118mm118mm承托力承托力7.5kN7.5kN承压能力承压能力80MPa80MPa长度长度1.95m1.95m打开压力打开压力14MPa14MPa钢级钢级P110P110新型液压膨胀式扶正器基本参数 新型的辅助固井工具新型的辅助固井工具 新型的辅助固井工具新型的辅助固井工具 累计在胜利油田东辛、纯梁采油厂以及江苏油田进行了7口井的现场应用，其中：盐227-1HF井创该工具应用数量最多、下入水平段长度最长的记录。井号扶正器型号数量采油厂水平段长度辛9-平3139.7mm5东辛200m辛70-更斜13139.7mm5东辛永66-平7139.

18、7mm5东辛110m高424-平20177.8mm5纯梁270m永14-平3139.7mm21江苏油田521m营691-1HF139.7mm27东辛911m盐227-1HF139.7mm35东辛1030m现场应用 新型的辅助固井工具新型的辅助固井工具永14-平3井后期固井电测结果显示，扶正器的扶正居中效果明显。江苏油田永14-平3井井身结构示意图在非常规油藏水平井东辛营691-1HF井和盐227-1HF井基本采用了2根套管安防一只扶正器，从后期施工过程来看，盐227-1HF井下入35只工具也只是增加了20t摩阻，安全下入的可靠性大大提高。（2）遇油遇水自膨胀辅助固井短节 在射孔段上下加放自胀封

19、辅助固井工具，即使水泥环封固不好，也可实现水平段环空的有效封隔。自膨胀固井辅助短节试制的自膨胀辅助固井工具在内径为230mm钢管内测试,20天后其整体承压可达11MPa。自膨胀辅助固井工具封隔能力模拟实验结构特点：弧形结构有利于下井施工；设计的结构实现了膨胀材料向一、二两个界面膨胀，提高了固井质量且不破坏水泥环结构，防止窜槽。新型的辅助固井工具新型的辅助固井工具 应用情况 新型的辅助固井工具新型的辅助固井工具现场下入情况现场下入情况u在永在永66-66-平平7 7井进行了首次现场试验；井进行了首次现场试验；u自膨胀辅助固井工具已在胜利试验自膨胀辅助固井工具已在胜利试验8 8井次。井次。特种固井

20、水泥浆体系特种固井水泥浆体系一一 水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术三三汇报内容汇报内容 水平井固井技术水平井固井技术二二四四塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术 问题的提出 对于边底水油藏来说，开发过程中水淹或高含水情况严重。例如，据统计，2011年底，胜利油田投产水平井累油1770104t，其中的1723口筛管完井水平井中含水达到95%以上的占26.4%。这主要是因为水平段各点的进液量不一致，导致油水界面沿高渗带或生产压差大的生产区域突进。非均质油藏均质油藏非均质性，局部任意位置突破均质油藏跟趾效应，底水跟端

21、突破因此，如何控制水进、延缓含水量的升高成为提高油藏采收率的关键。水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术 技术措施 A A段筛管段筛管 B B段盲管段盲管 C C段筛管段筛管 D D段盲管段盲管 E E段筛管段筛管 封隔器封隔器（1）利用各类封隔器实现筛管的分段基础（2）利用控流筛管实现各段进液的平衡有利辅助油水界面转变水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术水平井分段方法水平井分段方法水平井分段完井配产方法水平井分段完井配产方法水平井分段控流完井水平井分段控流完井形成了数模、物模相结合的分段控流完井设计、评价方法水平井分段控流完井技术水平

22、井分段控流完井技术p 明确投产井段p 投产井段分段技术要求成本预算分段数、分段长度范围聚类分析综合优化最终分段方案基本原则：储层物性相近；避水高度相近；位置相邻；分段数在合理数范围内；各分段长度在合理分段长度范围内；尽可能均匀分段，减少“跟趾”效应影响。l 提出了水平井筛管分段的原则l研发了水平井分段配产优化设计软件水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术 利用建立的盒状油藏水平井数学模型，求得底水油藏水平井见水时间计算公式和水平井各段生差压差。见水时间计算公式各段生产压差计算公式水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术基于以上模型，开发了分段配产优化设计软件，可进行分段方式优化和控流

23、筛管设计l 物理模拟装置研发出国内首套水平井筛管完井模拟装置，是水平井均衡供液筛管完井渗流机理研究的有效手段；研制了筛管性能评价装置，为控流筛管性能的评价和研制提供了技术支撑。筛管性能评价装置实物图水平井筛管完井模拟装置实物图水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术开发出适用内管胀封和自胀封两种工作方式的分段封隔器，满足了不同油藏类型的要求 压缩式、充填式封隔器利用酸洗胀封一体化工具形成压力腔，通过液缸推动或液体充填使封隔器胀封。（1）内管胀封封隔器 酸洗胀封一体化工具由球座、内管封隔器、限压阀等结构组成，实现了酸洗和胀封作业的有机结合；水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术下入酸洗

24、、胀封一体化管柱下入酸洗、胀封一体化管柱替钻井液替钻井液替出酸液替出酸液浸泡酸洗浸泡酸洗胀封分段封隔器胀封分段封隔器10MPa7MPa打开憋开球座，建立通路憋开球座，建立通路20MPa起出酸洗胀封一体化管柱起出酸洗胀封一体化管柱 热敏式自膨胀封隔器利用注蒸汽过程产生的高温使可膨胀材料膨胀，推动液缸前行，胀封封隔器。（2）自胀封封隔器 遇油遇水自膨胀封隔器胶筒与地层流体接触，胶筒自然膨胀，外径增大与井壁紧密接触，达到封隔井眼的目的。水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术孔密变化孔密变化日液（日液（m m3 3/d/d）优化率优化率%优选优选优化前优化前161624.7924.79-方案方案

