В следующие 10 лет Sinopec продолжит наращивать свои усилия по разведке и разработке глубоких и сверхглубоких месторождений нефти и газа, нефти и газа в плотных породах, а также сланцевой нефти и газа. Для раскрытия потенциала старых месторождений задачи разведки и разработки усложняются.По мере все более широкого применения технологии многостадийного гидроразрыва пласта требования к целостности герметизации цементного кольца также становятся все выше и выше. Чем выше сложность цементирования, тем выше требования к качеству. Поэтому, сосредоточив внимание на улучшении целостности цементного кольца, исследуйте и разрабатывайте теорию целостности цементного кольца, новые интеллектуальные цементные материалы, многофункциональные добавки в цемент для нефтяных скважин и цементный раствор, новое поколение интеллектуального оборудования для цементирования и инструменты, ориентированные на разработку сверхглубоких скважин, сложных глубоких скважин, низкопроницаемых и сланцевых месторождений нефти и газа, комплексное цементирование системы давления и сопутствующие технологии для корректировки скважин на старых нефтяных месторождениях, улучшают качество цементирования в нескольких направлениях, обеспечивают сильные технические поддержка разведки и разработки нефтегазовых ресурсов, а также обеспечение их безопасности и эффективности.
1. Исследования по технологии цементирования в направлении глубоких скважин
В настоящее время глубина большинства скважин разведки и разработки морских нефтяных и газовых резервуаров на нефтегазовых месторождениях Шунбэй и Чжаохуа Синьцзянского филиала Sinopec превышает 7000 м, а давление и температура в скважине очень высоки (фактическая температура испытаний достигает 191,8 ℃, а забойное давление превышает 100 МПа). Протяженность участка цементирования более пяти километров и система давления сложная, что выдвигает высокие требования к высокотемпературной стойкости тампонажного раствора, стабильности прочности цементного камня при высокой температуре, высокотемпературной стойкости тампонажного инструмента, целостность цементной оболочки и длительную герметизацию. В настоящее время добавки к цементу для нефтяных скважин в моей стране имеют характеристики однократной производительности и небольшого диапазона температур.Не существует многоэнергетических и широкодиапазонных температурных добавок, что усложняет систему цементного раствора для нефтяных скважин.В то же время существует нет замедлителя схватывания, выдерживающего высокие температуры выше 180°С, и понизителей водоотдачи. По стабильности и реологии высокотемпературные цементные массы высокой плотности и сверхвысокой плотности сильно отличаются от зарубежных стран. Поэтому исследования по технологии цементирования глубоких и сверхглубоких скважин должны быть продолжены [1].
В целях улучшения характеристик цементного раствора «два высоких и один низкий» и соответствия сложным геологическим условиям в технологии цементирования глубоких и сверхглубоких скважин сверхвысокая плотность (фактическая плотность более 2,70 кг / л), сверхвысокая плотность высокотемпературный (термостойкость более 200 ℃) и сверхнизкой плотности (фактическая плотность менее 1,20 кг / л) цементный раствор, а также разработала многофункциональную интегрированную добавку к цементу для нефтяных скважин с широким диапазоном температур. Результаты исследований показывают, что добавка в цемент сверхвысокой плотности обладает хорошими комплексными свойствами.Для обеспечения структурной целостности и стабильности механических свойств цементного камня при высокой температуре, для повышения эффективности вытеснения цемента, высокотемпературная разработан антикоррозионный и антиканалообразующий тампонажный раствор Представлены исследования технологии цементирования в глубокой скважине с узким окном безопасной плотности, малым зазором, газовой скважиной высокого давления и пластом соли высокого давления.
