中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院完井所靳建州——深井、復(fù)雜井固井新技術(shù)
尊敬的各位代表，女士們先生們大家好，非常榮幸參加這次省會(huì)，有一個(gè)演講的機(jī)會(huì)。我是靳建州，今天我和大家一塊交流和學(xué)習(xí)的題目是深井和復(fù)雜井的固井技術(shù)，然后將這些年我們?nèi)〉玫囊稽c(diǎn)成績(jī)向各位專(zhuān)家領(lǐng)導(dǎo)做一下匯報(bào)。
隨著石油和天然氣的全球的激增，全球都在盡最大的努力獲得產(chǎn)量，我們也在努力的拓展，從常規(guī)的向深層和海洋發(fā)展，也包括專(zhuān)家講的一些頁(yè)巖氣和煤層氣和可燃冰都已經(jīng)走向了將來(lái)我們要面向的日程里。
從我們的角度來(lái)說(shuō)就是目標(biāo)的日益復(fù)雜，一個(gè)是復(fù)雜深井，超深井，復(fù)雜天然氣井，酸性油氣藏，致密油氣，還有儲(chǔ)氣庫(kù)，還有我們要走向海洋的低溫深水固井等等，我們都做了相關(guān)的研究。其中一個(gè)簡(jiǎn)單的按照需求度做了劃分，一個(gè)是深井的固井，一個(gè)是頁(yè)巖氣的研究方向，這個(gè)畫(huà)到儲(chǔ)氣庫(kù)里，所以我的報(bào)告有兩個(gè)部分，一個(gè)是深井高溫大溫差固井技術(shù)。
從地質(zhì)的角度來(lái)說(shuō)主要一個(gè)是地層本身所具有的高溫，深井帶來(lái)的高溫，另外中深的梯度高帶來(lái)的，另外從工程角度是在油氣剛性成本的控制下對(duì)工程技術(shù)的投入有限，這是剛性的要求。另外就是長(zhǎng)裸眼段的一次封固越來(lái)越多。然后另外就是盡可能的簡(jiǎn)化作業(yè)程序的長(zhǎng)封固段。綜合的地質(zhì)和各工程角度我們固井就面臨大溫差條件下的一次封固作業(yè)，里面的核心的就是高溫差固井水泥漿的技術(shù)。
在說(shuō)這個(gè)之前我們想簡(jiǎn)單的把高溫大溫差的定義做一個(gè)闡述，就是我基于我現(xiàn)在固井，溫差定義為井底的循環(huán)溫度和水泥頂面處?kù)o止溫度的插枝，這個(gè)文德差高于30度就是大溫差的條件，現(xiàn)在以110度為分解點(diǎn)，高于110度就是高溫大溫差，低的就是低大溫差。
技術(shù)要求有幾個(gè)方面，一個(gè)是籌劃時(shí)間，一個(gè)是固井的安全系數(shù)高，然后穩(wěn)定系數(shù)高，不鼓包和包心，然后水泥的石頂部強(qiáng)度發(fā)展快，另外就是高度條件下強(qiáng)度穩(wěn)定，也就是水泥是的穩(wěn)定性。通過(guò)這幾個(gè)方面的要求核心問(wèn)題就是水泥漿的處理劑。
根據(jù)一些設(shè)計(jì)我們根據(jù)聚合物的體系引進(jìn)特定的東西里面通過(guò)水泥石的形成的轉(zhuǎn)變的過(guò)程，設(shè)計(jì)成里面相應(yīng)的分子團(tuán)，然后開(kāi)發(fā)一系列的產(chǎn)品檢驗(yàn)。這里的高溫的處理劑，現(xiàn)在抗溫可以達(dá)40到400度，可以滿足要求。
從緩凝劑角度看都可以耐受溫度的限制，有效的現(xiàn)場(chǎng)水泥漿的時(shí)間。對(duì)于單一的溫度來(lái)說(shuō)緩凝劑的增加，水泥漿籌劃時(shí)間的呈線性延長(zhǎng)，所以籌劃時(shí)間可以在可控制的延長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)的固井的施工安全有保障。
