复杂井固井技术进展及应用设计.ppt

《复杂井固井技术进展及应用设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《复杂井固井技术进展及应用设计.ppt（197页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 1 复杂井固井技术进展及应复杂井固井技术进展及应用设计用设计 2 报告提纲报告提纲l中石油固井现状、面临挑战及开展研究工作的建议中石油固井现状、面临挑战及开展研究工作的建议l复杂井固井应用设计复杂井固井应用设计复杂井固井技术进展及应用设计复杂井固井技术进展及应用设计 3 l中石油固井近年来主要技术进展中石油固井近年来主要技术进展l中石油固井技术面临的挑战中石油固井技术面临的挑战l下步研究方向及思路下步研究方向及思路l开展研究工作的建议开展研究工作的建议中石油固井现状、面临挑战及开展研究工作的建议中石油固井现状、面临挑战及开展研究工作的建议 4 一、国外固井近年来主要技术进展一、国外固井近年来

2、主要技术进展固井发展的四个阶段固井发展的四个阶段1、发明固井方法、发明固井方法2、固井工艺方法、固井工艺方法l浮鞋、浮箍、扶正器、胶塞浮鞋、浮箍、扶正器、胶塞l分级固井、尾管固井等分级固井、尾管固井等l注水泥、下灰装置得到发展注水泥、下灰装置得到发展l水泥种类水泥种类l降失水剂、缓凝剂、分散剂降失水剂、缓凝剂、分散剂l冲洗液及隔离液冲洗液及隔离液l外掺料外掺料3、外加剂、外加剂4、水泥石改性、智能化及信息化、水泥石改性、智能化及信息化l斯伦贝谢斯伦贝谢FLEXSTONEl哈里伯顿的哈里伯顿的ElastiCem与与ElastiSeal水泥浆水泥浆 国内先引进水泥车（国内先引进水泥车（CPT986

3、）及固井工）及固井工具，后为外加剂，目前为弹塑性水泥具，后为外加剂，目前为弹塑性水泥水泥石几个水泥石几个致命缺点致命缺点 5 国内外早期固井现场施工国内外早期固井现场施工自自1903年开始固井以来，经过固井工作者年开始固井以来，经过固井工作者100多年的努力，固井技术有了很大进步，多年的努力，固井技术有了很大进步，在在固井工艺、水泥及外加剂、固井工具及附件、固井装备固井工艺、水泥及外加剂、固井工具及附件、固井装备等方面均有了较快的发展，等方面均有了较快的发展，形成了适应不同地质及钻井条件的配套固井技术，基本满足了不同条件下固井的需要形成了适应不同地质及钻井条件的配套固井技术，基本满足了不同条件

4、下固井的需要一、国外固井近年来主要技术进展一、国外固井近年来主要技术进展 6 国外固井技术进展国外固井技术进展一、国外固井近年来主要技术进展一、国外固井近年来主要技术进展固井装备固井装备水泥浆体系水泥浆体系顶替效率模拟顶替效率模拟固井智能化固井智能化井筒完整性分析井筒完整性分析 7 一、国外固井近年来主要技术进展一、国外固井近年来主要技术进展固井附件及固井工具固井附件及固井工具国外固井技术进展国外固井技术进展 8 l斯伦贝谢公司固井设计及监测软件斯伦贝谢公司固井设计及监测软件qCemCADE固井设计软件固井设计软件qTDAS油管及套管设计与分析软件油管及套管设计与分析软件qWELLCLEAN顶

5、替效率模拟软件顶替效率模拟软件qCemSTRESS应力分析软件应力分析软件qCemACT固井监测软件固井监测软件qInterACT数据实时传输软件数据实时传输软件lBJ公司的公司的CEM FACTS PLUSq固井设计、固井优化、实时监测与数据采集固井设计、固井优化、实时监测与数据采集q固井结束后的总结固井结束后的总结l哈里伯顿注水泥设计及模拟系统哈里伯顿注水泥设计及模拟系统OptiCem RTr反演井下水泥浆的实时位置反演井下水泥浆的实时位置r实时反演环空及薄弱点的实时反演环空及薄弱点的ECD,保证安全施工保证安全施工r对比设计及施工的泵压，以便其他井进行修正对比设计及施工的泵压，以便其他井

6、进行修正一、国外固井近年来主要技术进展一、国外固井近年来主要技术进展国外固井技术进展国外固井技术进展 9 l随着石油天然气的不断开发利用，逐渐转向深层、复杂气藏、海洋以及随着石油天然气的不断开发利用，逐渐转向深层、复杂气藏、海洋以及低渗透、非常规油气的开采利用。为了满足低渗透、非常规油气的开采利用。为了满足复杂深层油气藏、高酸性油复杂深层油气藏、高酸性油气藏、稠油油藏、海洋深水油藏、非常规油气藏、储气库（枯竭气藏、气藏、稠油油藏、海洋深水油藏、非常规油气藏、储气库（枯竭气藏、盐穴）、老油藏挖潜及海外复杂油气勘探开发盐穴）、老油藏挖潜及海外复杂油气勘探开发的需要，的需要，经过多年的攻关经过多年的

