工程建筑论文-土库曼亚速尔哲别油田盐层固井工艺技术摘要:土库曼亚苏尔哲别油田盐层地层孔隙压力高,水溶性较强,易蠕动缩径,易漏失。盐层井段固井具有很强的挑战性。针对盐水层的特点,优选了抗盐降失水剂、分散剂、前置液和隔离液,使水泥浆体系具有低失水量、高早期强度和稳定性。通过 6 口井现场试验,盐层段固井质量优良。 关键词:盐水层;抗盐;添加剂;固井工艺 土库曼亚苏尔哲别油田盐层以纯岩盐为主,夹杂有石膏层。该井段容易产生溶蚀,井盐不规则,顶替效率低,水泥浆不能完全充满环空,形成不了整体有强度的水泥环,使套管受到非均匀的外挤载荷,致使套管发生变形。盐层的溶解会对水泥浆性能产生不利影响,使水泥浆稠化时间延长,影响水泥石强度的发展,不能阻止岩盐层发生蠕变。因此良好的固井质量,是顺利钻达设计井深,完成与甲方签订施工合同的关键。 1、盐层的特点和固井难点 盐层是岩盐和膏盐地层的统称。盐层的可流动性对固井质量的影响程度比盐层扩径影响要大,盐层在较小压差下产生流动与盐层所含的杂质、温度、上覆岩层压力等因素有关。无水石膏和碳酸盐基本没有流动能力。地质录井对岩屑分析表明,钠离子和氯离子含量高,钾离子、镁离子、钙离子,硫酸根离子等离子含量低,充分说明该区盐层纯度高、水溶性比较强,蠕动能力强,潜在的危险性较大,固井难度相应较大。固井难点主要有:岩盐层属于可溶性地层,它的溶解与流动严重影响了固井过成水泥浆性能的稳定性。在淡水条件下降失水剂具有良好降失水功效,但是在盐水中性能明显下降,控制失水能力降低。钻井液密度大(1.76g/cm3)塑性粘度和屈服值高,顶替难度大。地层本身容易漏失而且封固段超过 1800 米,高密度钻井液和水泥浆在环空的流动摩阻大,极易在替浆过程发生漏失。 2、井深结构和水泥浆体系的优化 该地区盐层位于 2100 米-2850 米,上层套管下深 1000 米,97/8+95/8复合技术套管下深 2860,通过在盐层段使用 9 7/8加厚套管,提高了管柱抗挤能力。盐层上为砂泥岩,承压能力较低,为了确保固井成功,钻进过程进行随钻堵漏,完钻后进行承压堵漏实验。钻井液密度 1.73-1.76g/cm3,钻井液当量密度高于1.95g/cm3 发生漏失。盐层井段虽然采用加厚套管,但必须提高水泥环的质量,因为优质的水泥环提高套管的抗挤强度;分散盐层蠕动产生的集中载荷,避免套管受到集中载荷,减少被挤毁的危险。盐层固井对水泥外加剂的抗盐性能要求很高。普通淡水外加剂尤其是降失水剂在盐水条件下不能够控制水泥浆失水从而失去保持水泥浆性能稳定的能力。分散剂和缓凝剂问题不很突出。我们进行大量实验数据优选的配方如下:领浆:G 水泥(820g)+水(345g)+盐(62.1)+液态降失水剂 SWJ-3(30g)+减阻剂 SWJZ-1(0.6g)+缓凝剂 SWH-1(1.6g)+消泡剂 SWX-1(1.0g)密度:1.90g/cm3 稠化时间:8540Mpa40BC635min 失水情况 856.9MPa30min API 失水量:85ml 水灰比 820/345(0.42)PH 值 7 流动度:22.5cm850.1MPa24h 抗压强度:18.5Mpa 尾浆:G 水泥(820g)+水(345g)+盐(62.1 g)+粉末降失水剂 SWJ-7(5.6g) +减阻剂 SWJZ-1(4.8g) +缓凝剂 SWH-1 (0.3g)+消泡剂 SWX-1(1.0g) 密度:1.90g/cm3 稠化时间:8540Mpa40BC218min 失水情况 856.9MPa30min API 失水量:82ml 水灰比 820/345(0.42)PH 值 7 流动度:23cm 850.1MPa24h 抗压强度:20.5Mpa。领浆和尾浆配浆水均采用 17%不高不低含盐浓度,水泥浆性能容易调节;水泥浆溶解盐的速度不会太快,不会因过度溶解而导致失稳。从性能中我们可以看出 SWJ-3 体系具有流变性能好,降失水缓凝两种功能,分散剂加量少。SWJ-7 体系具有流变性能差一些,需要加大分散剂的加量,降失水和促凝两种功能。两种降失水都有很好抗盐降失水的性能。 3、现场应用在 012 井 244.5mm/250.8mm(盐层段)技术套管固井 012 井是在土库曼开发第一口开发井,三开 311.15mm 钻深 2860 米,下入244.5mm+250.8mm 组合套管,其中 250.8mm 高抗挤厚壁套管封固 2100-2850 米盐膏层段。钻井液未半饱和盐水钻井液体系,密度 1.76g/cm3,粘度 80 秒。井队先期堵漏后裸眼井段承压能力当量密度 1.95g/cm3,下套管之前认真通井处理泥浆、划眼和大排量洗井,确保井眼干净、畅通、稳定、不漏、不涌,钻井液中 2%的塑料小球,减少下套摩阻。管串结构:浮鞋+套管 1 根+浮箍+套管 1 根+浮箍+250.8mm 套管 520 米+变丝 1 只+250.8mm 套管至井口。 施工过程:注入 8m3 密度 1.1g/cm3 冲洗液,用水 工业盐 SWJ-3 配制而成。注入 8m3 密度 1.70g/cm3 冲洗液,用水、工业盐、悬浮剂、重晶石粉配制而成。注入 38m3 密度 1.90g/cm3 领奖,用水 工业盐水泥 SWJ-3 等水泥添加剂配制而成。注入 40m3 密度 1.90g/cm3 尾浆,用水 工业盐水泥 SWJ-7 等水泥添加剂配制而成。压塞和替浆共 102m3,替浆排量先大后小,平均排量 1.8m3/min。本次固井施工顺利,各项指标符合要求,试压合格,测得固井质量总评为优。 4、盐层固井的认识与体会 (1)应先期堵漏和承压试验,下套前认真通井处理钻井液,确保井眼良好,钻井液具有良好润滑性,减小下套摩阻。(2)应采用抗盐双凝水泥浆体系。控制下部盐层段尾浆稠化时间,以迅速形成高强度水泥环,防止盐层蠕动。(3)优选的前置液需具有良好的抗盐性能和冲洗能力。加重隔离液具有良好的清洗隔离能力,并在高温下保持稳定。(4)采用变流态顶替技术,替浆开始大排量紊流顶替,替浆结束前 15 分钟小排量塞流顶替,确保盐层扩眼井段顶替效率。(5)选择抗高温和抗盐油井水泥外加剂,重点是降失水剂的选择。(6)采用半饱和盐水配置水泥浆,减少盐溶解对水泥浆失水、强度和稠化时间等的影响,实践证明是正确的。