石油固井技术现状及发展趋势

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第： 8卷

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2{ 0} 4年：月 文章编号：1 0一 8 2 0 )。0 2一 0 4l 3 ( 0 4 S一0 3( 3 )

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中国石油固井技术现状及发展趋势刘爱平！( .油勘探开发研究院廊坊分院 .北廊坊 0 5 0 2中国地质大学 .京 10 8 ) 1石河 6 0 7;.北 ( 0 3}

摘要：从 4个方面分析了中国石油股份有限公司固井质量和技术状况，从 5个方面列举了近年来取并得的重要技术进步。今后固井技术发展的主要需求有 3个方面：亟需完善管理机制并研究水泥外加剂的换代产品。低成本；密结合固井工艺。进工具附件的设计和性能；紧研发适用于深井超深井、降紧改加 特殊工艺井固井工艺和配套工具材料。建议采用先进适用技术，效降低作业成本；强对施工过程的有加质量管理，完善固井质量评价体系；善胶结测井体系，强胶结测井评价解释力量；完加深入歼展胶结测井技术研究。高固井质量评价解释水平。提

关键词：固井质量；胶结测井；外加剂；标准化；术进步技中图分类号：TE2 6 5文献标识码：A

Ce e i c m ntng Te hno o y St t n Pe r Chi n I s De e o ng Tr nd l g a usi t o na a d t v l pi eI1 A i i g’ U— n ! p

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Ab t a t An l s d f o o rp i t r e e tn u l y a d is t c n l g t t s i i a o l e d, sr c: a y e r m f u o n sa e c m n i g q a i n t e h o

o y s a u n Ch n if l s t i a d c t d f o i e p i t r he c r e t i p r a t p o r s e n c m e tn u l y c n r 1 Th e n ie r m fv o n s a e t u r n m o t n r g e s s i e n i g q a i o t o . t re

kn so e urme t o e eo ig f t r e n ig tc n lge r: t u t e o lt h id frq i e n s f rd v lpn u u e cme t e h oo is ae① o f rh r c mpee t e n ma a e n c a i。 e eo e x r—d e e n d i v sa d rd c o t; t df e n g me tme h ns d v lp n w e taa d d cme ta dt e n e u ec ss② omo i d— m i y s n sh me n e fr n e f e n igt o a cs o is a d③ t ih l e eo e e n ig i c e sa dp ro ma c so me t o l ce s re;n g c n ot tyd v lpn w cme t g nt c n q e n r d c e c m e tn a e i l p l a l o e p。 s p r d e n p ca e l . e h i u s a d p o u e n w e n i g m t ra s a p i b e f r d e c u e— e p a d s e i lw l s ( u u g s i n r o u e a x n e p l a l e n i g a t,a d l w e e e tn p r to o t; ) r s g e to s a e t s d, c d a p i b e c me t n r s n o r c m n i g o e a i n c s s a c

e h n eq ai n g me ti h r c s f e n igj b n o lt e n ig q ai v la n a c u l y ma a e n nt ep o e so me t o sa d c mpeec me tn u l y e au— t c n tto y t m; o p e e c me t b n o y t m n t e g h n i t r r t to a e t r i i g; e p n i n s se c m lt e n o d lg s s e a d sr n t e n e p e a i n t l n s la

nn d e e r s a c n c m e t b n o g n e h o o y a d i p o e c m e tn u l y e a u to e e s e e r h o e n o d lg i g l c n lg n m r v e n i g q a i v l a in lv l. t Ke r s c m e tn u l y;c m e t b n o y wo d: e n i g q a i t e n o d l g;e t a a d tv;s a d r i a i n;t c n c lp o r s x r— d ii e t n a d z to e h i a r g e s

固井质量合格率一直稳定在较高的水平 (图 1。从各见 )

0引言通过对中国石油天然气股份有限公司 (称中石简油)近年来的固井质量及技术现状的简要分析，固井从的角度对固井质量检测技术发展提出了自己的见解。

油田公司的汇报材料中的具体数据统计看，东部油田的总体固井质量略高于西部油田(见表 1。 )20年固井质量合格率平均9% 02 91 7

固井质量和技术现状11固井质量现状 .