7、攻关研究，特别是研究，特别是“十二五十二五”以来的攻关研究，固井技术已经取得了长足的发以来的攻关研究，固井技术已经取得了长足的发展，基本形成了系列配套的固井材料、工具及相应的固井工艺技术展，基本形成了系列配套的固井材料、工具及相应的固井工艺技术二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 10 l深井超深井固井技术深井超深井固井技术q有针对性的井眼准备及通井措施有针对性的井眼准备及通井措施q套管安全下入技术套管安全下入技术q高性能的抗高温、高密度水泥浆体系高性能的抗高温、高密度水泥浆体系q窄间隙高密度钻井液条件下提高顶替效率的措施窄间隙高密度钻井液条件下提高顶替效率的措施q

8、固井综合压稳、平衡压力固井技术固井综合压稳、平衡压力固井技术q保证固井施工安全的措施保证固井施工安全的措施l复杂天然气固井技术复杂天然气固井技术q防气窜理论防气窜理论q防气窜评价方法防气窜评价方法q防窜固井工艺防窜固井工艺q防窜水泥浆体系防窜水泥浆体系q平衡压力固井技术平衡压力固井技术q水泥浆防窜性测试仪器水泥浆防窜性测试仪器1、固井工艺、固井工艺新疆及川东北几个油气田平均井深新疆及川东北几个油气田平均井深 二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 11 l水平井及大位移井固井技术水平井及大位移井固井技术q固井优化设计固井优化设计q套管安全下入技术（漂浮下套管技术）套管

9、安全下入技术（漂浮下套管技术）q保证套管居中及提高顶替效率的措施保证套管居中及提高顶替效率的措施q低失水微膨胀及胶乳水泥浆体系等低失水微膨胀及胶乳水泥浆体系等l大尺寸井眼大温差长封固段一次上返固井技术大尺寸井眼大温差长封固段一次上返固井技术q紊流冲洗液配合加重隔离液提高顶替效率紊流冲洗液配合加重隔离液提高顶替效率q优选强度发展快低失水微膨胀水泥浆，保证对环空的有效封隔优选强度发展快低失水微膨胀水泥浆，保证对环空的有效封隔q优选高性能敏感性低的缓凝剂与降失水剂，实现了大温差长封固段固井优选高性能敏感性低的缓凝剂与降失水剂，实现了大温差长封固段固井q采用双密度、双凝水泥浆，配合环空加回压技术，实现

10、平衡压力固井采用双密度、双凝水泥浆，配合环空加回压技术，实现平衡压力固井1、固井工艺、固井工艺中石油完成水平井情况中石油完成水平井情况二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 12 特特色色固固井井水水泥泥浆浆及及前前置置液液体体系系高强度低密度水泥浆体系高强度低密度水泥浆体系高温深井水泥浆体系高温深井水泥浆体系高密度及超高密度水泥浆体系高密度及超高密度水泥浆体系短候凝水泥浆体系短候凝水泥浆体系防窜水泥浆体系防窜水泥浆体系抗盐水泥浆体系抗盐水泥浆体系胶乳水泥浆体系胶乳水泥浆体系防漏水泥浆体系防漏水泥浆体系防腐蚀水泥浆体系防腐蚀水泥浆体系韧性膨胀水泥浆体系韧性膨胀水泥浆体

11、系大温差水泥浆体系大温差水泥浆体系新型化学泡沫水泥浆体系新型化学泡沫水泥浆体系MTCMTC、多功能钻井液体系、多功能钻井液体系冲洗液、隔离液体系冲洗液、隔离液体系2、外加剂及水泥浆体系、外加剂及水泥浆体系二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 13 大温差及配套系列缓凝剂获得突破大温差及配套系列缓凝剂获得突破DRH-100L大温差缓凝剂，适用温度大温差缓凝剂，适用温度50120DRH-200L、BCR-260L大温差缓凝剂，适用温度大温差缓凝剂，适用温度80180DRH-310S、DRH-320S大温差缓凝剂，适用温度大温差缓凝剂，适用温度901902、外加剂及水泥浆

12、体系、外加剂及水泥浆体系 开发的大温差水泥浆体系适用开发的大温差水泥浆体系适用温度范围宽，适用温差范围广，温度范围宽，适用温差范围广，水泥浆柱顶部强水泥浆柱顶部强度发展快，有利于保证深井长封固段大温差固井质量，近度发展快，有利于保证深井长封固段大温差固井质量，近3年来共应用近年来共应用近700口口井井二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 14 开发了开发了3种水泥石增韧材料（种水泥石增韧材料（DRT-100L、DRT-100S、DRE-100S），形成了），形成了2套（中温、套（中温、高温）韧性水泥浆体系，最高使用温度可达高温）韧性水泥浆体系，最高使用温度可达200

