【摘 要】
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川西地区属典型的高温高压高产区块,是西南油气田勘探的重点区块。川西地区下部海相地层不仅裂缝发育,还发育高压水层,地层安全密度窗口窄,易造成钻井和固井过程中的漏失,严重影响钻井安全和固井质量。为提高川西地区深部海相地层的固井质量,为油气资源的安全经济高效开发提供保障,开展窄安全密度窗口条件下的固井新技术新方法的研究意义重大。本文针对川西地区深部海相地层具有裂缝发育、安全密度窗口窄的特征,拟提出采用控
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川西地区属典型的高温高压高产区块,是西南油气田勘探的重点区块。川西地区下部海相地层不仅裂缝发育,还发育高压水层,地层安全密度窗口窄,易造成钻井和固井过程中的漏失,严重影响钻井安全和固井质量。为提高川西地区深部海相地层的固井质量,为油气资源的安全经济高效开发提供保障,开展窄安全密度窗口条件下的固井新技术新方法的研究意义重大。本文针对川西地区深部海相地层具有裂缝发育、安全密度窗口窄的特征,拟提出采用控压固井来防止固井井漏、提高固井质量的新方法;开展了下部海相裂缝性地层控压固井的可行性论证和控压固井工艺技术研究,提出了适用于川西海相裂缝性地层的控压固井技术,并将该技术成功应用于龙岗、九龙山与双鱼石构造的海相地层固井当中,固井质量得到显著提高。通过本文研究形成的认识及取得的主要成果有:(1)基于最大拉应力理论与摩尔-库伦理论(Mohr-Coulomb)作为岩石破坏判断准则,建立了地层漏失压力理论模型;利用岩石力学参数、地应力、地层孔隙压力、漏失压力,结合现场实测结果,明确工区的安全密度窗口范围。(2)以压力平衡法固井与控压固井工艺技术原理为基础,结合川西地区超深井固井存在安全密度窗口窄(最小0.02 g/cm3)、油气显示活跃、喷漏同存、固井质量低等实际难题,建立了一套“三步法评价体系”的精细控压压力平衡法固井可行性评价方法,论证了川西地区超深井适合采用精细控压压力平衡法固井的技术可行性。(3)以平衡压力固井与保证顶替效率为基础,优化施工排量和压力,通过精确调控井口回压实现固井过程中井底压力的精准控制,实现固井过程中的压稳与防漏;优化水泥浆、前置液的密度及用量,形成“隔离液+冲洗液+水泥浆”的冲洗型浆柱结构,提高顶替效率和固井质量。(4)将本文提出的精细控压压力平衡法固井技术在川西工区进行了现场试验,平均固井优质率由6.38%提高到了 56.60%、合格率由51.04%提高到了 90.52%,固井质量得到显著提高,为后期油气井的使用寿命及生产过程中的井筒完整性提供有力保障。本文研究成果不仅丰富完善了固井的理论,并在实际现场得到验证和应用,对窄安全密度窗口地层固井具有指导作用。
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