近日,公司所属的西南石油工程公司固井分公司在川渝深层页岩气开发领域,成功完成威荣区块威页24平台3口瘦身井(威页24-8/9/10HF井)的139.7毫米油层套管固井施工。单井比常规井平均减少水泥用量130吨,相当于降低碳排放84.5吨,实现固井技术领域“材料成本优化”与“低碳减排”的双重突破,为推动页岩气开发向绿色低碳转型迈进坚实一步。
在深层页岩气开采领域,瘦身井作为行业前沿技术正持续吸引全行业高度关注。这类井型通过缩小井眼尺寸(钻头尺寸由传统215.9毫米减小为190.5毫米),缩短钻井周期,同时大幅减少水泥浆用量,实现开发成本显著降低的目标,显著提升资源开采的综合经济效益。
然而,瘦身井的创新设计也带来了极具挑战性的“窄环空、高压力、严性能”三大世界级技术难题,不仅考验套管下入、固井工艺的精细化设计能力,更对材料科学、流体力学等多学科协同创新提出了严苛要求。
该公司在威页24平台成功实践,通过“井眼精准预处理+旋转下套管工艺+特种水泥浆体系+智能施工监测”的全过程技术联动,确保各项施工参数符合设计范围,保障了固井施工安全顺利。
01、“三维工艺” 攻克套管下入难题
以模拟套管刚度为基础,通过严格的井眼准备措施,有效解决复杂井眼条件下的套管下入难题,为套管顺利下入创造良好条件。采用“液力旋转浮鞋+整体式弹性扶正器+旋转下套管工艺”三维减阻配套技术,形成套管下入全过程减阻增效方案。
其中,液力旋转浮鞋的侧向过流孔设计,保障了旋转下套管过程中的顺利开泵和液力作用下自旋转的破岩能力通过阻点;整体式弹性扶正器以点接触和弹性可微收缩的特点,减少井壁与套管接触面积,降低了下入摩阻;旋转下套管工艺通过破坏静态泥饼,清除井壁沉积岩屑,减少套管与井壁的局部长时间接触,降低了下套管摩阻,提高通过性。
威页24-8HF井下套管总时长70.5小时,其中旋转下放时长40.5小时,旋转下套管过程中转速与扭矩平稳,套管顺利下至设计井深。
02、“四性协同” 构建特种水泥浆体系
针对瘦身井的特殊技术难题,该公司专家团队突破传统水泥浆性能极限,构建了“低摩阻+高强度+弹韧性+防气窜”四性协同特种水泥浆体系,解决了常规浆体在窄空间内流动阻力大、胶结强度不足、易受地层应力破坏的三大技术瓶颈。
该体系基于材料优选,通过提高液固比、利用低粘聚合物材料减弱分子间作用力、使用球形流型调节剂防止水泥浆热增稠以及借助静电斥力和空间位阻效应使水泥颗粒分散减阻、粗+细砂复配水泥灰等方式,达到高温流变下满足流动系数n值>0.8,阻力系数K值<0.5的要求,改善水泥浆的流动性,降低流动摩阻,提高水泥石抗压强度,实现了减阻流动、抗热稳定、增强防窜的性能突破。
该水泥浆体系在在威页24平台3口井固井施工中应用效果良好,有效遏制气窜风险,施工压力符合设计范围,保障了固井施工安全。
03、“数据中枢” 赋能智能高效作业
在施工过程中,“数据中枢”以远程数据传输系统为核心,构建“人+机”联动施工模式,覆盖固井施工全流程的机器智能监控+人为控制机制,实时采集压力、排量、密度等关键参数并人工进行动态分析,依据不同施工阶段特性调整参数阈值。
针对设计环空返速1.1-1.4m/s的注替施工参数,采用2台双机泵水泥车混浆,1台大功率水泥车注浆的混注分离方式,通过数据驱动确保入井固井液密度均匀、排量稳定。高返速工艺通过专业固井软件CemSmart5模拟计算提前预判顶替效率。
人机合一形成“实时监测+参数调整+效果验证”的完整闭环管理流程。在突发高压工况下能快速响应处置,为施工连续性与安全性提供双重保障。
此次威页24平台3口瘦身井固井的成功实践,不仅为川渝、新疆等复杂地质区域提供了可复制的“瘦身井固井模板”,更以绿色低碳技术路径,加速页岩气从 “规模建产” 向 “效益开发” 转型,为保障国家能源安全、优化能源结构作出新贡献。