13、，水泥石弹性模量较常规水泥石降低，水泥石弹性模量较常规水泥石降低20%-40%。韧性水泥技术总体水平国内领先，替代了进口，在华北、大港、长庆储气库及页岩气等。韧性水泥技术总体水平国内领先，替代了进口，在华北、大港、长庆储气库及页岩气等成功应用成功应用30多口井多口井国内外韧性水泥性能对比国内外韧性水泥性能对比DR系系列列增增韧韧材材料料DRE韧性膨胀水泥浆体系取得重要进展韧性膨胀水泥浆体系取得重要进展二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 15 lPVA（聚乙烯醇类）类降失水剂已经成熟，用量大幅上升（聚乙烯醇类）类降失水剂已经成熟，用量大幅上升lAMPS类降失水剂克服

14、了类降失水剂克服了鼓包、包芯及高温稳定鼓包、包芯及高温稳定问题问题l胶乳水泥浆抗温及抗盐能力得到提高胶乳水泥浆抗温及抗盐能力得到提高q抗温达抗温达190、抗盐达、抗盐达15、密度范围为、密度范围为2.02.6g/cm3l开发了防开发了防CO2腐蚀材料，形成了防腐蚀水泥浆体系腐蚀材料，形成了防腐蚀水泥浆体系l磷酸盐水泥室内研究获得突破磷酸盐水泥室内研究获得突破l自修复固井材料开始研究，有初步进展自修复固井材料开始研究，有初步进展2、外加剂及水泥浆体系、外加剂及水泥浆体系二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 16 l尾管悬挂器、分级箍等常规固井工具及附件已经形成系列，替

15、代进口尾管悬挂器、分级箍等常规固井工具及附件已经形成系列，替代进口l自膨胀材料及自膨胀封隔器取得突破（防窜自膨胀封隔器、代替固井自膨胀材料及自膨胀封隔器取得突破（防窜自膨胀封隔器、代替固井自膨胀封隔器）自膨胀封隔器）3、固井工具及附件、固井工具及附件二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 17 l尾管悬挂器开发获得新进展尾管悬挂器开发获得新进展随位自动随位自动脱挂旋转脱挂旋转尾管悬挂器尾管悬挂器旋转尾管悬挂器旋转尾管悬挂器可控尾管悬挂器可控尾管悬挂器可膨胀尾管可膨胀尾管悬挂器获得悬挂器获得规模商业应用规模商业应用常规固井工具基本满足现场需求，旋转尾管悬挂器、膨常规固井

16、工具基本满足现场需求，旋转尾管悬挂器、膨胀尾管悬挂器获得新进展胀尾管悬挂器获得新进展3、固井工具及附件、固井工具及附件二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 18 l各油田固井装备水平（各油田固井装备水平（水泥车、干混及批混装置水泥车、干混及批混装置）得到进一步提高，水泥车）得到进一步提高，水泥车进行了的更新换代进行了的更新换代4、固井装备、固井装备l密度自动控制、批次混配系统得到普遍应用密度自动控制、批次混配系统得到普遍应用l固井质量智能化控制系统取得初步进展固井质量智能化控制系统取得初步进展二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展 19 l

17、油井管自给率已经从油井管自给率已经从20022007年一直徘徊在年一直徘徊在85左右提高到左右提高到2010年的年的97%。产品在全产品在全面覆盖面覆盖API 5DP和和5CT的基础上，也开发了系列的非的基础上，也开发了系列的非API钢级和特殊螺纹接头油井管钢级和特殊螺纹接头油井管l塔塔里里木木油油田田设设计计开开发发了了一一套套新新型型尺尺寸寸系系列列井井身身结结构构（塔塔标标），采采用用51/2 套套管管完井，确保完井，确保4-1/2 套管套管完井，满足了勘探开发需要完井，满足了勘探开发需要深井超深井用油套管深井超深井用油套管5、油套管、油套管二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井

18、近年来主要技术进展 20 l环空带压理论模型建立及技术应用环空带压理论模型建立及技术应用l紧密堆积水泥浆体系研究紧密堆积水泥浆体系研究l水泥环不收缩及弹塑性改造水泥环不收缩及弹塑性改造l固井技术的信息化、智能化、集成化固井技术的信息化、智能化、集成化6、固井基础研究、固井基础研究二、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井近年来主要技术进展持续持续研究研究 21 报告提纲报告提纲一、中石油固井近年来主要技术进展一、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议 22

