西南地区页岩气固井技术应用研究.pdf

《西南地区页岩气固井技术应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、西南地区页岩气固井技术应用研究赵休龙(中原石油工程有限公司固井公司，河南濮阳457000)摘要：西南地区是我国页岩气勘探开发最成熟的区域，总结了页岩气固井技术难点，对目前的固井技术及措施进行实例剖析，提出了目前页岩气固井存在的问题，为页岩气固井技术的发展提供指导。关键词：页岩气；固井技术；难点；西南地区西南是国内页岩气勘探开发最成熟的区域之一，页岩气主要分布层位包括志留系龙马溪组、寒武系下统筇竹寺组和侏罗纪自流井组大安寨、珍珠冲地层。其中产量最高的是涪陵页岩气田。2012年底焦页1HF井获得20．3X104m3／d的高产工业气流，实现了页岩气勘探的重大突破。然而，由于页岩气

2、井的特性，在固井过程中往往出现较多困难，导致固井质量不合格，严重影响工程质量及后期气田开发。因此，开展页岩气井固井技术研究及实践具有重大意义。1页岩气固井难点(1)套管下入困难。主要是川南地区，由于井眼轨迹差，加入套管扶正器后套管刚性大，下入困难，多口井出现了下套管时间长达48h以上的情况，长宁H9-4井套管未下入到位。而焦石坝地区下步井眼垂深和水平段进一步加深加长，井眼轨迹根据地质情况及时进行调整，加大了套管下入难度。(2)套管居中困难。根据软件模拟，215．9mm井眼下入139．7ram套管，按一根套管带一只206mm扶正器，套管居中度才能达到约76％。而部分井队不愿意

3、下入扶正器，或者只愿意下入195ram扶正器。(3)油基钻井液清洗困难。油基钻井液在生产套管外壁和井壁形成油膜，难以驱替，尤其是很多井存在井漏情况，环空返速低，无法保证固井胶结质量。(4)井漏情况普遍。焦石坝、川南地区及金页区块恶性井漏多，地层承压能力低，压力窗口较窄，水泥浆密度和环空现场施工动态当量密度要求设计精确。尤其是油基钻井液环境下堵漏手段有限，都是强行固井，容易出现返高不够的情况。部分复杂井常常是漏失伴随着后效和溢流的同时发生，窗口较窄，固井过程要兼顾压稳和防漏，难度较大。(5)水泥浆要求高。为满足大型水力压裂，要求水泥浆有较高的弹韧性和强度。(6)水基钻井液抑制

4、性差。油基钻井液环保方面带来较大压力，因此，往水基钻井液发展是大趋势，但目前来看，水基钻井液抑制性较差，带来井壁垮塌、井径不规则等影响，造成套管难以下入、提高顶替效率困难、水泥浆用量难以确定等固井难点。2页岩气固井技术2．1上部地层可控胶凝堵漏技术川南和焦石坝上部地层缝洞性漏失比较普遍，尤其是焦石坝南区，部分井二开完钻前堵漏时间长达2个月，使得钻井周期远超定额。可控胶凝剂研究成功后，经过40余井次的堵漏应用，一次性堵漏成功率80％，堵漏成功率达90％以上，成功的解决了裂缝性地层钻井过程中发生的恶性漏失。尤其是江汉钻二焦页65—2HF井，井下钻遇地下暗河漏失万余方、经过40余

5、次堵漏无效，使用可控胶凝后效果显著。该堵漏剂是由胶凝材料、触变剂、纤维增韧剂、膨胀剂、微胶囊吸水树脂及表面调节剂组成。以淡水或现场水为配浆水，可配制成1．40∥cm31．70∥cm3的可控胶凝堵漏浆，改变触变剂的加量可满足低温和中温条件下的堵漏时间要求。2．2固井水泥浆技术最早使用的是四级冲洗体系：防破乳剂(柴油)、冲洗液、加重隔离液、低密度水泥浆。以焦页卜3HF井为例，其中使用柴油是防止出现破乳问题，并且有着稀释作用，对改变流体有一定作用(考虑到环保等问题，目前已经取消柴油)。使用的冲洗液是在前置液中加入10—20％油基冲洗剂。通过不同加重介质室内实验模拟对比，发现冲洗效

6、果铁矿粉和石英砂大干重品石，综合考虑成本，采用颗粒比较大的石英砂与重晶石复配。采取的主要措施是对前置液6速读数进行优化，通过计算得知该井该井注替排量为2．30m3／min，因此我们在施工过程中控制注灰排量为2．50m3／min(前置液量38m3，注灰5m3时前置液出套管鞋)，实现前置液经过环空时流态为紊流。该井施工过程顺利，固井质量全井优质(声幅全井5％左右)。页岩气固井对水泥浆要求较高，大量水泥浆技术均得到了应用。例如(中石化工程院的)弹塑性水泥浆、(中石油钻井院和重庆弘晟)的胶乳水泥浆、韧性水泥浆、胶粒水泥浆、纤维水泥浆等。通过焦石坝37口井的固井质量和射孔后的投产跟踪

7、调查，发现在满足大型水力压裂方面，实际应用效果差异性不大，因此渐渐放弃了成本较高的胶乳、胶粒和弹塑性水泥浆，而是选用韧性水泥浆和纤维水泥浆。此外，目前自主研发的多套水泥浆体系，也取得了良好的固井效果。2．3固井工艺技术与措施页岩气产层固井面临的最大难题是井漏问题，采取的重点工艺措施包括：(1)对于井底恶性漏失的井，采用封隔器+分级箍的组合，封隔下步漏失井段后打开分级箍进行固井作业；(2)前置液和水泥浆中加入堵漏纤维、超细碳酸钙等堵漏材料，增加浆体预堵漏能力；(3)合理设计浆柱，尽量降低液柱压力(较少尾浆附加量)；(