吉林油田浅层热采井固井技术.doc

吉林油田浅层热采井固井技术摘要：吉林油田扶余地区、长春岭地区具有较丰富的浅层稠油藏，2007年和2008年吉林 油田开始对这两个区块的稠油藏进行初步的布署开发本文详细论述了浅层热采井固井的主 要技术难题，提出了解决方案，通过室內试验研究了性能优良的适合浅层热采井固井和开采 要求的低温高强水泥浆体系，现场应用后形成了优良的水泥浆性能、完善的固井前准备、合 理的固井施工工艺于一体的浅层热采井固井综合技术，逐步探索和优选出适合该区的高效 开发方式和做法，为下一步油藏评价和有效动用开发提供技术支持关键词：浅层热采井 固井质量 低温高强水泥浆、八 、■刖B长春岭地区和扶余地区油层埋深浅（330-500米），地层胶结较为疏松，该地区存在较 丰富的稠油藏由于稠油流动阻力大，大多采用热力降粘的方式开采，主要是用注蒸汽热采 的方法注蒸汽热采一般为蒸汽吞吐，后期转为蒸汽驱的方法，因此热采稠油井的固井水泥 浆必须适应和满足蒸汽吞吐和蒸汽驱开采方式的要求由于存在热采井的低温固井（22-30 C）与高温开采（高于270 C ）的特点，对固井水泥浆体系和固井施工提出了更高要求， 因此浅层热采井的开发技术是我们必须重视和攻克的一项重要的应用固井技术。

2007年以 长春岭地区进行先导性试验，研究了以低温高强水泥浆为主的配套技术并应用于现场，在先 导试验效果良好的情况下，在扶余和长春岭开始大规模开发，固井合格率达到了 100%,优 质率80%以上，水泥浆体系高温强度满足后期开发要求，为推动浅层稠油藏的经济高效开发 积累了丰富的经验长春岭区域构造位置位于松辽盆地南部东南隆起区长春岭背斜带南端，开发目的层为泉 四段扶余油层泉四段储层岩性主要为粉砂岩，细砂岩次之储层物性条件较好，孔隙度一 般为12.5-33.2%,平均孔隙度26.81%,渗透率•般为7. 0-1666. 7X 10-3^2,平均渗透率 401.9X10-3刚2该区油藏埋藏浅，埋深■般在210〜350m,地层压力低，•般在2. 3MPa 以下，地层温度偏低，油层温度22C左右表1 长春岭地区油藏简介区块长春岭地区区域构造松辽盆地南部东南隆起区长春岭背斜带南端开发层位泉四段孔隙度26.81%渗透率401.9X10^W原油粘度21. 6〜73. OmPa. s (50C ) 103. OmPa. s (20C )油藏埋深210〜350m开采方式蒸气吞吐油层温度22-28 C1固井技术难点热力采油是目前稠油开采的主要方式,但采用这种方式采油对于完井工作提出了更高的 要求，具有较大的难度。

1. 1水泥浆低返现象严重热采井固井水泥浆总是要求返到地面，从而有效地保护套管，延长稠油热采井的使用 寿命但长春岭和扶余地区属于胶结疏松的地层，固井时极易发生漏失低返；同时由于原有 的低温速凝水泥浆体系失水量较大，造成候凝过程中的微渗漏，也易形成水泥浆低返1. 2水泥浆体系抗高温性能差浅层热采井固井既要满足在低温条件下迅速凝固，防止油气水窜槽，保证固井质量；又 要满足在高温条件下开采水泥石强度不衰退和渗透率不增大，防止出现井口窜汽现象2技术关键针对浅层稠油热采井，固井的技术关键为：2.1针对稠油热采井固井，合理选择耐高温水泥浆体系2.2针对稠油油藏埋藏浅，地层疏松特点，合理选择水泥浆体系和施工方法及施工方式， 防止疏松地层漏失，保证水泥返出地面2.3套管柱采用同提拉预应力及安装热应力补偿装置，减少套管损坏其中关键技术是研究筛选热采井用的水泥浆体系其中水泥石强度、渗透率满足高温 注蒸汽的要求水泥浆性能需要在破裂压力较低的疏松地层保证水泥返至地面通过采取措 施使静止侯凝期间水泥浆不下沉，保证水泥与套管、水泥与地层之间胶结良好，提高固井质 量，延长油井开采寿命3采取的技术措施重点以水泥浆体系为主进行研究，稠油热采井固井，设计耐高温油井水泥配置的水泥 浆返到地面，3.1采用全井G级嘉华水泥，通过加石英砂提高抗高温强度，通过加入耐高温增强材料提 高高温下水泥浆的稳定性和强度，保证水泥石的耐高温性能。