19、l4大工程大工程q大庆油田大庆油田4000万吨稳产万吨稳产q长庆油田长庆油田5000万吨上产，建成万吨上产，建成“西部大庆西部大庆”q建成建成“新疆大庆新疆大庆”（3300+1540+400）q川渝地区川渝地区300亿方上产亿方上产l3大接替领域大接替领域q页岩气，煤层气，海洋页岩气，煤层气，海洋l2个个“半壁江山半壁江山”q天然气占总量天然气占总量50%q海外产量占总量海外产量占总量50%l1个个“牛鼻子牛鼻子”q提高单井产量提高单井产量十二五十二五CNPC上游业务的上游业务的“4321”目标目标二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 23 中国石油中国石油2000-200

20、82000-2008年完成井数与进尺情况对比图年完成井数与进尺情况对比图 近几年，为满足储量高峰期工程和保持油气产量箭头朝上的需要，钻近几年，为满足储量高峰期工程和保持油气产量箭头朝上的需要，钻井工作量持续快速增长，屡创历史新高，井工作量持续快速增长，屡创历史新高，20112011年年钻井进尺较钻井进尺较20052005年增加年增加87.787.7，深井超深井及复杂天然气井越来越多深井超深井及复杂天然气井越来越多 中国石油近年来完成井数与进尺情况对比中国石油近年来完成井数与进尺情况对比中国石油国内原油产量变化情况中国石油国内原油产量变化情况二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑

21、战 24 煤煤层层气气深深水水深深层层石油天然气石油天然气勘探开发钻井勘探开发钻井领域不断扩展领域不断扩展致密气致密气致密油致密油页页岩岩气气重重油油、油油砂砂极极地地页页岩岩油油可燃冰计划可燃冰计划二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 25 l高温高压分布广泛高温高压分布广泛q我国的几大油气区如新疆的我国的几大油气区如新疆的塔里木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、川渝地区、松辽深层准噶尔盆地、川渝地区、松辽深层，以及，以及中亚的中亚的乌兹别克斯坦、土库曼斯坦乌兹别克斯坦、土库曼斯坦，均存，均存在着高温高压问题，一般井深在在着高温高压问题，一般井深在4500-7000m，井温在

22、，井温在150-240，压力在，压力在100-150MPa以上以上q松辽深层地区地温梯度松辽深层地区地温梯度4/100m，4500m井深地温超过井深地温超过180q乌兹别克斯坦的费尔甘纳盆地地层压力达乌兹别克斯坦的费尔甘纳盆地地层压力达到了到了140MPa以上以上1、复杂深井超深井固井技术、复杂深井超深井固井技术二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 26 l复杂地层分布广泛复杂地层分布广泛q如塔里木盆地的窄密度窗口、易漏层，塔里木油田、乌兹别克斯如塔里木盆地的窄密度窗口、易漏层，塔里木油田、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦的巨厚盐膏层等坦、土库曼斯坦的巨厚盐膏层等盐膏层：盐膏层：A

23、区盐膏层厚度区盐膏层厚度450米左右，米左右，B区盐膏层厚度区盐膏层厚度900米左右。上下盐米左右。上下盐层为纯盐层，局部含有高压盐水层。层为纯盐层，局部含有高压盐水层。阿姆河右岸气田盐层分布阿姆河右岸气田盐层分布塔里木油田大北气田古近系对比图塔里木油田大北气田古近系对比图1、复杂深井超深井固井技术、复杂深井超深井固井技术二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 27 井漏和窄密度窗口的漏喷对固井的挑战井漏和窄密度窗口的漏喷对固井的挑战 低压漏失井、窄安全密度窗口井堵漏存在较大难度，提高地层承压能力困低压漏失井、窄安全密度窗口井堵漏存在较大难度，提高地层承压能力困难；国内难；国

24、内防漏外加剂、防漏水泥浆体系及配套施工工艺防漏外加剂、防漏水泥浆体系及配套施工工艺一方面不能保障施工安一方面不能保障施工安全，另一方面封固质量不能满足要求全，另一方面封固质量不能满足要求迪那地区目的层裂缝发育迪那地区目的层裂缝发育川渝地区多层压力体系，高低压力相间，喷漏共存川渝地区多层压力体系，高低压力相间，喷漏共存1、复杂深井超深井固井技术、复杂深井超深井固井技术二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 28 2、复杂天然气井固井技术、复杂天然气井固井技术l在阿姆河右岸气田前期统在阿姆河右岸气田前期统计的计的193口口井中，井中，带压井带压井39口，占总井数的口，占总井数的2

25、0.2%；固井时发生气窜有固井时发生气窜有14口，口，占总井数的占总井数的7.3%环空带压对天然气井长期安全生产的挑战环空带压对天然气井长期安全生产的挑战 国内目前深层气井环空气窜和带压问题突出，严重影响了天然气井生产和安全，如国内目前深层气井环空气窜和带压问题突出，严重影响了天然气井生产和安全，如川渝地区、塔里木油田、松辽深层天然气、土库曼斯坦，部分页岩气、储气库井川渝地区、塔里木油田、松辽深层天然气、土库曼斯坦，部分页岩气、储气库井等等二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 29 l酸性气体分布广泛酸性气体分布广泛q松辽盆地深层高含松辽盆地深层高含CO2，川渝地区、土库曼