根据各油田公司上报股份公司的统计数字 .油田各

图 1中石油近年来 C L测井固井质量统计 B

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测

井

技

术

表 1部分油田公司近年来固井质量统计表油田东 2部 3

12外加剂和固井工具、 .附件

20 00年9. 8 9 7

2 0年 01

20 0 2年9 .6(井 9 .0 98探 63)1J (J ( 9. 5 79

自“ 国家课题攻关以来 .七五”国内外加剂技术得到飞速发展，由原来几种简单的促凝剂、凝剂和减阻剂发缓

1 9. 5探井 9. 1 94( 65)9 .7 1 6

探井 9. 6 39. 97

9. 8 7 1

展到目的多种牌号产品。在固井时使用降失水剂已成前为管理者和技术人员的共识，相应的水泥外加剂在生产实践中得到普遍应用。但现有外加剂产品组份单一，适应性不够广泛(见表 2, )各厂家产品基本为同类产品(聚乙烯醇复和物 )新型抗盐系列产品尚未进入大规模工业应用。

油 4田 5 6

10 010 0 10 o 9 . 6 1

10优质率 6. 8 10优质率 7. 3 0( 09) 0( 07)10 0 9 )6 _

9. 6 8

10探井 9.j 0( 37 )l0 o 9. 8 6

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8. ( j 7 VDI) 一

9 ( )) 0 V[I 一

8 ( )) 0 VI I 9. 5 92

阶段，仅少数几个单位和公司掌握。 固井工具、附件的设计和使用水平通过广大石油职工的不断努力也相应得到提高。各生产厂产品各具特色，技

油 1 0田1 1 7 . 8 4

10优质率 8. 4 10优质率 9. 5 0(,3) 0( 3 05)7. 3 7 7. 9 2

术自成一体。各有所长。个别单位的产品质量相对较高，表 2国内主要水泥外加剂生产情况表

车一东部油田一部油田西型一 1 2 3 4 5— 6 7 8 9

表 3国内主要固井工具、附件生产情况表

表 5 2O年进入勘探开发市场的主要固井装备 O1 C TY P - 4或 C T 80 0 P -0 70型 4 0型干混装置湿混装置 0 8另加 1台混浆撬 ) 1 ( 24 — 1 3 1 2 1 7 3 4_——

2另加 2台混浆撬 ) (~

34 3

4

7

表 4国内主要水泥外加剂和固井工具、附件应用情况表油田1 2 3 4 j 6 7 8 9 1 1 l 3 o 1 2 l

~

84 2

5 2 3 81 2

1 1

外加剂厂 1外加剂厂 2 外加剂厂 3 外加剂厂 4 外加剂厂 5 外加剂厂 6 工具附件厂 1、。

、、。。

13固井作业设备 .√√√

根据对 20年股份公司市场准人情况的调查， 01进入 70型以上级别的水泥车为主( 0见表 5。 )

一一一一一一一一

勘探开发市场的固井装备中，东部油田的主力车辆均以、

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工具附件厂 2外国公司油田企业、、。。

近2年来，、长庆吐哈等西部油田又新购置装备了一、。、、、。。。

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些 C T Y和 70 P -4 0型水泥车，部分油田新建了干混装置。14各油田特色工艺技术 .

