四川盆地窄密度窗口超深井控压固井工艺

发布时间：2021-08-13 00:16

　　四川盆地地质构造复杂,以川西地区为例,井深7000 m以上,安全密度窗口仅0.05～0.08 g/cm³,固井漏失风险高,通常被迫反挤水泥浆补救,固井质量段长合格率仅39.6%。基于此,开展控压固井工艺研究,以川西地区为例,分析了井筒工作液密度、钻井液流变性、顶替排量、环空控压值对固井防漏和顶替效率的影响。研究表明,控压固井前钻井液等井筒工作液密度下调范围宜在0.05～0.08 g/cm³;钻井液动切力宜低于6 Pa;固井顶替排量应不低于22 L/s,即环空返速为0.9m/s,同时顶替后期应根据薄弱层位压力当量密度,采取变排量顶替技术;采用控压下套管工艺和分段憋压候凝技术解决常规下套管工艺和候凝工艺的不足。控压固井技术在四川盆地窄密度窗口超深井应用26井次,创造了多项应用指标记录,最大井深7793 m,最小密度窗口0.05 g/cm³,一次上返率为100%,固井合格率为100%,复杂易漏失井固井质量段长优质率由21.45%提高到44.58%,较好地解决了固井漏失低返问题。 

【文章来源】：钻井液与完井液. 2020,37(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

钻井液流变性对顶替效率的影响

(1）排量对顶替效率影响。区块钻井液平均动切力9 Pa，塑性黏度55 mPa·s，固井施工排量范围20～30 L/s，通过固井设计软件计算出施工排量对摩阻和顶替效率的影响，如表4和图2所示，为保证95%以上顶替效率，顶替排量应超于22 L/s，即环空返速大于0.9 m/s。但较高的顶替排量会明显增加循环摩阻当量密度，可能引发井漏。因此，顶替后期应适当控制排量，进行变排量顶替。(2）变排量防漏设计。采用高精度的水力学计算模型，精确计算顶替过程环空动当量密度，进行变排量设计。超深井井温对水泥浆流变性有较明显影响，不同温度下川西地区典型水泥浆流变实验结果如图3和图4所示。在20～120℃范围内，不同温度下水泥浆流变曲线差异较大。因此，为精确计算环空摩阻，选用含温流变本构方程替代常规的二参数或三参数恒温流变本构方程[8]。含温流变本构方程如式（1）、（2）、（3）所示。

以图3和图4典型水泥浆为例，密度为1.95g/cm3的典型水泥浆参数A取190.5，参数B取99.9，参数C取9.3，参数D取133.1。密度为2.05g/cm3的典型水泥浆参数A取216.2，参数B取68.7，参数C取16.5，参数D取55.98。图4 密度为2.05 g/cm3水泥浆流变曲线


本文编号：3339348