26、斯坦高含，川渝地区、土库曼斯坦高含H2S3、酸性气藏固井技术、酸性气藏固井技术 含含H2S和和CO2气体对水泥石、套气体对水泥石、套管及工具具有腐蚀作用，目前在管及工具具有腐蚀作用，目前在高高含含H2S、深层高含、深层高含CO2防腐抗温固井防腐抗温固井技术还很不完善，不同地层流体介技术还很不完善，不同地层流体介质情况下对水泥石强度、寿命的影质情况下对水泥石强度、寿命的影响还缺乏研究响还缺乏研究二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 30 1000-2000米米3000米米直井直井 水平井水平井 直井压裂直井压裂 水平井压裂水平井压裂l水平井钻井技术水平井钻井技术实现储层接触最

27、大化，增加可接触最大化，增加可动用用储量，增加量，增加单井井产量量l尤其是水平井多段压裂技术的突破，推动水平井技术再上新台阶尤其是水平井多段压裂技术的突破，推动水平井技术再上新台阶4、页岩气固井技术、页岩气固井技术水平井固井水平井固井质量不理想，量不理想，压裂裂过程中都出程中都出现了一定的复了一定的复杂（桥塞遇阻），可能与固井塞遇阻），可能与固井质量有量有一定关系，水平井生一定关系，水平井生产套管固井套管固井质量直接影响分段量直接影响分段压裂与井筒完整性裂与井筒完整性我国主要盆地和地区的页岩气资源量为（我国主要盆地和地区的页岩气资源量为（15-30）1012m3，具有良好的发展前景，具有良好的

28、发展前景二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 31 5、致密油气固井技术、致密油气固井技术 国国外外页页岩岩气气、致致密密油油主主要要采采用用“水水平平井井+多多段段压压裂裂”的的开开发发方方式式，大大幅幅度度提提高高了了单单井井产产量量，推推动动了了非非常常规油气藏有效开发规油气藏有效开发 体体积积压压裂裂对对水水平平井井固固井井质质量量及及水水泥泥环环密密封封性性能能要要求求高高，目目前前部部分分井井水水平平段段固固井井质质量量优优良良率率低低，体体积积压压裂裂施施工工风风险险高高，存存在在压压窜窜可可能能，需需要要开开展展提提高高水水平平段固井质量研究段固井质量研究

29、中国致密砂岩气资源量约为中国致密砂岩气资源量约为12万亿立方米万亿立方米，展望未，展望未来来20年中国天然气产量构成前景，预计到年中国天然气产量构成前景，预计到2030年，非常年，非常规天然气的产量占到天然气总产量的规天然气的产量占到天然气总产量的50%以上，致密砂以上，致密砂岩气将为之做出巨大贡献岩气将为之做出巨大贡献二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 32 储气库建设已经列入中国天然气安全稳定供气的重点工程。储气库建设已经列入中国天然气安全稳定供气的重点工程。“十二五十二五”期间建成天然气年工作气量期间建成天然气年工作气量130130亿方亿方，第一批已进入尾声，第二批

30、正在启动，第一批已进入尾声，第二批正在启动6、储气库固井技术、储气库固井技术第一批建设的储气库第一批建设的储气库第二批启动的储气库第二批启动的储气库二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 33 保证井筒长期注采密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键，难度保证井筒长期注采密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键，难度大，技术要求高大，技术要求高l华北油田储气库固井难点华北油田储气库固井难点q储层埋藏深（储层埋藏深（35005300米）米）q地层温度高（地层温度高（110 157 0C）q地层情况复杂（坍塌、漏失）地层情况复杂（坍塌、漏失）q气藏亏空严重（气藏亏空严重（0.18

31、 0.95）q一井出问题，整气库报废一井出问题，整气库报废p储气库井一次固井质量要求高储气库井一次固井质量要求高p运行时需要承受注、采交变载荷，运行时需要承受注、采交变载荷，对井筒密封性能（管串、水泥环）对井筒密封性能（管串、水泥环）要求高要求高p单井封隔质量差，影响整个井组安单井封隔质量差，影响整个井组安全运行全运行p窜气、带压处理难度大，管理复杂，窜气、带压处理难度大，管理复杂，成本高成本高储气库井固井的特殊性：储气库井固井的特殊性：二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 34 l深水油气资源勘探开发现状深水油气资源勘探开发现状q我国是世界上海底油气资源非常丰富我国是世界