各油田已掌握的施工技术基本相同(见表 6。由于 )能够适应比较复杂的工况。部分油田所属和油田周边企业的产品适用范围较小，工具、附件的技术水平和质量水平仍需提高(见表 3。 ) 各油田在疑难和重点井施工中 .虑使用资信度较考

高单位和外国公司的产品；而在通常情况下使用其他公司或油田周边企业的产品 (见表 4。 )

不同的地质情况，通过以上基本技术的集成，发展了适应不同油田、同区块的综合固井技术。主要有大庆调整不井固井配套技术；新疆、里木高压油气井固井技术；塔冀东、大港、辽河特殊工艺井固井技术；长庆天然气井固井

技术。这些技术同时也体现了固井的难点和热点，仍然是今后固井工作的重要方向。

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刘爱平：国石油井技术现状及发展趋势中

表 6中石油各油田掌握的基本固井技术 , ,

发.成功研制出一些新型固井装备。大功率固井设备的引进和研发成功极大地提高了我国固井队伍的作业能力.为提高固井质量打下了良好的基础。2种主要国产设备的性能参数见表 7。

分级固井,

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尾管固井内插固井低密度同并

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x、

22发展了以 A S丙烯酰胺共聚物为主体的新型油 . MP -井水泥降滤失剂由于基础化工产品 A S在国内成功投产和国外相 MP同产品进入国内市场，新型水泥外加剂产品的研制创为

超高密度固井泡沫水泥固井不渗透水泥一

~

、、

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造了条件。通过近 3的艰苦工作 .种以 AMP年 1 S和丙烯, x , . 、 . x x

酰胺共聚物为主体的水泥降失水剂已经研发成功，在部分油田投入使用。该产品的主要性能与国外同类产品相当，其特点是 .盐 l~3、量小、水控制改善、抗 8 7掺失 配套外加剂要求低、变性改善、用于长封固段固井、流适

2重要的技术进步 ~ 、

x x Y

2 1引进和研制出新式水泥车并发展了混浆撬设备 .

中石油所属各油田大力加强固井队伍的设备投入 . 相继引进了最先进的大功率水泥车。要型号为 C T Y4主 P-和 C T80 P -0D。同时，内生产厂家也通过合作和自主研国表7

综合成本降低。

国产固并设备性能参数

与以往的以 P A为主体的降失水剂产品性能对比 V情况见图 2。该种产

品在含盐 l~3的水中， I 8 7 AP失水可以控制在 lOH以内；5 O 6 C和 9 O C的稠化时间经

过调整后仅相差 3 n非常适合于长封固段固井施工。 5mi,由于控制失水的机理不同于以 P a M .为主的产品 .因此对

配套外加剂要求大大降低并改善失水控制和降低综合作业成本。占干水泥重量比/%

23标准化管理逐步与国际接轨 .中油股份公司下发的油勘字[025号文件《 20]固井技术规定 (行 )中已将 V S T列为检查内容，油田试》 DI B、各公司也相继制定了实施细则。在审定阶段的行业标准《固井质量评价方法》,了将 VD S T列为检查内容中除 I B、外 .规定了对施工过程的质量评价办法。在审定阶段还的国家标准《井水泥试验方法油在技术内容上完全采纳了 A I P标准。图2 A 丙烯酰胺共聚物降失水剂与

P A降失水剂性能对比示意图 V

2 4固井基础理论研究获得重要突破 .

通过对国外资料的分析，出了新的壁面剪应力固提 井理论。该理论认为，清除井壁虚泥饼以提高固井顶替效率的主要影响因素是流体在环空流动的壁面剪应力，

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测

井

技

术

并提出了 2个具体参数指标：当壁面剪应力分别达到 l P和 3 a。 I V I S三项测井检查的水泥胶 1 ( 0P时 C/ D /结质量可以达到合格和优质。 在设计阶段对固井质量定量评估、指导固井水泥浆和前置液设计；以顶替结果为目标的环空返速设计、解决“同层吞吐”等疑难问题，减少胶结测井评价的复杂因素。25胶结测井系列进一步丰富和完善 .

