元页HF-1井Φ139．7mm套管固井技术-论文.pdf

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1、工业技术ChinaSCienceandTechnologyReview●I元页HF-1井139．7ram套管固井技术邓子波(中石化胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司固井公司山东东营257064)’[摘要】元页HF一1井是元坝地区第一口页岩气井，设计井深492Om，实际完钻4982m，生产套管为水平井固井，且使用了柴油基钻井液完井，存在套管下人难、居中难，油水基钻井液相容难等技术难题，固井需要考虑防窜、润湿性反转。根据该井基本情况和难点分析，确定固井方案，研究采用了四级隔离液模式，优选水泥浆体系，优化固井工艺参数，成功完成T：~HF—I固井作业，固井质量合格，满足了后续作业要求。[

2、关键词]固井技术页岩气井水平井油基钻井液元页HF—l井中图分类号：TE256文献标识码：B文章编号：1009—914X(2014)42—0019—011概况先导水泥浆流变性能近似紊流。冲洗时间为5—8mira。先导水泥浆中加入纤维元页HF—l井是中石化勘探南方分公司部署在川东北元坝南部低缓断褶带(o．2％)提高顶替效率。的一口页岩水平井，目的层为中侏罗统千佛崖组二段泥页岩油气层，储层岩性3．3合理设计浆柱结构，提高顶替效率主要为灰色泥页岩、深灰—_灰黑色泥页岩夹细砂岩、粉砂岩，设计井深4920m(垂(1)领浆性能在保证稳定性良好的前提下，尽量低切力以有利于压稳，封固深3659m)

3、，实际完钻井深4982m，：好直井段，设计双凝界面3350m。2固井难点分析(2)尾浆封固水平段与大斜度井段，要求零游离液(尾浆倾斜45。)，同时在尾2．1套管下入难、居中难浆中加入纤维防止漏失，增加水泥石的韧性与抗冲击性。(1)水平井段对井壁的侧压力很大，由于井斜角大、水平段较长，导致下套(3)隔离液、水泥浆按最小的密度差梯度，在高固相含量的油基钻井液条件管摩阻较大，使套管很难顺利下至预定位置，水平井段对井壁的侧压力大，水下，水平段能减少高低边流动差异，从而达到更好的顶替效果。平段较长以及井眼粘卡等井眼条件所带来的高摩阻造成套管下人困难3．4调整压稳设计方法，确保气层压稳(2)

4、水平井段套管所受的重力方向不再是轴向而是径向，这一重力极易导(1)改进的压稳计算设计：地层压力按垂深计算，水泥浆失重按斜深计算致套管偏心，甚至贴边，套管难以居中。(2)采用预应力固井工艺，按B点处垂深3659m领、尾浆段按斜深计算失重，2．2提高顶替效率难点进行压稳计算，替浆结束后环空加回压抵消水泥浆失重压力损耗。(1)套管偏心，使套管低边的钻井液驱动困难，因此水平井段更容易窜槽，4水泥浆体系性能评价形成一条通道，从而影响水钻井液的顶替效率。4．5水泥石三轴力学性能测试(2)水平段采用了油基钻井液完钻，固井时需要恢复水润性，达到润湿反将尾浆配方中是否加入“防窜剂FLOK一2+纤维

5、ALF—l”的水泥石进行力转，来提高水泥浆顶替效率及水泥和井壁胶结质量。学性能对比，实验采用高温高压三轴岩石力学测试系统进行了三轴应力测试，(3)钻进时，因水平井的钻井液性能会偏重考虑井壁稳定的因素，需提高钻试验条件为三轴应力(围压30MPa，温度90"C)，测试得三轴围压下的抗压强度、井液粘度来有效清洗井眼，钻井液比重、粘度一般比较高，流动性差，固井时严弹性模量和泊松比值，其结果见表l3。重影响顶替效率。由三轴应力应变曲线可知，在井下温度压力条件下(围压30MPa。温度902．3水泥浆体系难点℃)，配方中加入“防窜剂FLOK-2+纤维ALF-1的水泥石比未加“防窜剂(1)固井液

6、体对于油基钻井液存在破乳、絮凝问题，存在安全隐患。FLOK-2与纤维ALF一1”的水泥石应变值大4—5倍，同时应力值增大17．4MPa，(2)油基钻井液以及其形成的油膜泥饼难以驱替干净，水泥浆胶结质量存弹性模量降低了2倍，说明防窜剂FLOK-2和纤维ALF—l有助于增加水泥石弹在问题。塑性。针对套管139．7倒n极限载荷(最大内压)下套管最大变形量3．5％左右，传(3)由于油基钻井液保温性能良好，钻进时油基钻井液温度可能会高于地递至水泥环压力为45MPa~右，因此本次水泥石能在套管变形范围内保持完整层温度，固井时存在安全隐患，对水泥浆性能要求较高。不破裂对页岩气固井来说，能提高页

7、岩气固井质量，保持油气井水泥环的长期(4)目的层为低孔低渗的页岩气储层，而页岩气层的开采需要采取压裂增完整性。产措施，大型压裂与分段压裂均对固井胶结质量提出了较高的要求，对水泥环5现场施工的抗冲击能力要求高。在满足生产井段水泥浆胶结质量良好的前提下，还要保元页HF-1井于2012年6月8日进行固井施工作业，注入水泥浆139m’，其中证水泥石的长期封固效果。先导水泥浆15m3，领浆46rn3，中间浆37m3，尾浆41m，注水泥排量1．卜1．4m3／3主要固并技术措施mLn，替浆排量