32、上海底油气资源非常丰富的国家之一，有的国家之一，有“第二个波斯湾第二个波斯湾”之之称，但是，由于国内海洋钻井装备技称，但是，由于国内海洋钻井装备技术薄弱，配套能力差，对外依赖度高，术薄弱，配套能力差，对外依赖度高，致使海上油气田开发进程缓慢致使海上油气田开发进程缓慢q中国海洋油气年产量达到中国海洋油气年产量达到5000万吨油万吨油当量，成功建成一个当量，成功建成一个“近海大庆近海大庆”。深。深水油气资源正在加紧勘探开发，致力水油气资源正在加紧勘探开发，致力再建一个再建一个“深水大庆深水大庆”7、低温深水固井技术、低温深水固井技术 二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 35

33、l低温深水固井的主要问题低温深水固井的主要问题q表层低温表层低温 q密度密度“窗口窗口”狭窄，地层易压漏狭窄，地层易压漏q潜在的浅层水窜和气窜潜在的浅层水窜和气窜q顶替效率差顶替效率差l对水泥浆的基本要求对水泥浆的基本要求q水泥浆密度低水泥浆密度低q顶替效率高顶替效率高q较短的过渡时间和较快的强度发展较短的过渡时间和较快的强度发展q泥线固井低水化热泥线固井低水化热q水泥环具有长期密封完整性水泥环具有长期密封完整性7、低温深水固井技术低温深水固井技术 深水海底温度深水海底温度二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 36 “十一五十一五”期间中石油完成了海外油气全球业务布点，形成

34、了期间中石油完成了海外油气全球业务布点，形成了“中亚中亚-俄俄罗斯、中东、美洲、非洲、亚太罗斯、中东、美洲、非洲、亚太”五大海外油气合作区。五大海外油气合作区。“十二五十二五”末，末，海外油气作业产量将达到海外油气作业产量将达到2亿吨亿吨,占据占据“半壁江山半壁江山”，规划要求自主勘探支，规划要求自主勘探支撑撑5500万吨万吨8、海外油气田复杂井固井、海外油气田复杂井固井苏丹三大项目苏丹三大项目苏丹红海项目苏丹红海项目乍得项目乍得项目尼日尔项目尼日尔项目伊朗伊朗3区区中国石油目前海外主要风险勘探项目分布中国石油目前海外主要风险勘探项目分布滨里海东缘中区滨里海东缘中区块项目块项目PK项目项目阿姆

35、河右岸阿姆河右岸项目项目乌费尔干纳项目乌费尔干纳项目海上项目海上项目二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 37 l伊朗伊朗(南阿、北阿、南帕斯南阿、北阿、南帕斯)q储层非均性强，压力系统复杂，裂缝发育储层非均性强，压力系统复杂，裂缝发育l伊拉克伊拉克(哈法亚、鲁迈拉、绿洲哈法亚、鲁迈拉、绿洲)q多层严重漏失、井壁不稳定、密度窗口窄多层严重漏失、井壁不稳定、密度窗口窄l土库曼斯坦土库曼斯坦（阿姆河右岸阿姆河右岸）q深井，高温、高压、高产、高含硫、含巨厚盐膏层深井，高温、高压、高产、高含硫、含巨厚盐膏层l哈萨克斯坦哈萨克斯坦（阿克纠宾地区阿克纠宾地区）q封固段长，环空间隙小，井

36、漏，气窜，固井质量差封固段长，环空间隙小，井漏，气窜，固井质量差l委内瑞拉委内瑞拉（胡宁胡宁4）q位垂比大、摩阻大，钻进、下管柱困难位垂比大、摩阻大，钻进、下管柱困难施工区域逐步向难点地区推进，井下地质条件复杂，施工区域逐步向难点地区推进，井下地质条件复杂，钻井难点及问题多，给固井提出了挑战钻井难点及问题多，给固井提出了挑战8、海外油气田复杂井固井、海外油气田复杂井固井二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战 38 报告提纲报告提纲一、中石油固井近年来主要技术进展一、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战三、下步研究方向及思路三、下

37、步研究方向及思路四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议 39 l复杂井一次作业成功率有待提高复杂井一次作业成功率有待提高q提高固井一次作业成功率，是确保工程技术安全的关键，提高固井一次作业成功率，是确保工程技术安全的关键，是提高固井质量的保障，省略后期补救作业是提高固井质量的保障，省略后期补救作业l复杂层间有效封隔能力不强复杂层间有效封隔能力不强q实现层间有效封隔，是后续安全钻井的保障，是提高开实现层间有效封隔，是后续安全钻井的保障，是提高开发效益的保障发效益的保障l长寿命封固质量无法确保长寿命封固质量无法确保q固井的长期封固质量，是延长油气井寿命的关键，是提固井的长期封固质量，是延长油

38、气井寿命的关键，是提高单井综合经济效益的关键高单井综合经济效益的关键有有办办法法 无无把把握握核心问题：密封完整性核心问题：密封完整性 结构完整性结构完整性 腐蚀完整性腐蚀完整性三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路 40 三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路实现三个完整性的四个主体方向，解决有有办法实现三个完整性的四个主体方向，解决有有办法、无把握的问题、无把握的问题 41 三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路l目前固井技术研究的现状目前固井技术研究的现状q只是一项现场应用工程，尚未形成学科只是一项现场应用工程，尚未形成学科q应用技术研究多，基础理论性研究少应用技术研究

