中國石油集團鉆井工程技術研究院完井所靳建州——深井、復雜井固井新技術

　　尊敬的各位代表，女士們先生們大家好，非常榮幸參加這次省會，有一個演講的機會。我是靳建州，今天我和大家一塊交流和學習的題目是深井和復雜井的固井技術，然后將這些年我們取得的一點成績向各位專家領導做一下匯報。

　　隨著石油和天然氣的全球的激增，全球都在盡最大的努力獲得產量，我們也在努力的拓展，從常規的向深層和海洋發展，也包括專家講的一些頁巖氣和煤層氣和可燃冰都已經走向了將來我們要面向的日程里。

　　從我們的角度來說就是目標的日益復雜，一個是復雜深井，超深井，復雜天然氣井，酸性油氣藏，致密油氣，還有儲氣庫，還有我們要走向海洋的低溫深水固井等等，我們都做了相關的研究。其中一個簡單的按照需求度做了劃分，一個是深井的固井，一個是頁巖氣的研究方向，這個畫到儲氣庫里，所以我的報告有兩個部分，一個是深井高溫大溫差固井技術。

　　從地質的角度來說主要一個是地層本身所具有的高溫，深井帶來的高溫，另外中深的梯度高帶來的，另外從工程角度是在油氣剛性成本的控制下對工程技術的投入有限，這是剛性的要求。另外就是長裸眼段的一次封固越來越多。然后另外就是盡可能的簡化作業程序的長封固段。綜合的地質和各工程角度我們固井就面臨大溫差條件下的一次封固作業，里面的核心的就是高溫差固井水泥漿的技術。

　　在說這個之前我們想簡單的把高溫大溫差的定義做一個闡述，就是我基于我現在固井，溫差定義為井底的循環溫度和水泥頂面處靜止溫度的插枝，這個文德差高于30度就是大溫差的條件，現在以110度為分解點，高于110度就是高溫大溫差，低的就是低大溫差。

　　技術要求有幾個方面，一個是籌劃時間，一個是固井的安全系數高，然后穩定系數高，不鼓包和包心，然后水泥的石頂部強度發展快，另外就是高度條件下強度穩定，也就是水泥是的穩定性。通過這幾個方面的要求核心問題就是水泥漿的處理劑。

　　根據一些設計我們根據聚合物的體系引進特定的東西里面通過水泥石的形成的轉變的過程，設計成里面相應的分子團，然后開發一系列的產品檢驗。這里的高溫的處理劑，現在抗溫可以達40到400度，可以滿足要求。

　　從緩凝劑角度看都可以耐受溫度的限制，有效的現場水泥漿的時間。對于單一的溫度來說緩凝劑的增加，水泥漿籌劃時間的呈線性延長，所以籌劃時間可以在可控制的延長，對整個的固井的施工安全有保障。

　　從另外一個角度看可以將井在溫度測不準的情況下，把這井的施工時間定位，然后我就選取，可能溫度測不準，在加量的情況下都要滿足。我也可以很快的確定到底加量多少，這個對現場施工有支持。然后就是緩凝劑的強度的性能，然后配制的緩凝漿體系，在控制的時間下都可以達到200兆以上。

　　那么頂部的強度我們現在還是以130度的水凝漿微粒，在水泥頂面反到60攝氏度三小時，經過72小時就可以達到，這是一個間接的測量方法，顯示的值比較低，但是可以達到，現在就是可以用反到60的固井。

　　另外循環溫度100的籌劃時間為37分鐘，反到80度，46小時開始強度發展，這個也是一個高溫深井的，基本上可以把深井的尾管的范圍囊括到里面。第三個就是兩個循環溫度的點，反到地面按照30的溫度籌劃，都定義為30分鐘，三天的時間強度都可以起來，72小時可以進行后續的作業。

　　另外一個就是DRF為主的，通過條件加量可以有效的控制失水量，這個也可以抗鹽，就是大段的鹽水層都可以應用。總體來說它的綜合性能是這張表的要求，總體的流動度，失水量等都能滿足要求。

