超深井施工作业工艺技术研究

2021-09-10张升峰

油气·石油与天然气科学 2021年6期

摘要：受完井深度大、地层压力高等因素影响，G区块超深井施工作业中存在冲砂难度大、复杂事故发生率高等问题，影响钻井周期，为此开展技术对策研究，包括制定超深井施工作业管理规定、优化冲砂技术和挤注灰技术等，指导实施6口超深井，一次交井合格率100%，无复杂事故发生，阶段累产油2.1万吨，生产效果较好，为区块深部储层有效动用奠定基础。

关键词：超深井施工作业技术研究

1.概况

G区块为复杂断块边底水油藏，开发目的层为下第三系沙河街组沙三、沙四段油层，油藏埋深2350～3000m，上报含油面积5.56平方公里，石油地质储量1364.5万吨，标定采收率25.0%，可采储量341万吨，储层呈现高孔高渗特征，平均孔隙度23.5%，平均渗透率1252.3mD.区块1988年投入开发，先后经历天然能量、注水开发、精细注水+深部调驱等开发阶段，共有油井100口，开井65口，日产液1072.4吨，日产油155.5吨，综合含水85.5%。

2.开发中存在问题

经历30多年开发历程，G区块浅层主力开发目的层储量动用怠尽，新井效果逐年变差，老井措施挖潜空间减少，稳产能力差，年自然递减率高达40%以上。为确保区块产量稳定，2019年以来，勘探开发重点向深层储层转移，但深井、超深井作业存在三方面难题，一是完井深度大，常规冲砂很难冲开井底沉砂，易形成砂埋;二是作业负荷重，浅层作业修井机不满足起升需求;三是钻进过程中复杂事故发生率高，突发异常情况频繁，常规应急措施难以应付。

3.技术对策研究

3.1强化制度建设，规范施工作业流程

依据行业相关标准，结合现场施工作业流程，围绕超深井作业设备选型、配备、施工技术要求、工序、作业质量以及安全管理等方面，详细制定了超深井施工作业管理规定，确定安全、规范、标准施工要求，确保全部工序在可控状态下进行，杜绝复杂工程事故发生。

3.2优化冲砂技术，提高出砂返出率

（1）旋流冲砂技术

深井、超深井冲砂过程中，受完钻井深大、压裂液胶结、井底压力高等因素影响，井底沉砂致密，冲砂难度大，优选旋流冲砂技术，管柱由射流器、旋转器、扶正稳定器和可控阀组成，将冲砂液泵入射流器内，冲砂液呈旋流状况，当冲砂压力达3.0～5.0MPa时，控制压力装置打开，产生向上举升力，井底沉砂随冲砂液返出地面。

（2）连续冲砂技术

针对常规停泵接單根冲砂工艺中存在卡管柱等问题，采用地面换向阀来实现不停泵情况接单根，实现连续冲砂，确保冲砂效果。连续冲砂技术主要技术优点有三方面，一是实现不停泵连续冲砂，避免停泵造成环空砂粒沉降形成砂卡管柱事故;二是减少现场技术人员劳动强度，避免疲劳工作和复杂作业工充带来的安全隐患;三是冲砂质量和返砂率高;四是针对深井作业管柱负荷和抗拉强度大问题，优选Φ73mm、Φ89mm换向短节，抗压强度分别为75吨和100吨，满足超深井施工作业要求。

3.3优化挤注灰技术，提高井身质量

（1）抗高温堵漏剂

针对超深井注灰漏失问题，优选抗高温暂堵剂，耐温150摄氏度，适用于5000m井储层堵漏，根据需求量调配堵漏剂用量，大幅度节省拉运费用，堵漏成功率高。以G125井为例，钻至5250m时，遇到断层，漏失钻井液105方，多次调整钻井液密度无果，后加入抗高温暂堵剂，成功堵漏，顺利完钻至设计井深6250m。

（2）高温水泥浆体系

在水泥中加入一定比例耐高温降失水剂、缓凝剂、减阻剂、热稳定剂和消泡剂等（表1），具体用量根据室内试验确定，可大幅度提高水泥浆耐温性能，初始稠度10～20BC，稠度达到100BC所需时间300min左右，失水量50ml以下，24小时后水泥强度18MPa左右。

4.实施效果

在上述技术指导下，2019年以来，G区块共实施超深井6口，一次交井合格率100%，钻井质量合格率100%，固井质量全部合格，无复杂工程事故发生，平均单井初期日产油12.5吨，目前日产油9.6吨，阶段累产油2.1万吨，预计全生命周期累产油3.6万吨，生产效果较好，为区块深部储层有效开发奠定基础。

5.结论

（1）G区块浅层储量动用怠尽，开发效果逐年变差，亟需动用深井储层控制储量，改善区块开发效果。

（2）受完井深度大、地层压力高等因素影响，深井施工中存在冲砂难度大、复杂事故发生率高等问题，影响钻井周期。

（3）开展技术对策研究，包括制定超深井施工作业管理规定、优化冲砂技术和挤注灰技术等，现场应用取得较好效果。

（3）本文在超深井施工作业方面取得的成果和认识，可为同行提供借鉴经验。