大庆油田调整井固井技术

大庆油田调整井固井技术大庆油田调整井固井技术目录前言一、大庆调整井固井特点二、调整井钻井地质技术三、固井基础理论研究四、调整井固井配套技术五、调整井固井技术发展的几点认识大庆油田调整井固井技术前言随着油田开发的发展，为进一步挖掘油田潜力，提高开发效果和采收率，都要进行调整工作，为油田调整所钻井即为调整井。调整井与油田开发初期油气层处于原始状态的基础井网相比较，存在井下压力系统复杂，邻井相互影响等多种问题，固井质量不易保证。通过对大庆油田调整开发过程的不断认识和总结，在地质压力预测与控制技术、固井基础理论研究、固井水泥外加剂研究与应用、固井工具研制与应用、固井施工配套技术等方面得到了全面的发展,逐步形成了一套具有大庆油田特色的调整井固井技术。大庆油田调整井固井技术调整井固井面对的难点3.油田开发需求2.油田地质特点1.一、大庆调整井固井特点大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点大庆油田调整井的开发区块主要为大庆长垣内由北向南的七个构造，分别是喇嘛甸构造、萨尔图构造、杏树岗构造、高台子构造、太平屯构造、敖包塔构造和葡萄花构造等。油层多，非均质严重，层间、平面及层内矛盾非常突出。纵向上单层有效厚度从0.2米到10多米；渗透率从20×10-3μm2到5μm2。高渗透油层与低渗透油层、厚油层与薄油层交互分布。从油田北部的喇嘛甸到南部的杏树岗，储层层数减少，厚度变薄，渗透率变低。油田北部厚油层比较发育，厚油层以正韵律和多段韵律油层为主，在平面上相变频繁而剧烈，非均质性严重。1油田地质特点大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点大庆油田自开发以来，经历了自喷、转抽、水驱、聚驱、复合驱等一次、二次和三次采油方式；经历了基础井网、一次加密、二次加密和三次加密调整等布井阶段；开发对象由开发初期的厚油层到现在的表外层和薄差油层；隔层的厚度逐步降低，以1毫达西的物性为界限，隔层的厚度已降到1米；主力油田的主力油层综合含水达到了90%以上，进入高含水后期开发阶段。2油田开发需求--------油田开发基本历程大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点在固井质量方面，从对固井的一界面要求封固好到要求水泥环的质量，进而要求固井二界面的质量；不仅要求厚的油层隔层封固好，还要求全井和每个小层封固好。正是由于油田开发这种对固井质量永不满足的要求，才有力的促进了油田调整井固井技术的不断发展。2油田开发需求--------开发对固井质量的要求调整初期只是应用声幅测井合格率考核固井质量二次加密要求用声幅测井的优质率考核固井质量三次加密应用变密度测井胶结指数考核固井质量目前应用15天的声变测井结果制定射孔方案大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点调整井固井面对的难点------多压力层系的影响3易漏层影响固井质量2低渗透异常高压层影响固井质量31层间矛盾大（欠压层）影响固井质量33大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点低渗高压层的显著特点是高压层泄压缓慢或者根本泄不出来，钻井过程中，使用高密度钻井液，有时甚至高于水泥浆密度，影响顶替效率。固井候凝期间，环空压力下降，地层流体易侵入水泥浆中，影响固井质量。杏北区的S2、S3组，南二、三区的S0组，北区的S0、S1组等，都存在异常的低渗高压层。严重地影响固井质量。如北2-丁3-P50井，钻井液密度已达到2.0g/cm3,但在S1(922m-925m)组仍有3m层位发生严重水窜，呈现无水泥的空套管显示，说明低渗透高压层存在水窜问题。调整井固井面对的难点------多压力层系的影响3低渗透异常高压层影响固井质量大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点由于存在易漏层，不得不采用限压固井，替速偏低，造成顶替效率不高，这也是影响固井质量的重要原因之一，特别是容易固成全井混窜的不合格井。由1998年杏北区48口合格井与不合格井统计可知，返速低于1.5m/s有36口井，占了总井数的75%，7口不合格井，有6口井返速低于1.5m/s，只有1口井返速高于1.5m/s，而且此井因井漏而漏封低返288m。