吉林油田長(zhǎng)深5井固井工藝技術(shù)

1、吉林油田長(zhǎng)深吉林油田長(zhǎng)深5井固井工藝技術(shù)井固井工藝技術(shù)王順利毛靖勛孫富全袁志軍（吉林石油集團(tuán)公司鉆井工藝研究院）摘要長(zhǎng)深5井是吉林油田最深的一口天然氣預(yù)探井，設(shè)計(jì)井深5400米，實(shí)際完鉆5321米，生產(chǎn)套管固井存在著井深溫度高、全封溫差大和酸性氣體腐蝕等技術(shù)難點(diǎn)，固井需要考慮防漏、防竄和防腐。根據(jù)改井基本情況和難點(diǎn)分析，確定固井方案，研究開(kāi)發(fā)抗高溫前置液和水泥漿體系，優(yōu)化固井工藝參數(shù)，成功完成了長(zhǎng)深5井固井作業(yè)，固井質(zhì)量合格率100%，

2、優(yōu)質(zhì)率96.46%。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞抗高溫前置液水泥漿固井工藝施工作業(yè)1地質(zhì)特征和鉆井概況長(zhǎng)深5井位于松遼盆地南部長(zhǎng)嶺斷陷北部洼陷乾安北1號(hào)火山巖頂面構(gòu)造較高部位，目的層發(fā)育有兩種類型的儲(chǔ)層，分別是常規(guī)的碎屑巖儲(chǔ)層和火山巖儲(chǔ)層。該構(gòu)造泉一段、登婁庫(kù)組儲(chǔ)層埋深3100～4700m，巖性以粉、細(xì)砂巖和砂礫巖為主，儲(chǔ)層物性較好；火山巖巖性以流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r為主，間夾溢流相流紋巖，儲(chǔ)層孔隙度3～11%，具有較好的儲(chǔ)集能力，油氣水層位置為懷德氣層（3

3、690～5310m）。長(zhǎng)深5井一開(kāi)：Φ444.5mm鉆頭鉆至1202m，下入Φ339.7mm表層套管固井，水泥漿返至地面；二開(kāi)：Φ311.2mm鉆頭鉆至3375m，入Φ244.5mm技術(shù)套管，雙級(jí)注水泥，水泥漿返至井口；三開(kāi)：Φ215.9mm鉆頭鉆至5321m，下入Φ139.7mm油層套管，雙級(jí)注水泥，全井封固。三開(kāi)井段采用近平衡鉆井，3375～4000m繼續(xù)使用二開(kāi)聚磺鉆井液，4000～4300m轉(zhuǎn)換成抗高溫鉆井液，密度1.20～1.

4、28gcm3，黏度50～70s，動(dòng)切力5～18Pa，鉆井液設(shè)計(jì)中考慮防漏。實(shí)際完井鉆井液密度1.30gcm3，粘度110s。地層孔隙壓力系數(shù)1.12～1.16gcm3，破裂壓力系數(shù)約2.4gcm3。2生產(chǎn)套管固井難點(diǎn)2.12.1井深，溫度高井深，溫度高長(zhǎng)深5井設(shè)計(jì)完鉆井深5400m，預(yù)期井底靜止溫度高達(dá)220℃，循環(huán)溫度180℃，接近目前國(guó)內(nèi)固井最高溫度。固井最大的難點(diǎn)是固井前置液和水泥漿的抗高溫性能，要求水泥漿在高溫下性能穩(wěn)定并具有良

5、好的可調(diào)性。該井實(shí)際完鉆井深5321米，根據(jù)電測(cè)溫度和臨井實(shí)測(cè)溫度，考慮施工安全性，確定井底循環(huán)溫度為144℃，靜止溫度180℃，地溫梯度3.1℃100m。表1松遼盆地地層溫度情況松遼盆地地層溫度情況井深循環(huán)溫度靜止溫度地溫梯度順序地區(qū)井號(hào)項(xiàng)目(m)(℃)(℃)(℃100m)1大慶油田徐深22固井53201701903.32吉林油田長(zhǎng)深1固井39051081353.13吉林油田長(zhǎng)深1測(cè)試38101121403.34吉林油田長(zhǎng)深5實(shí)驗(yàn)54

6、001441801801803.45吉林油田長(zhǎng)深5電測(cè)53211281602.736吉林油田長(zhǎng)深5固井53211441803.12.22.2連續(xù)連續(xù)，雙級(jí)注連續(xù)連續(xù)，雙級(jí)注固井采用雙級(jí)注水泥工藝，封固井段長(zhǎng)，中間不留空段，固井水泥漿在滿足一級(jí)固井施工要求的基4.34.3抗高溫水泥漿體系抗高溫水泥漿體系（1）一級(jí)注水泥一級(jí)注水泥抗高溫水泥漿體系的關(guān)鍵在于降失水劑、緩凝劑、分散劑和防竄材料等外加劑的抗高溫性能。哈里伯頓、斯侖貝謝和菲利浦斯等