39、多，基础理论性研究少q短期技术研究多，长期深入性技术研究少短期技术研究多，长期深入性技术研究少l固井基础理论固井基础理论q由目前的定性化评价向定量化评价的方向发展由目前的定性化评价向定量化评价的方向发展q由理论研究向指导现场的方向发展由理论研究向指导现场的方向发展1、研究现状及发展趋势、研究现状及发展趋势 42 三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路l固井材料及外加剂固井材料及外加剂q单一工程性能向多功能性能转变单一工程性能向多功能性能转变q从水泥浆研究向水泥石特性研究转变从水泥浆研究向水泥石特性研究转变q水泥环从实现短期封隔向保证长期密封的方向发展水泥环从实现短期封隔向保证长期密封的方

40、向发展l固井装备固井装备q向集成化、信息化、智能化方向发展向集成化、信息化、智能化方向发展q实现仿真模拟与监控一体化实现仿真模拟与监控一体化l固井工具发展固井工具发展q从管串附件向工艺配套功能发展从管串附件向工艺配套功能发展q从常规工具向个性化、更可靠的方向发展从常规工具向个性化、更可靠的方向发展1、研究现状及发展趋势、研究现状及发展趋势 43 l固井基础理论固井基础理论q紧密堆积理论研究紧密堆积理论研究 q顶替效率研究顶替效率研究 l环空带压及完整性评价研究环空带压及完整性评价研究l固井材料添加剂及水泥浆体系研究固井材料添加剂及水泥浆体系研究 l特殊固井工具研究特殊固井工具研究l智能化固井系

41、统研究智能化固井系统研究l配套固井工艺技术配套固井工艺技术三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路2、研究方向、研究方向 44 l以服务于油气勘探开发业务为目标，以提升固井技术水平和核心竞争以服务于油气勘探开发业务为目标，以提升固井技术水平和核心竞争力为出发点，加强固井技术发展的战略规划和管理力为出发点，加强固井技术发展的战略规划和管理l以基础理论研究为突破，以创新固井工艺技术为核心，实现装备、工以基础理论研究为突破，以创新固井工艺技术为核心，实现装备、工具及附件、外加剂、软件的共同发展具及附件、外加剂、软件的共同发展l坚持科研与生产相结合，工程与技术相结合，发挥直属院所、企业院坚持科研与

42、生产相结合，工程与技术相结合，发挥直属院所、企业院所和石油院校的技术优势和人才优势，调动生产企业的积极性所和石油院校的技术优势和人才优势，调动生产企业的积极性三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路3、指导思路、指导思路 45 报告提纲报告提纲一、中石油固井近年来主要技术进展一、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井技术面临的挑战二、中石油固井技术面临的挑战三、下步研究方向及思路三、下步研究方向及思路四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议 46 四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议l紧密堆积理论研究紧密堆积理论研究q机理研究及模型建立机理研究及模型建立q堆积材料评价、筛选

43、和研制堆积材料评价、筛选和研制l顶替效率研究顶替效率研究q前置液驱替及机理研究前置液驱替及机理研究q冲洗效果评价研究冲洗效果评价研究q影响顶替效率的综合因素研究影响顶替效率的综合因素研究q顶替效率模型建立顶替效率模型建立q顶替效率评价模拟实验室建设顶替效率评价模拟实验室建设 47 四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议l环空带压及完整性评价环空带压及完整性评价 q水泥石力学特性研究水泥石力学特性研究q水泥环破坏准则研究水泥环破坏准则研究q密封完整性模型建立密封完整性模型建立q模拟实验室建设及试验模拟实验室建设及试验l智能化固井系统研究智能化固井系统研究q固井工程建模研究固井工程建模研究q

44、固井工程设计与仿真模拟系统研究固井工程设计与仿真模拟系统研究q固井工程监测与控制系统研究固井工程监测与控制系统研究q固井监测仪器集成与测试固井监测仪器集成与测试 48 四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议l固井材料、添加剂及水泥浆体系研究固井材料、添加剂及水泥浆体系研究q新型外加剂研制与性能优化新型外加剂研制与性能优化 q水泥石改性材料研究与水泥石特性评价水泥石改性材料研究与水泥石特性评价 q高温大温差水泥浆体系研究高温大温差水泥浆体系研究重点为超过重点为超过120及低于及低于100的大温差水泥浆体系研究的大温差水泥浆体系研究广谱性缓凝剂开发及高温缓凝剂水泥浆稳定性问题广谱性缓凝剂开发