例如杏6-2-611井采用限压固井，返速为0.91m/s，从910m-1030m声幅幅值都在50%左右，形成全井混窜的不合格井。易漏层影响固井质量调整井固井面对的难点------多压力层系的影响3大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点层间矛盾就是同一井筒纵向存在高压层、欠压层甚至易漏层。固井时对高压层采取措施，会引起井漏，若针对漏失层采取防漏固井措施，又会因压不稳高压层而影响固井质量。杏北区，P1组为主力油层，渗透率高，但由于断层切割遮挡原因，长期形成了“只采不注”的欠压层。调整井固井面对的难点------多压力层系的影响3层间矛盾大（欠压层）影响固井质量总体上讲，单独的漏失层、欠压层并不难解决，单独的高压层也可以解决，难就难在高压层与欠压层、高压层与漏失层同时存在，或三者同时存在，这就是制约固井质量进一步提高的一个技术上的难题。大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点调整井固井面对的难点------井下环境的影响3井下环境对固井质量的影响固井前后的注采状态井下流体的矿化度大庆油田调整井固井技术一、大庆调整井固井特点射孔和压裂等后续作业对水泥环和固井一、二界面的胶结质量都存在一定的影响。在大庆油田薄差层的开发过程中，由于隔层的逐步缩短，油层射孔必然影响到隔层水泥环的质量，这就要求水泥环有一个很好的抗射孔冲击韧性来保证射孔条件下的薄差层固井质量。调整井固井面对的难点------后续作业的影响3以上三个方面的影响都是大庆油田特殊的地质条件和开发过程以及对固井质量的要求所决定的。大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术大庆油田调整井钻井地质技术是一门新的专业技术，是一项伴随着大庆油田高效注水开发而产生和发展的。调整井钻井地质技术研究内容及对象1调整井钻井地质技术的特点及研究方法2调整井钻井地质技术3摸索阶段发展阶段完善提高阶段大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术地质预测技术1剖面调整技术2完井解释技术3计算机地质辅助技术41.调整井钻井地质技术研究内容及对象系统的钻井地质技术大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术1.调整井钻井地质技术研究内容及对象研究对象是影响钻井安全和质量的地质因素。构造岩性地层流体孔隙压力破裂压力影响钻井地质因素地质预测调整压力、流速，保证钻井的安全规律研究大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术2.调整井钻井地质技术的特点及研究方法大庆油田是一个多油层的砂岩油藏，油层物性在纵向上及横向上变化都很大。经注水开发，造成了流体压力在平面和层间上的很大差异。由于深埋地下，具有隐蔽和动态变化的不确定性质，使我们很难直接观测地质参数值。尤其是压力的变化会给钻井安全和质量带来很大风险。所以，调整井地质技术研究的主要地质因素是地层压力，并且是随时随地开展的一项艰难的工作。大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术2.调整井钻井地质技术的特点及研究方法1、渗流力学理论技术和油田精细地质研究成果的应用。2、电法测井技术的应用。3、数学模拟回归、计算机技术的应用。4、裸眼地层压力测试技术应用。地质技术研究基本方法钻井显示观测注水井停注观测大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术钻井地质预测技术剖面调整技术完井地质解释技术地质计算机辅助技术大庆油田，由于非均质复杂的地质条件和不断地重复钻加密调整井，钻井地质技术研究无论在深度和广度上都具有国内外先进水平。大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---钻井地质预测技术（1）地（油）层参数预测。（2）构造参数预测。（3）浅气层预测。（4）油层气顶气（含气层）预测。（5）地层破裂压力预测。（6）油层物性预测。（7）油层孔隙流体流速预测。（8）地层孔隙压力预测。孔隙压力和流体流速是调整井钻井地质预测技术研究的主要对象。