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《四川盆地頁巖氣水平井固井技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、四川盆地頁巖氣水平井固井技術趙常青曾凡坤劉世彬冷永紅（川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司研發(fā)中心）摘要頁巖氣水平井氣藏因其儲層物性差，大都采用大型壓裂技術才能獲得產(chǎn)能，對水泥環(huán)層間封隔性能要求較高，同時鉆井液采用高密度油基（合成基）泥漿嚴重影響頂替效率和界面膠結(jié)質(zhì)量，通過采用增韌纖維水泥漿、高效沖洗隔離液、集成應用川渝地區(qū)成熟提高長水平段頂替效率，前期三口井固井質(zhì)量均滿足后期增產(chǎn)作業(yè)，為川渝地區(qū)頁巖氣水平井固井提供了技術儲備。關鍵詞頁巖氣水平井增韌水泥漿沖洗液固井工藝固井質(zhì)量f—刖弓我國頁巖氣藏資源量豐富，隨著常規(guī)天然氣資源的不斷枯竭，頁巖氣等非常規(guī)天然
2、氣資源止成為開發(fā)的熱點。據(jù)冇關專家估計四川盆地僅寒武系九老洞組和志留系龍馬溪組的頁巖氣資源就可以與四川盆地的常規(guī)天然氣資源總最相媲美。但是頁巖氣藏屬于典型的低孔、低滲、低產(chǎn)汕氣藏。三口先導性試驗井實鉆過程中，為抑制頁巖水化膨脹，三口井均于產(chǎn)層段鉆井中采用油基（合成基）鉆井液，同吋四川頁巖氣藏井壁穩(wěn)定性差，鉆遇地層坍塌、垮塌大多數(shù)采用提肓井漿密度維持井壁穩(wěn)定。如威2O1?H1井完鉆泥漿密度達2.35g/cm高密度油棊（合成基）泥漿及長水平段嚴重影響頂替效率及界面膠結(jié)與后期大規(guī)模、重復壓裂提供需要的優(yōu)質(zhì)層間封隔矛厲突出。為此在三口井固井實際過程屮，采
3、用增韌纖維水泥漿體系，增加水泥石抗破碎能，減少因局部能量蓄積導致的裂紋迅速擴展;采用高效界面清洗性隔離液、沖洗液改變界而潤濕性；綜合應用各種技術提高同井人斜度水平井頂替效率；實現(xiàn)了高效優(yōu)質(zhì)固井。通過三口井現(xiàn)場探索試驗，初步形成了冃前技術條件下的四川盆地頁巖氣水平井固井技術。一、增韌纖維水泥漿體系為改善水泥石抗沖擊性能通常是在水泥漿屮添加適當?shù)脑鲰g外加劑來改變水泥石的動態(tài)力學性能，提高水泥石斷裂韌性。因此，要增強水泥石的彈性，首先要研制和篩選合適水泥漿增韌外加劑。1增韌纖維材料選擇提高水泥韌性的方法通常是在水泥漿中加入纖維材料。纖維在水泥漿體中的主要
4、功能是阻裂、增韌、增強、抗收縮、防腐蝕和抗?jié)B透。其阻裂和增韌的作用機制為：在撓Illi載荷作用下，提高材料形成可見裂縫時的載荷能力；在疲勞載荷作用下阻止裂縫擴展；在沖擊載荷作用下對裂紋尖端應力場形成屏蔽；顯著提高水泥石的斷裂韌性。F1前國內(nèi)外建材行業(yè)和油井水泥都壟于下述方法增加水泥石韌性：（1）在水泥漿中加入一定比例的長短纖維，如木質(zhì)纖維、尼龍纖維、合成纖維、玻璃纖維等。利用纖維對負荷的傳遞，致使水泥石內(nèi)部缺陷的應力集中減小，即增加水泥石抗沖擊能力。(2)用聚合物水泥漿，如纖維素衍生物、樹脂、膠乳或合成大分子等，山于大分子対水泥微粒之間連接作用和顆
5、粒填充作用而增加水泥石韌性。前期實驗表明：纖維與水泥的重最比例、體積比例、長徑比、以及分布狀況等，對水泥漿的性能影響極人，對水泥石的塑性和其它力學性質(zhì)也舉足輕重。纖維過長、長徑比過高都會影響水泥漿的失水性和流變性；纖維短、長徑比過低，則水泥石韌性和其它力學性質(zhì)增效甚小。在選擇纖維種類和進行化學改性時，還應注意纖維與水泥界面粘接強度，它是影響水泥石力學性能的重要因素乞一。川慶井下口主研發(fā)SD66纖維增韌劑采用的纖維長度均小于4mm,冇不同的長度分布和合適的長徑比。其中含冇兩種不同性能復合纖維即高彈模纖維和低彈模纖維。高彈模纖在水泥石裂紋初期阻止裂紋擴
6、展，提高水泥石抗裂性能和強度。低彈模纖維，在裂紋擴展階段纖維提高水泥石延展性，復合纖維提高水泥石的抗裂性和延展性，增加水泥石韌性⑴。2纖維水泥漿性能增韌劑能明顯改變水泥石的力學性能，但一般不單獨使用，須與其它水泥外加劑一起配制水泥漿，要求增韌劑與其他添加劑具有很好的相容性。該水泥漿除了有較好的力學性能外，還必須滿足施工対水泥漿性能的要求。表1是，采用SD66增韌纖維及井下常用水泥漿外加劑試驗。(溫度高于110°C,均為加砂水泥漿)表1常規(guī)密度SD66系列増韌水泥漿的性能配方編號流動度(cm)析水(%)濾失量(ml/30min)稠化時間(min)/*
7、C抗壓強度(MPa)24h48hT(°C)124043297/902770223045276/903290324048480/1001419120424047400/1001620120522048340/12017130表1表明SD66增韌纖維與其他水泥漿添加劑相容性好，其工程性能滿足施T要求。具體表現(xiàn)：①漿體流動性好，初稠不高，易于泵送、施工；②析水極低，多數(shù)為零、漿體穩(wěn)定,在做高溫高壓稠化實驗過程中，中途停止攪拌15分鐘后再攪拌，最大稠度約為20-25BC,經(jīng)一定時間攪拌后恢復到8BC左右，這對施工短吋間停泵不會帶來不利影響；③濾失量低、抗壓
8、強度高。在試驗過程屮，通過觀察認為，塑性體系水泥漿有良好的穩(wěn)定性，兒乎無沉降，但為了用定量指標來衡量，對水泥漿的沉降穩(wěn)定性