7、國(guó)外固井公司均有抗高溫外加劑系列產(chǎn)品，如哈里伯頓的Halad314L和SCR100L，斯侖貝謝的GASBLIOCKD700等。一級(jí)固井封固段較長(zhǎng)2470m，基于防漏防竄和保護(hù)油氣層考慮，固井采用雙凝雙密度水泥漿結(jié)構(gòu)，上部為密度1.40～1.45gcm3的膠乳高強(qiáng)度低密度防漏水泥漿，下部為密度1.83～1.88gcm3的常規(guī)密度膠乳防竄水泥漿。上部膠乳高強(qiáng)低密度領(lǐng)漿封固段長(zhǎng)1370米，下部膠乳常規(guī)密度尾漿封固段長(zhǎng)1000米，全井的井底當(dāng)量

8、密度為1.49gcm3（鉆井液密度按1.24gcm3計(jì)算）。水泥漿采用膠乳材料的目的是為了防竄。膠乳是用于描述一種乳化聚合物的通用名稱，這種材料通常是以很小的球狀聚合物顆粒的乳狀懸浮液的形式提供的，膠乳中聚合物膠粒的粒徑在0.05～0.5μm范圍，大多數(shù)乳膠懸浮液含有大約50%的固相。1957年Rouins和Ddalidson研究膠乳水泥漿體系在固井中的應(yīng)用，他們提出的膠乳水泥漿體系具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①減小水泥環(huán)體積收縮，改善水泥環(huán)與套

9、管、地層間的膠結(jié)情況；②降低射孔時(shí)水泥環(huán)的破裂度，水泥石韌性性能好；③具有良好的防氣竄性能；④降低水泥環(huán)失水量；⑤延長(zhǎng)油井壽命。膠乳水泥的代表體系主要是苯乙烯—丁二烯膠乳體系，1985年P(guān)arcevaux等證實(shí)苯乙烯—丁二烯膠乳可作為防止環(huán)空氣竄的有效填加劑。國(guó)外膠乳水泥漿廣泛應(yīng)用于分支井、天然氣井等疑難井固井中，斯倫貝謝公司為大慶古深1井和徐深22井設(shè)計(jì)的水泥漿方案以及四川氣井固井水泥漿方案均為膠乳水泥漿體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在2004年，

10、斯倫貝謝公司就應(yīng)用膠乳水泥漿實(shí)施了約102次固井作業(yè)。（2）二級(jí)注水泥二級(jí)注水泥水泥漿體系采用高強(qiáng)度低密度水泥漿體系。雖然二級(jí)固井全部在技術(shù)套管內(nèi)，不存在漏失等疑難問(wèn)題，但考慮到一次封固段較長(zhǎng)（2850米），鉆井液密度為1.24gcm3(固井水泥漿密度應(yīng)高于泥漿密度0.2～0.3gcm3時(shí)才能有效進(jìn)行頂替)，同時(shí)考慮到水泥石強(qiáng)度發(fā)展需要，確定采用密度為1.45gcm3的高強(qiáng)低密度水泥漿一次上返至地面。高強(qiáng)低密度水泥漿體系的開(kāi)發(fā)基于緊密堆

11、積理論，相對(duì)于普通低密度水泥漿來(lái)說(shuō)具有以下特點(diǎn)：①早期抗壓強(qiáng)度高，可與正常密度的水泥漿相媲美，且后期強(qiáng)度不衰退；②水泥漿沉降穩(wěn)定性好，游離液為零；③水泥石滲透率低，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力；④具有良好的防氣竄能力；⑤水泥漿失水量低，可控制在50mL以下；⑥水泥漿流變性能良好，流變指數(shù)n≥0.7。該水泥漿技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外欠平衡鉆井、長(zhǎng)封固段井、低壓易漏井固井中得到大量應(yīng)用，均取得良好效果。4.44.4水泥漿組分和功能水泥漿組分和功能表4抗高溫膠

12、乳水泥漿的組分和功能抗高溫膠乳水泥漿的組分和功能材料功能備注膠乳BCT800L防氣竄防腐蝕濕混降失水劑BXF200L控制水泥漿失水量濕混消泡劑D50、G603消除水泥漿中氣泡濕混緩凝劑BXR300L、BXR300EX調(diào)節(jié)水泥漿稠化時(shí)間濕混漂珠降低水泥漿密度干混增強(qiáng)材料PZWA提高水泥漿穩(wěn)定性和水泥石強(qiáng)度、降水泥石低滲透率干混4.54.5水泥漿配方和性能水泥漿配方和性能表5水泥漿配方和性能水泥漿配方和性能套管分級(jí)箍下深，m53202850