[發明專利]一種提升油氣井長效生產壽命的穿越型水合物層固井方法

有效

• 申請號: 202110746567.3
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113266304B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 步玉環;沈晟達;柳華杰;郭勝來;路暢;郭辛陽
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 濟南克雷姆專利代理事務所(普通合伙) 37279
• 代理人: 楊婷

本發明屬于油氣井固井領域，具體涉及一種可以提升油氣井長效生產壽命的穿越型水合物層固井方法。本發明在穿越型水合物層進行固井時采用低水化早強保溫隔熱水泥漿體系，其中低水化早強特性保證固井過程水合物層的有效封固，保溫隔熱特性因具有對熱量的低傳導性從而保障生產作業時水合物層的穩定，從而在根本上解決了水合物層的固井質量問題，保證了油氣井長效生產。本發明通過對目標地層物性參數的分析，確定水泥漿性能要求，在水泥漿中加入早強劑、低水化熱材料、保溫隔熱材料，使水泥漿具有低水化早強保溫隔熱性能，保證了穿越型水合物層固井侯凝期間與后續生產作業過程中水合物的穩定，有效避免由于水合物失穩引起的事故。

技術領域

本發明屬于油氣井固井領域，具體涉及一種可以提升油氣井長效生產壽命的穿越型水合物層固井方法。

背景技術

近年來，陸上油田的部分傳統區塊在開采過程中面臨著產量遞減、挖潛難度增大、開采成本不斷上升等諸多問題，致使深海油氣資源逐漸成為新的開發熱點。深水固井作業作為銜接深水鉆井作業和完井作業的重要過程，是深水油氣資源安全、經濟、高效開采的重要保障。盡管海洋油氣資源儲量豐富，但是由于深水區域的低溫、高壓環境，會使得海底淺層存在天然氣水合物層。深水淺層存在的天然氣水合物層通常情況下是穩定的，但是固井候凝期間水化放熱產生的熱量傳遞至水合物層，會導致天然氣水合物受熱分解產生氣體，在水泥環與套管膠結界面處造成損害并產生微間隙，從而導致水泥封隔完整性的失效甚至是井噴等危害的發生，為此固井界專家學者給予了足夠的重視，開發了多種類型的低溫早強低水化熱水泥漿體系(許明標,王曉亮,周建良,等.天然氣水合物層固井低熱水泥漿研究[J].石油天然氣學報,2014(11):134-137；席方柱,屈建省,呂光明,等.深水低溫固井水泥漿的研究[J].石油鉆采工藝,2010,32(1):40-44.)，性能優異的水泥漿體系在一定程度上解決了固井侯凝期間水合物分解的問題。

但是，在深層油氣生產作業過程中，深層油氣在油管中運移時，所攜帶的熱量通過油管和套管組合向穿越型水合物層進行熱量傳遞，一旦水合物層與固井水泥石界面的溫度超過水合物的分解溫度，則水合物層會產生分解，致使建立的人工井筒與地層分離，有效支撐失效、井口產生下沉；水合物分解而成的天然氣大量涌出，可能會造成表層套管外冒天然氣，嚴重時甚至會產生井噴、淺部地層的滑移坍塌。目前一旦遇到淺部有水合物層的區域，一般會選擇避開該層位或者將水合物誘噴，造成開發井網布置的打亂或資源的浪費。目前針對于該方面的研究鮮有報導。因此，研發低溫早強低水化熱水泥漿體系不能從根本上解決水合物層分解導致固井質量下降的問題。

發明內容

本發明提出了一種可以提升油氣井長效生產壽命的穿越型水合物層固井方法，以提高深水海域油氣井穿越型水合物層固井質量且提升油氣井長效生產壽命為目的，為提高深水油氣的長效開采開辟了一條新途徑。

天然氣水合物廣泛存在于深水淺部地層，在進行現場鉆井作業時，極易存在井眼軌跡貫穿水合物層的情況發生，在這種情況下，固井候凝期間的水化放熱以及后續生產作業過程中油管中的熱量傳遞均會引起水合物失穩分解。因此，本發明將解決這一類水合物層的深水固井理論進行擴展，在固井中采用低水化早強保溫隔熱水泥漿體系，其中低水化早強特性保證固井過程水合物層的有效封固，保溫隔熱特性因具有對熱量的低傳導性從而保障生產作業時水合物層的穩定，從而在根本上解決水合物層的固井質量問題。

本發明所述的穿越型水合物層為被套管貫穿的水合物層，所述的獨立型水合物層為未被套管貫穿的水合物層，如圖1所示。

本發明所述的一種提升油氣井長效生產壽命的穿越型水合物層固井方法，包括以下步驟：

(1)采集固井目的穿越型水合物層的地層樣本，測試地層的物性參數，了解固井目的層的環境參數；

(2)對已掌握的地層物性參數進行分析，結合現場作業要求確定滿足固井條件的水泥漿早強性能要求、水化熱性能要求、保溫隔熱性能要求；

(3)根據水泥漿早強性能要求，對多種早強劑的效果進行測試，選出性能最好的早強劑；