45、及高温缓凝剂水泥浆稳定性问题q抗盐水泥浆体系深入研究抗盐水泥浆体系深入研究高温抗盐水泥浆、低温抗盐水泥浆高温抗盐水泥浆、低温抗盐水泥浆q水泥浆体系及性能完善水泥浆体系及性能完善AMPS类水泥浆、胶乳水泥浆及弹塑性水泥浆类水泥浆、胶乳水泥浆及弹塑性水泥浆 49 四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议l固井材料、添加剂及水泥浆体系研究固井材料、添加剂及水泥浆体系研究q低密度、高密度水泥浆体系完善低密度、高密度水泥浆体系完善 q低温早强外加剂及体系技术完善低温早强外加剂及体系技术完善 q水泥石长期抗高温技术研究水泥石长期抗高温技术研究稠油热采井、地热井固井、煤气化井固井稠油热采井、地热井固井、

46、煤气化井固井q水泥石防收缩问题及产生微裂缝问题的研究水泥石防收缩问题及产生微裂缝问题的研究防止收缩、长期稳定封隔技术防止收缩、长期稳定封隔技术自修复材料自修复材料 50 四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议l特殊工具研究特殊工具研究q漂浮接箍及配套工具研制漂浮接箍及配套工具研制q金属密封分级箍研制金属密封分级箍研制q遇油遇水膨胀封隔器研究遇油遇水膨胀封隔器研究q液压扶正器研制液压扶正器研制q耐磨蚀浮箍研制耐磨蚀浮箍研制q振动固井工具研制振动固井工具研制q新型尾管悬挂器研制新型尾管悬挂器研制q煤层气分段完井工具研制煤层气分段完井工具研制 51 四、开展研究工作的建议四、开展研究工作的建议

47、l智能化固井系统研究智能化固井系统研究 q模拟软件系统开发模拟软件系统开发q指挥控制系统研究指挥控制系统研究q硬件系统配套研究硬件系统配套研究l固井工艺配套固井工艺配套q大位移井漂浮固井、半程固井等大位移井漂浮固井、半程固井等q振动固井技术及工具振动固井技术及工具q复杂深井超深井固井复杂深井超深井固井q复杂天然气固井复杂天然气固井q超长大位移固井超长大位移固井q特殊工艺井固井特殊工艺井固井q海洋深水固井海洋深水固井 52 报告提纲报告提纲l中石油固井现状、面临挑战及开展研究工作的建议中石油固井现状、面临挑战及开展研究工作的建议l复杂井固井应用设计复杂井固井应用设计复杂井固井技术进展及应用设计复

48、杂井固井技术进展及应用设计 53 报告提纲报告提纲l油气藏型储气库固井设计油气藏型储气库固井设计l深井超深井固井设计深井超深井固井设计l大温差长封固段井固井设计大温差长封固段井固井设计l深井高密度水泥浆固井设计深井高密度水泥浆固井设计l固井设计及影响固井质量的主要因素固井设计及影响固井质量的主要因素复杂井固井应用设计复杂井固井应用设计 54 2010 2010年第一批储气库建设启动以来，经过近两年的建设，辽河等年第一批储气库建设启动以来，经过近两年的建设，辽河等6 6家油家油田储气库项目除大港、长庆外，各油田储气库全面进入施工收尾阶段，田储气库项目除大港、长庆外，各油田储气库全面进入施工收尾阶

49、段，20132013年二季度开始陆续注气投产年二季度开始陆续注气投产一、油气藏型储气库固井设计一、油气藏型储气库固井设计1 1、中石油储气库建设现状、中石油储气库建设现状 55 按照集团公司的统一部署，按照集团公司的统一部署，2014年中国石油在上游继续启动第二批储气库建设年中国石油在上游继续启动第二批储气库建设工作，主要包括华北兴工作，主要包括华北兴9、吉林双坨子等、吉林双坨子等5个建库区块，设计总工作气量个建库区块，设计总工作气量21亿立方米亿立方米1 1、中石油储气库建设现状、中石油储气库建设现状一、油气藏型储气库固井设计一、油气藏型储气库固井设计 56 储气库井与常规油气井的区别储气库

50、井与常规油气井的区别储气库固井难度大，要求高，保证固井质量困难储气库固井难度大，要求高，保证固井质量困难一、油气藏型储气库固井设计一、油气藏型储气库固井设计 57 一、油气藏型储气库固井设计一、油气藏型储气库固井设计l质量和寿命要求高质量和寿命要求高：1口井可以毁掉口井可以毁掉1个个气库，寿命气库，寿命3050年年l功能不同功能不同：常规井只采不注，压力递减，：常规井只采不注，压力递减，而储气库井要满足气库大吞大吐和交变而储气库井要满足气库大吞大吐和交变应力的影响应力的影响l老井多、处理要求高老井多、处理要求高：储气库主要建在：储气库主要建在已开发过的油气田和盐矿，老井多、井已开发过的油气田和