大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---剖面调整技术剖面调整的对象是动态的孔隙压力和流体流速两个地质参数，选择性地对注采状况进行暂时的控制，使其在纵向上的差异相对减小，有一个相对稳定而安全的地下环境，尽量满足钻井安全和质量需要。（1）油层孔隙流体流速剖面调整技术（3）高渗低压层保压注水技术（2）压力剖面调整技术大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---剖面调整技术（1）油层孔隙流体流速剖面调整技术开始影响固井质量的流速初始值称临界流速值。临界流速选择性控制排液井的排液量钻遇油层所有小层的流体流速控制在临界流速值以下保持固井候凝期间地下有一个暂时的相对稳定大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---剖面调整技术（2）压力剖面调整技术控制油水井生产状态和控制钻井液密度来调整钻遇地层压力的大小。②油层补孔泄压技术④原井眼放喷泄压技术⑤高压层欠平衡钻井泄压技术①注水井降压技术③钻井裸眼泄压技术大庆油田调整井固井技术高渗层压力系数保持在0.8-1.2范围内层间压差可减小2-3MPa二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---剖面调整技术（3）高渗低压层保压注水技术为了提高或保持高渗层的压力，减小层间压差，采用了高渗低压层保压注水技术。高渗低压层保压注水技术大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---完井地质解释技术•完井地质解释技术利用各种地质参数的岩电特征在完钻电测曲线上的反映，参考钻井过程的显示资料，间接计算解释有关地质因素的参数值。时间上更及时能够弥补预测精度不高及时满足固井具体措施制定的需要修正临井地质预测结果空间上更具体大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术⑴地层数据解释技术地（油）层分层数据解释，精度小于1米；断层数据解释，断点精度小于3米；地层倾角解释，误差小于0.5度。⑵含气砂岩系数解释技术计算解释含气砂岩系数，并确定出临界值。解释结果使含气砂岩固井质量控制在正常固井质量指标范围内。⑶地层破裂压力解释技术计算解释任一砂岩的地层破裂压力数据，并自动生成破裂压力系数剖面。由于受微构造因素的影响，破裂压力解释精度与压裂数据和井漏显示数据对比，符合率还不高。⑷地层孔隙压力解释技术①裸眼地层压力测试技术。②声波速度解释法。③自然电位解释法。④视电阻率解释法。3.调整井钻井地质技术---完井地质解释技术大庆油田调整井固井技术二、调整井钻井地质技术3.调整井钻井地质技术---地质计算机辅助技术现已形成了9个地质计算机辅助系统软件。在地质预测、剖面调整和完井解释技术及生产管理上部份应用了计算机辅助技术。地质计算机辅助技术解决了大量地质数据的复杂计算处理和判断，加快地质技术发展。大庆油田调整井固井技术三、固井基础理论研究大庆油田调整井地层情况复杂，随着开发的深入，地层情况变的更加复杂；而且，开发对固井质量的要求也在不断提高，使油田在开发的不同阶段，遇到不同的固井问题。从大庆油田调整井固井存在问题来看，在不同区块或不同时期主要表现为：“高压层问题、气窜问题、层间窜问题、高渗低压层问题”等等。面对调整井固井的技术难题，逐步形成和发展了以“压稳、居中、替净、密封”八字方针为指导的一整套具有大庆油田特点的固井技术，尤其是大庆油田调整井的固井基础研究，为固井技术的发展奠定了坚实的基础。大庆油田调整井固井技术三、固井基础理论研究1.固井基础研究简要回顾八五”期间，建立固井防窜实验室，之后，迅速发展:自主建立固井水泥模拟实验装置10余套；开展调整井固井机理及应用项目50余项；固井认识固井检测手段固井模拟方法大庆油田调整井固井技术1水（气）窜规律研究水泥环界面胶结强度研究2水渗流对固井质量影响研究5固井二界面胶结机理研究4射孔对水泥环损伤机理研究6水泥胀缩性研究3三、固井基础理论研究1.固井基础研究简要回顾固井后24|48小时检测固井质量大庆油田调整井固井技术1988年，针对调整井高压层水窜问题，开展了调整井水（气）窜规律研究，建立了Ⅰ型水气窜模拟装置。1993年针对