從另外一個(gè)角度看可以將井在溫度測(cè)不準(zhǔn)的情況下，把這井的施工時(shí)間定位，然后我就選取，可能溫度測(cè)不準(zhǔn)，在加量的情況下都要滿足。我也可以很快的確定到底加量多少，這個(gè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工有支持。然后就是緩凝劑的強(qiáng)度的性能，然后配制的緩凝漿體系，在控制的時(shí)間下都可以達(dá)到200兆以上。
那么頂部的強(qiáng)度我們現(xiàn)在還是以130度的水凝漿微粒，在水泥頂面反到60攝氏度三小時(shí)，經(jīng)過(guò)72小時(shí)就可以達(dá)到，這是一個(gè)間接的測(cè)量方法，顯示的值比較低，但是可以達(dá)到，現(xiàn)在就是可以用反到60的固井。
另外循環(huán)溫度100的籌劃時(shí)間為37分鐘，反到80度，46小時(shí)開(kāi)始強(qiáng)度發(fā)展，這個(gè)也是一個(gè)高溫深井的，基本上可以把深井的尾管的范圍囊括到里面。第三個(gè)就是兩個(gè)循環(huán)溫度的點(diǎn)，反到地面按照30的溫度籌劃，都定義為30分鐘，三天的時(shí)間強(qiáng)度都可以起來(lái)，72小時(shí)可以進(jìn)行后續(xù)的作業(yè)。
另外一個(gè)就是DRF為主的，通過(guò)條件加量可以有效的控制失水量，這個(gè)也可以抗鹽，就是大段的鹽水層都可以應(yīng)用。總體來(lái)說(shuō)它的綜合性能是這張表的要求，總體的流動(dòng)度，失水量等都能滿足要求。
具體來(lái)說(shuō)流動(dòng)度到21到23厘米，失水量低，籌劃時(shí)間任意可調(diào)，水泥石的強(qiáng)度高，適庸與大溫差固井，綜合性能滿足固井施工的要求。這套體系我們也做了相關(guān)的在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，主要在塔里木、遼河等固了30多口井。
比如說(shuō)這個(gè)東部風(fēng)險(xiǎn)探井，這個(gè)是五寸半的管，一次封固段上2810米，上下溫差80度，然后固井質(zhì)量還是效果比較好的，一次性封固段最長(zhǎng)的一個(gè)記錄。另外就是一個(gè)淺山的固井，下深五千多米，井底是162度，一次封固段長(zhǎng)度是一千多米，質(zhì)量也比較好。
第三個(gè)就是塔里木，塔里木是六千多米的井，然后井底溫度是152，然后固定質(zhì)量是合格。以上是第一部分。
第二部分我想向各位領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家匯報(bào)一下儲(chǔ)氣庫(kù)的枯竭，儲(chǔ)氣庫(kù)本身有一些特殊的要求，另外儲(chǔ)氣庫(kù)要有一個(gè)溫度的變化，密封的要求很高。另外就是儲(chǔ)氣庫(kù)一個(gè)井的質(zhì)量可能影響一個(gè)庫(kù)的安全運(yùn)行。另外就是串氣風(fēng)險(xiǎn)大，處理難度大，成本高。我們認(rèn)為里面的核心技術(shù)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)密封性，一個(gè)是管的本題的，另外一個(gè)就是水泥環(huán)的密封性，現(xiàn)在我們都是用的套管，而且單個(gè)套管都會(huì)經(jīng)過(guò)檢測(cè)，這個(gè)基本上可以放心的做下去，另外就是水泥環(huán)的密封性，這塊我們需要相關(guān)的攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)完整形成需要我的思想支撐技術(shù)，包括我的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，我的配套的工藝技術(shù)，重點(diǎn)是從后面的，一個(gè)是水泥漿和水泥石的兩個(gè)方面。