高。因此，亟需完善胶结测井评价体系，提高固井质量评价的准确性，并及时揭示固井技术存在的问题。

4结论和建议() 1现有装备和技术能力下，固井技术在新装备、新材料和新理论方面取得了一些重要进展，固井技术发为展创造了有利条件。 () 2各油田公司基本形成了适应地区地质、工程特点的特色固井技术，为油田上产提供了技术保障。 ()多油田积极探索准确评价水泥胶结的测井方 3许法，并取得了部分成果。 () 4采用先进适用技术，有效降低作业成本，促进技

在固

井施工技术取得飞速发展的同时。胶结测井技术和水平也获得了极大提高。胶结测井仪器系列进一步

丰富和完善，由最初的井温测井到 (, 发展到今天的VD、KIMAKI D L S"、 -一 T等。 I 目前，河、港油田已推广应用 MAK——& T测辽大 IS D I￣

井 . lt玉f￣田全面采用 C I )测井。 h BⅥ I 部分油田在重点井采用 S I K"测井。

术进步。重点开展的工作包括优质高效的外加剂和前置液研究，特别是推广应用 A S丙烯酰胺共聚物降滤失 MP -剂；提高工具和附件的可靠性和适用性，特别是大型固井工具(悬挂器、分级箍 )产品在深井超深井条件下的可等

3固井技术需求3 1先进适用技术及现场施工管理需求 .

亟需完善管理机制，并研究新的换代产品，降低成本。各油田使用的外加剂价格偏高，成为制约固井技术发展的重要因素。这些材料涉及所有主要的固井外加

靠性；综合考虑地质和工程特点的适用施工工艺。特别要细致研究不同地质和工程条件对固井质量的影响，推广应用壁面剪应力固井。

剂，原因包括供销机制、财务机制等多个方面。费用偏高也使得部分新技术成为不适用技术，制约新技术的应用。要紧密结合固井工艺，改进工具附件的设计和性能。加紧研发适用于深井超深井、特殊工艺井固井工艺和配套工具材料。塔里木、疆油田在深井超深井固井中，新完井

() 5施工过程的质量管理是完善固井质量评价体系的重要步骤，有利于促进我国固井技术整体水平的提高和发展。充分发挥新装备的设备优势，广使用施工参推数实时采集系统；加强职工的岗位技术培训工作，提高施工水平。

阶段首选外国公司的产品，主要原因是国产产品达不到固井要求。

() 6完善胶结测井体系，强胶结测井评价解释力加

量。结合目前现状，主要内容应包括各种测井方法的解释基础均为 0/ LⅥ)测井，应将 0/ LⅥ)测井作为基本的胶结测井检查手段； K I S T测井可以反映环 MA—一 1 GD

对施工参数进行实时采集分析，高固井施工技术提水平。强化现场监督，严格按照设计施工。加强岗位和技术培训。

空水泥密度变化和套管居中状况，将其作为评价施建议工质量的补充手段；B S T直观反映了环空

的水泥缺失状

32提高固井质量需求 .目前钻遇的地层情况越来越复杂。固井作业的难度非常大，单一的 C I测井已难以真实反映水泥的胶结状 B

况，建议将其作为精细评价的技术手段；充实胶结测井解释力量。

况(见图 3, )在每年 9%以上 C L固井质量合格率的情 9 B况下。掩盖了固井技术存在的不足，制约技术水平的提

() 7深人开展胶结测井技术研究，提高固井质量评价解释水平，促进固井技术发展。重点是建立完善的模拟井组，将其用于研究和仪器刻度标定；同时通过模拟试验

装置和模拟井筒，清各种因素对胶结测井及解释的影摸响，最终建立我国特有的固井质量评价技术，固井质完善静

墨

量评价体系，为固井技术发展指明方向。 参考文献：[]刘爱平，环空流动的壁面剪应力对提高顶替效率的影响 1等.

r . t 石{￣程学会 20年度技术文集E 3北京： t t 01 c.石油工业图 3 0 2年部分油田 V L测井结果 20 D出版社 .0 2. 20

(收稿日期：0 31—O本文编辑 20—1 2

高宝善 )

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