3. 2应用降失水剂降低水泥浆体系的失水量，把水泥浆的失水量控制在150毫升以内，这 对于防止水泥浆在侯凝过程中由于失水而导致低返将起到至关重要的作用3. 3应用NCD速凝早强药水，保证低温下的水泥浆性能配置的水泥浆体系除具有良好的 流动性，低失水等性能外，要求水泥浆的侯凝时间缩短到10-20分钟，使水泥浆的凝结过程 中失水时间得到有效控制，即在固井结束后10-20分钟內水泥浆迅速凝结，形成强度，减少 失水时间，即能保证固井质量，又能保证返高微膨胀早强性能增大套管与井壁之间的连接 力，使水泥石强度增加并防止形成微间隙，延长油井的使用寿命3. 4套管柱采用同提拉预应力及安装热应力补偿装置，减少套管损坏3. 5研究和改进固井技术措施，调整固井施工参数，合理控制施工排量，保证井壁的稳定 性，防止井漏造成低返4室内研究针对长春岭油田的油藏特性，优选出能在低温度(22-30C左右)条件下实施固井的水 泥浆体系和在高温条件下开采的水泥石性能，防止蒸汽吞吐时的层间窜和井间窜，影响吸汽 效率4. 1技术指标：流动度：＞230mm密度：1. 87-1. 95g/cm3初凝时间:30-50min终凝时间：＜10min稠化时间：30-50min (20-50BC) ＜10min (50-100BC)水泥右低温抗压强度三lOMPa, 270C抗压强度三14MPa4.2室内实验G嘉华水泥+20%石英砂+10%BWS (增强材料)应用NCD早强速凝药水配制：表2低温高强水泥浆体系性能数据表BWS%石英砂％NCD加量％水灰比流动度mm密度 g/cm3温度C初凝 时间min终凝 时间 min失水量抗压强度MpaNCD降Ml270C102020. 60. 150. 422401.9222336810. 11&2102020. 50. 150. 422401.92223871010. 61&8102020. 30. 150. 422401. 92304081014. 519. 1102020. 20. 150. 422401.9230457615. 37从表2数据可以看出，体系的流动性适合固井施工要求，能够提高顶替效率，为水泥浆 与井壁的良好胶结提供条件，同时体系的凝结时间缩短、抗压强度高、水泥石韧性增强，可 以实现施工结束后的快速凝结、短过渡和胶结良好，水泥浆的失水量控制在50毫升以内， 这对于防止水泥浆在侯凝过程中由于失水而导致低返及保证水泥浆性能将起到至关重要的 作用，抗高温强度大于14MPa,满足后期热采要求。

表3列出了表2中的水泥浆膨胀率数据表3 水泥浆体系的膨胀率序 号体系水灰比流动度密度稠化时间膨胀率％mmg/cm3条件2d3d7d1低温水泥浆10. 422401. 924322 C1. 71. 73.42低温水泥浆20. 422351.925030C1.83.66. 53原浆0. 422201. 9223522 C1.62.8_1. 2■♦-低温水泥拓低温水泥浆2 原浆］图1 低温高强水泥浆膨胀率曲线表3的数据可以看出，水泥浆稠化时间满足固井施工后快速凝结的要求，同时稠化曲线 呈直角效应从图1的膨胀率变化曲线可以看出，该低温高强水泥浆随养护天数增加，膨胀 率增加，而原浆随养护天数增加，体积收缩可见，该体系可以弥补水泥石凝固产生的体积 收缩增加套管与井壁之间的连接力，使水泥石强度增加，抗高温性能增强，有利于提高固 井质量和保证后续采油作业的顺利进行5现场试验在室内试验取得良好性能的基础上，将低温高强水泥浆应用到了长春岭和扶余地区，同 时科学使用热力补偿器以及合理设计施工参数，严格规范现场施工，通过应用证明现场的水 泥浆性能满足固井施工要求并与室内配方相符合，固井质量良好，固井水泥浆全部…次返到 地面。

5. 1固井质量根据上面的研究结果，经过现场应用和改进，取得了良好的效果2007年和2008年在 长春岭和扶余地区共开发了 174 口浅层热采井，固井合格率达到了 100%,优质率达到了 80 以上，具体数据见表3表4浅层热釆井固井质量统计表时间固井口数合格率％优质率％地区2008 年12110080. 99扶余2007 年4010090长春岭2008 年1310084. 61长春岭5. 2现场施工5. 2. 1固井施工前，钻井队要大排量循环钻井液2周，并按设计要求调整钻井液性能5.2.2具备固井施工条件后，固井队严格按照固井施工设计设计要求进行固井施工，保证固井施工连续顺畅5. 2. 3注入前置液2m3,排量为0. 9 m3 /min.5. 2. 4注入首浆10 m3,注入尾浆6. 5 m3,排量为0. 9 m3 /min5.2. 5压塞、替量，替入6 n?清水，排量为1.2 itf/min5.2.6碰压后，敞压候凝6结论6. 1通过加石英砂和增强材料低温高强水泥浆体系高温下强度达到了 14MPa以上，保证了 水泥石的耐高温性能，可以满足热采要求6. 2应用降失水剂降低了水泥浆体系的失水量，把水泥浆的失水量控制在150毫升以内，这 对于防止水泥浆在侯凝过程中由于失水而导致低返将起到至关重要的作用，保证了水泥浆一 次性返到地面。

6. 3应用NCD速凝早强微膨胀药水，除具有良好的流动性，低失水等性能外，侯凝时间缩短, 快速形成强度，即保证了固井质量，又能保证返高延长油井的使用寿命参考文献：1. 《钻井手册（甲方）》编写组，钻井手册（甲方）上册，北京：石油工业出版社，2. 刘崇健、黄柏宗、徐同台、刘孝良等编者，油气井注水泥理论与应用，石油工业出版社。