25、1 16-166-1616.8116.8192.3992.39方案方案2 27-247-2419.9619.9695.0395.03方案方案3 38-408-4022.8522.8597.9797.97方案方案4 48-608-6024.8724.8799.8799.87方案方案5 58-808-8026.0226.0299.0399.03（1）变密度控流筛管孔密优化及加工孔密优化及加工开发出变密度控流筛管、流道式控流筛管等新型筛管（2）流道式控流筛管 地层流体在进入井筒之前，首先要通过一节流道，该节流道的作用就是增加各段的生产阻力；通过调节导流套流道的长度，实现各段不同附加生产阻力的控制。水

26、平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术应用情况 至2012年6月，该技术累计在胜利河口、现河、东辛、滨南、新春、孤东等采油厂以及鄂尔多斯、大港油田完成218井次的施工。永12-平21井段井段/m孔密孔密井段井段/m孔密孔密1937.681948.482001.7481958.02162012.33601969.74242023.05601980.36322033.68601991.0840水平段筛管孔密变化通过对施工井开发情况的统计发现，相比同区块其它生产井，其单井平均含水率同期降低5-10%，从而达到了延缓含水上升的目的。水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术特种固井水泥浆体系特种

27、固井水泥浆体系一一 水平井分段控流完井技术水平井分段控流完井技术三三塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术四四汇报内容汇报内容 水平井固井技术水平井固井技术二二1、膨胀套管补贴修套技术2、侧钻井膨胀套管完井技术3、膨胀悬挂器完井技术4、膨胀悬挂器小套管修井技术5、膨胀管外封隔器小套管修井技术6、膨胀筛管防砂技术7、膨胀套管复杂地层封堵技术国内独有技术业内首创技术业内首创技术业内首创技术国内独有技术国内独有技术自主研发出的系列膨胀管产品，整体指标达到国际先进水平，部分指标达到国际领先水平。塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术1）7套管开窗侧钻

28、，侧钻轨迹将穿过石炭系卡拉沙依和奥陶系桑塔木组等泥岩地层，易发生垮塌掉块，钻井和完井过程阻卡严重，钻井、完井管柱无法到位。自2007年以来，共有20口开窗侧钻井钻井、完井过程中坍塌、掉块问题比较突出，其中5口井未能顺利完井。塔河 7套管开窗侧钻井难点2）石炭系和奥陶系地层具有不同的压力系统，石炭系巴楚组地层压力1.21-1.24，奥陶系储层地层压力1.08-1.10，易出现井壁垮塌、井漏等复杂情况，造成后续施工困难。塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术 膨胀套管技术方案：7套管内进行开窗侧钻后，149.2mm井眼钻进至奥陶系顶部，然后用扩眼工具将井眼尺寸扩至165m

29、m，下入139.7mm膨胀套管固井，封隔石炭系泥岩和易漏层位，继续钻进。139.7mm膨胀套管膨胀后内径可达到134.5mm，可以下入130mm钻头继续钻井以实现勘探开发的目的。目前已在目前已在TK6-463CHTK6-463CH、TK7-640CHTK7-640CH井成功实施。井成功实施。塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术膨胀套管方案实施程序膨胀套管方案实施程序塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术TK6-463CHTK6-463CH基本情况基本情况 原井深：原井深：5485.03m5485.03m77技套下深：技套下深：5446m54

30、46m。1 1）原直井概况）原直井概况塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术TK6-463CHTK6-463CH井身结构井身结构塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术1 1、锻铣开窗、锻铣开窗 设计锻铣位置5120-5150m，层位为卡拉沙依组，实际锻铣井段5120.21-5148.50m。塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术3 3、扩眼、扩眼扩眼至井深5509m。测井径，井眼条件基本满足膨胀管下入要求，有四个点井径较小，进行划眼处理。2、一开定向钻进一开完钻井深5515m，垂深5477m，最大井斜31.5，造斜率

31、4.5/30m。塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术4 4、划眼及钻杆试压、划眼及钻杆试压148mm磨鞋+151mm通井规划眼。上提管柱至窗口以上，干通至井底5509m，无遇阻显示后，打入封闭浆，投88.9mm钻杆胶塞，对钻杆试压。塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术下入深度：5070.82m5508.04m总长度：437.22m膨胀套管技术指标技术套管膨胀套管系统（近似尺寸）机械性能外径mm内径mm膨胀前初始壁厚mm膨胀后膨胀后外径mm内径mm外径mm内径mm通径mm抗内压MPa抗外压MPa177.8152.5139.7124.27.7

32、2149.3134.5131.345255 5、膨胀套管施工、膨胀套管施工塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术 1）固井程序 管柱下入到位注前置液注水泥浆投塞替泥浆碰压膨胀套管施工膨胀结束循环残余水泥浆候凝2）膨胀施工过程下膨胀启动器，膨胀套管，膨胀悬挂器和喇叭口下油管对扣管柱下入到位，循环，正常循环排量约650L/min，循环压力21MPa连接施工管线试压45MPa塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术2）膨胀施工过程固井，注入前置液8m3，水泥浆6m3投88.9mm钻杆胶塞，开始替浆，碰压20MPa连接700型车进行膨胀作业，正常膨胀压力18-20MPa，附加上提10t反循环侯凝和钻塞，套管试压（抗内压）20MPa，试压合格电测，固井质量优良二开钻井塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术 下启动器 上膨胀螺纹 上膨胀出口 对扣 下内管柱塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术塔河油田膨胀套管复杂地层封堵技术 TK6-463CH、TK7-640CH两口井的成功实施说明膨胀套管钻井技术基本具备了解决塔河油田177.8mm套管侧钻水平井钻井难题的能力，为塔河油田下步的有效动用提供了技术支撑。谢谢！