這個(gè)工作的落腳點(diǎn)就是我們的的使儲(chǔ)氣庫(kù)的難點(diǎn)，一個(gè)是易漏失，高性能低密的社困難，套管的承重難度大，然后就是丟失和反復(fù)處理的效率就會(huì)影響，不同程度的存在油氣水串，然后性能要求高，然后就是綜合的施工的難度大。
我們?cè)谶@里面實(shí)驗(yàn)了三項(xiàng)技術(shù)，第一項(xiàng)技術(shù)就是利用三種材料，就是GRE的三種材料，降低水泥石的彈性模量，減少水泥石的收縮，同時(shí)保證強(qiáng)度，這個(gè)強(qiáng)度可以達(dá)到14兆帕以上較常規(guī)水泥可以到50%，膨脹率到2到2%，水泥漿密度是1.5到2.6%。我們現(xiàn)在的應(yīng)用的就是1.9左右。這是水泥石的改造效果圖，這個(gè)是一個(gè)改造后的水泥是，這個(gè)是一個(gè)常規(guī)的水泥石，同樣的壓力狀態(tài)下基本上還是一個(gè)完整的狀態(tài)，這個(gè)已經(jīng)完全的散落，微觀的來(lái)看這是壓后的水泥石，這兩個(gè)斷面都可以看得出來(lái)，這個(gè)材料可以起到一個(gè)筋骨的作用，改變力學(xué)性能。同時(shí)這種柔性的顆�？梢苑稚⑺嗍那闆r，可以更加的受重，對(duì)它的強(qiáng)度有很好的改善，這是第一項(xiàng)技術(shù)。
第二項(xiàng)技術(shù)就是高效的沖洗劑，配出的前置液，因?yàn)楹芏嗟木阢@井的過(guò)程中有很多歸，這個(gè)清洗劑可以提高效率。然后還有加工的材料，這個(gè)是球形的，我們現(xiàn)在選擇的是不規(guī)則的加工材料，在頂替的過(guò)程中可以增加剪切力，增加能力，提高沖洗效果。第三就是配套的中低溫的穩(wěn)定性，包括我的體系的黏度在合理的范圍內(nèi)。第二項(xiàng)技術(shù)的最后一個(gè)評(píng)價(jià)效果就是用清水和未加重的和加有加重劑的在相同的條件下對(duì)泥漿的沖洗的性能，清水的時(shí)間是三分多，加重的是一分多，可以在較短時(shí)間實(shí)現(xiàn)，這是第二項(xiàng)技術(shù)。
第三項(xiàng)技術(shù)就是平衡固井，平衡壓力固井也是老生常談的事情，我們做了幾個(gè)工作。一個(gè)就是壓力平衡，在固井施工過(guò)程中的平衡，這個(gè)施工的過(guò)程中在頂替過(guò)程有一個(gè)瞬間欠壓，還有頂替到位平衡的壓力，藍(lán)圖凝平衡壓力，后期要做到防串，我們做了幾方面的工作，一個(gè)優(yōu)化固井液柱的結(jié)構(gòu)，另外一個(gè)是水泥漿的顆粒級(jí)配，前面說(shuō)的幾種材料，通過(guò)緊密對(duì)接設(shè)計(jì)保證不收縮。第三就是流體頂替的黏度級(jí)配，最后一個(gè)就是液體密度級(jí)配。包括我的各個(gè)液，和水泥漿要實(shí)現(xiàn)遞增的體系，提高我的頂替效率，這是三項(xiàng)技術(shù)。這三個(gè)技術(shù)我們?cè)谌A北儲(chǔ)氣庫(kù)和遼河相關(guān)的情形進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，這里面有一個(gè)例子，這個(gè)是華北的，它的井底溫度是130，一次封固段長(zhǎng)1652，我們用了三項(xiàng)技術(shù)，質(zhì)量還是比較好的，是做得最好的一口井，以上是我的一些粗淺的認(rèn)識(shí)，請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家、代表多多批評(píng)指正，謝謝。
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