　　具體來說流動度到21到23厘米，失水量低，籌劃時間任意可調，水泥石的強度高，適庸與大溫差固井，綜合性能滿足固井施工的要求。這套體系我們也做了相關的在現場應用，主要在塔里木、遼河等固了30多口井。

　　比如說這個東部風險探井，這個是五寸半的管，一次封固段上2810米，上下溫差80度，然后固井質量還是效果比較好的，一次性封固段最長的一個記錄。另外就是一個淺山的固井，下深五千多米，井底是162度，一次封固段長度是一千多米，質量也比較好。

　　第三個就是塔里木，塔里木是六千多米的井，然后井底溫度是152，然后固定質量是合格。以上是第一部分。

　　第二部分我想向各位領導和專家匯報一下儲氣庫的枯竭，儲氣庫本身有一些特殊的要求，另外儲氣庫要有一個溫度的變化，密封的要求很高。另外就是儲氣庫一個井的質量可能影響一個庫的安全運行。另外就是串氣風險大，處理難度大，成本高。我們認為里面的核心技術要實現兩個密封性，一個是管的本題的，另外一個就是水泥環的密封性，現在我們都是用的套管，而且單個套管都會經過檢測，這個基本上可以放心的做下去，另外就是水泥環的密封性，這塊我們需要相關的攻關，實現這兩個完整形成需要我的思想支撐技術，包括我的標準規范，我的配套的工藝技術，重點是從后面的，一個是水泥漿和水泥石的兩個方面。

　　這個工作的落腳點就是我們的的使儲氣庫的難點，一個是易漏失，高性能低密的社困難，套管的承重難度大，然后就是丟失和反復處理的效率就會影響，不同程度的存在油氣水串，然后性能要求高，然后就是綜合的施工的難度大。

　　我們在這里面實驗了三項技術，第一項技術就是利用三種材料，就是GRE的三種材料，降低水泥石的彈性模量，減少水泥石的收縮，同時保證強度，這個強度可以達到14兆帕以上較常規水泥可以到50%，膨脹率到2到2%，水泥漿密度是1.5到2.6%。我們現在的應用的就是1.9左右。這是水泥石的改造效果圖，這個是一個改造后的水泥是，這個是一個常規的水泥石，同樣的壓力狀態下基本上還是一個完整的狀態，這個已經完全的散落，微觀的來看這是壓后的水泥石，這兩個斷面都可以看得出來，這個材料可以起到一個筋骨的作用，改變力學性能。同時這種柔性的顆粒可以分散水泥石的情況，可以更加的受重，對它的強度有很好的改善，這是第一項技術。

　　第二項技術就是高效的沖洗劑，配出的前置液，因為很多的井在鉆井的過程中有很多歸，這個清洗劑可以提高效率。然后還有加工的材料，這個是球形的，我們現在選擇的是不規則的加工材料，在頂替的過程中可以增加剪切力，增加能力，提高沖洗效果。第三就是配套的中低溫的穩定性，包括我的體系的黏度在合理的范圍內。第二項技術的最后一個評價效果就是用清水和未加重的和加有加重劑的在相同的條件下對泥漿的沖洗的性能，清水的時間是三分多，加重的是一分多，可以在較短時間實現，這是第二項技術。

　　第三項技術就是平衡固井，平衡壓力固井也是老生常談的事情，我們做了幾個工作。一個就是壓力平衡，在固井施工過程中的平衡，這個施工的過程中在頂替過程有一個瞬間欠壓，還有頂替到位平衡的壓力，藍圖凝平衡壓力，后期要做到防串，我們做了幾方面的工作，一個優化固井液柱的結構，另外一個是水泥漿的顆粒級配，前面說的幾種材料，通過緊密對接設計保證不收縮。第三就是流體頂替的黏度級配，最后一個就是液體密度級配。包括我的各個液，和水泥漿要實現遞增的體系，提高我的頂替效率，這是三項技術。這三個技術我們在華北儲氣庫和遼河相關的情形進行了一些實驗，這里面有一個例子，這個是華北的，它的井底溫度是130，一次封固段長1652，我們用了三項技術，質量還是比較好的，是做得最好的一口井，以上是我的一些粗淺的認識，請各位領導、專家、代表多多批評指正，謝謝。