本文關(guān)鍵詞：長寧—威遠地區(qū)頁巖氣水平井固井技術(shù)研究　出處：《西南石油大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 頁巖氣井 固井 層間封隔 沖洗隔離液 增韌水泥石

【摘要】：我國四川盆地頁巖氣資源豐富,能夠形成較好的工業(yè)產(chǎn)能,是中國頁巖氣勘探開發(fā)最有利和最重要的地區(qū)。為此,中國率先在四川盆地開展了頁巖氣勘探開發(fā)先導(dǎo)性試驗,設(shè)立長寧-威遠國家級頁巖氣示范區(qū)。頁巖氣藏具有自生自儲、自然產(chǎn)能低、孔隙度和滲透率極低等儲層特征,并具有水敏性強、易膨脹、易垮塌的特點。長寧-威遠地區(qū)頁巖氣井采用水平井建井加分段水力壓裂的開采模式,以實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)化開發(fā)和獲得比較理想的產(chǎn)量,提高頁巖氣井的經(jīng)濟效益。在儲層鉆進時采用高密度油基鉆井液來保證井筒安全與穩(wěn)定。但也給頁巖氣水平井固井技術(shù)帶來了一系列難題和挑戰(zhàn)：油基鉆井液與水基的水泥漿不相容,嚴重影響水泥漿的凝結(jié)和界面膠結(jié)質(zhì)量。水泥石屬于硬脆性材料,后期大型體積壓裂壓力高、時間長,水泥環(huán)受高內(nèi)壓與沖擊作用極易發(fā)生破壞,壓裂液隨水泥環(huán)產(chǎn)生的裂縫流動,降低壓裂效果,被破壞后水泥環(huán)失去層間封隔和保護套管的作用,嚴重影響到頁巖氣井的正常開發(fā)與開采壽命。如何保證頁巖氣水平井的層間封隔質(zhì)量成為頁巖氣開發(fā)不可忽視的問題之一。論文針對長寧-威遠頁巖氣示范區(qū)頁巖氣水平井固井面臨的問題,從評價方法、材料優(yōu)選、體系研究、工藝技術(shù)措施方面開展了研究：(1)開展了油基鉆井液與水泥漿相容性評價,油基鉆井液會造成水泥漿流變性、凝結(jié)時間、抗壓強度、膠結(jié)強度等性能出現(xiàn)劣化,水泥水化不充分,油滴在水泥石內(nèi)形成的孔洞,水泥石結(jié)構(gòu)疏松,力學(xué)性能大幅降低。(2)根據(jù)表面活性劑的作用原理以及前置液的作用效果要求,提出了以表面張力與潤濕性、沖洗效率和界面膠結(jié)強度評價為核心的表面活性劑評價方法,優(yōu)選出了沖洗效率和界面潤濕效果優(yōu)良的表面活性劑SD80、懸浮能力和抗溫性能良好的多糖聚合物懸浮劑SD85；在此基礎(chǔ)上,研發(fā)了一套密度1.50-2.40g/cm3的沖洗隔離液體系；(3)開展了聚酯纖維改性水泥石、陶瓷纖維改性水泥石、無機礦物纖維改性水泥石、碳纖維改性水泥石的抗壓、抗拉和三軸力學(xué)性能測試,優(yōu)選出無機礦物纖維SD66作為增韌劑；通過線膨脹測試和高溫高壓體積收縮測試優(yōu)選出膨脹劑SDP-1,在此基礎(chǔ)上形成了一套韌性微膨脹水泥漿體系。(4)從高密度稠漿段塞舉砂、扶正器改型與安放、鉆井液性能調(diào)整、注替排量優(yōu)化四個方面開展了提高頁巖氣水平井固井頂替效率的工藝技術(shù)研究,并結(jié)合全井筒清水頂替預(yù)應(yīng)力固井技術(shù),降低侯凝過程中環(huán)空微間隙,降低氣竄發(fā)生幾率。(5)相關(guān)研究成果在長寧-威遠區(qū)塊的6口井現(xiàn)場試驗,均取得了較好的固井質(zhì)量,滿足了后期水力壓裂的要求。
[Abstract]:China's Sichuan Basin is rich in shale gas resources and can form good industrial production capacity, which is the most favorable and important area for shale gas exploration and development in China. China took the lead in the pilot test of shale gas exploration and development in Sichuan Basin and set up Changning-Weiyuan National Shale Gas demonstration Zone. Shale gas reservoir has self-generated self-reservoir and low natural productivity. The reservoir is characterized by very low porosity and permeability, and has the characteristics of strong water sensitivity, easy expansion and easy collapse. The shale gas wells in Changning-Weiyuan area adopt the production mode of horizontal well building and fracturing. In order to realize the commercial development of shale gas and obtain the ideal production. To improve the economic benefit of shale gas wells, the high density oil base drilling fluid is used to ensure the safety and stability of wellbore during reservoir drilling. However, it also brings a series of difficulties and challenges to the cementing technology of shale gas horizontal wells. The oil-base drilling fluid is incompatible with the water-based cement slurry. Cement stone is a kind of hard and brittle material with high pressure and long time of large volume fracturing in late stage. The cement ring is easily destroyed by high internal pressure and impact. The fracturing fluid flows with the fracture produced by the cement ring, which reduces the fracturing effect, and loses the function of interlayer sealing and casing protection after the cement ring is destroyed. How to ensure the interlayer sealing quality of shale gas horizontal well becomes one of the problems that can not be ignored in shale gas development. The paper aims at Changning-Weiyuan shale gas demonstration area. Problems in cementing of horizontal rock gas wells. The evaluation of the compatibility of oil based drilling fluid and cement slurry is carried out from the aspects of evaluation method, material selection, system research, process and technical measures. Oil based drilling fluid will cause rheological change of cement slurry. Setting time, compressive strength, cementing strength and other properties appear deterioration, cement hydration is not sufficient, oil droplets in the cement stone formed holes, cement stone structure is loose. According to the action principle of surfactant and the requirement of the action effect of the presolution, the surface tension and wettability were proposed. The surface active agent SD80 with good washing efficiency and interfacial wetting effect was selected as the core evaluation method of the washing efficiency and interfacial bonding strength. Polysaccharide polymer suspension agent SD85 with good suspension ability and temperature resistance; On this basis, a washing and isolating liquid system with density of 1.50-2.40 g / cm ~ 3 was developed. The compressive, tensile and triaxial mechanical properties of polyester fiber modified cement stone, ceramic fiber modified cement stone, inorganic mineral fiber modified cement stone and carbon fiber modified cement stone were tested. Inorganic mineral fiber SD66 was selected as toughening agent. The expansion agent SDP-1 was selected by linear expansion test and volume shrinkage test at high temperature and high pressure. On this basis, a set of ductile micro-expansive cement slurry system. The modification and placement of centralizer, the adjustment of drilling fluid performance and the optimization of injection displacement were carried out to improve the cementing displacement efficiency of shale gas horizontal wells, and combined with the pre-stressed cementing technology of clean water displacement in the whole wellbore. The related research results were tested in 6 wells in Changning-Weiyuan block, and good cementing quality was obtained. It meets the requirement of hydraulic fracturing in the later stage.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE256

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本文編號：1414243