1.1 Технология цементирования глубоких и сверхглубоких скважин
Ввиду проблем высоких температур и давлений, активных газовых слоев, узкого окна безопасной плотности и заметного противоречия между стабильностью давления и предотвращением утечек, технология цементирования «закупоривание, герметизация, прессование, быстрое и контролируемое» для глубоких скважин и сверхвысоких – образовались глубокие скважины. «Блокировка» заключается в выполнении герметизации под давлением для предотвращения утечки цементного раствора. «Воздушное уплотнение» относится к формированию газонепроницаемого слоя с улучшенным противовоздушным каналом цементного раствора; «Напор» относится к рациональной конструкции конструкции столба цементного раствора и ступенчатой стабильности давления; «Быстро» относится к как можно скорее очистить обратную циркуляцию; «Контроль» относится к процессу цементирования с регулируемым давлением в нестабильных условиях. Технология была применена в более чем 100 скважинах на месторождениях Тахэ, Шунбэй и глубоководных морских нефтяных и газовых скважинах провинции Сычуань, эффективно решая проблемы цементирования глубоких и сверхглубоких скважин.
1.2 Технология цементирования горизонтальных скважин с длинными горизонтальными участками в сланцевом газе
Сланцевый газ в горизонтальных скважинах с длинными горизонтальными участками предъявляет строгие требования к качеству цемента, а в горизонтальных скважинах с крупномасштабным стадийным ГРП предъявляются жесткие требования к герметизирующей способности. Таким образом, формируется технология с закалкой, промывкой и рихтовкой в качестве ядра: «упрочнение» основано на механических свойствах цементного камня, разработке эластичных материалов, повышении ударной вязкости, формировании эластично-пластичного цементного раствора и улучшение твердости и хрупкости цементного камня.Для удовлетворения потребностей межпластовой герметизации и долговременной герметизации в процессе гидроразрыва «промывка» заключается в проведении предварительной промывки, спроектировать четырехступенчатую структуру предварительной промывки , спроектировать разумную разницу в плотности и разнице в вязкости, а также улучшить эффективность замены цемента и качество цемента; «Выпрямление» относится к разработке полного центратора обсадной колонны для достижения цели выпрямления обсадной колонны в длинных горизонтальных скважинах и безопасного спуска скважины, обеспечивая что обсадная колонна может работать плавно и в то же время значительно повысить эффективность замены цементного раствора. Технология цементирования была применена в более чем 200 скважинах в Фулинге, Вейронге и других районах, что значительно улучшило качество цементирования скважин сланцевого газа и обеспечило техническую поддержку разведки и разработки сланцевого газа.
1.3 Технология цементирования с большим перепадом температур на сверхдлинном участке цементирования
Ввиду проблем, существующих в технологии цементирования в Шунбее и других областях, таких как длинный участок цементирования, большая разница температур, сложность учета стабильности давления и предотвращения утечек, а также противоречие между низкой температурой в верхней части цемента. суспензия и высокая температура на дне и т. д. Технология цементирования с большой разницей температур для закупорки, широкого спектра, исправления и оптимизации. «Блокировка» относится к закупорке пластового давления для улучшения несущей способности пласта; перед спуском обсадной колонны ствол скважины промывают ультрафиброй для расширения окна безопасной плотности цементирования. «Широкий спектр» заключается в использовании разработанного замедлителя схватывания цемента с широким спектром температур и понизителя водоотдачи для образования цементного раствора с широким спектром температур для решения технической проблемы цементирования с большой разницей температур. «Централизатор» может выбрать эластичный центратор или жесткий центратор с полимерным вихрем. Профессиональное программное обеспечение может быть использовано для оптимизации плотности оболочки, чтобы обеспечить плотность оболочки не менее 67%. «Оптимизация» заключается в использовании предварительной жидкости с превосходными характеристиками для оптимизации структуры столба цементного раствора.Передний раствор выбирается из высокотемпературостойкого цементного раствора с низкой плотностью, средний раствор выбирается из цементного раствора с морской водой с низкой плотностью, а хвостовой раствор выбирается из высокотемпературного устойчивого кварцевого цементного раствора, чтобы эффективно блокировать пласты различных систем давления. Этот процесс был применен в более чем 100 скважинах в Синьцзяне, Сычуани и других регионах, что позволило эффективно цементировать сверхдлинную секцию открытого ствола. Участок цементирования скважины Shunbei 4 имеет длину 5700,00 м и имеет перепад температур 105°C.
2. Технические исследования по цементированию сланцевых и плотных нефтегазоносных пластов
С активным развитием и реализацией стратегии моей страны в области природного газа, Sinopec расширила исследования технологий разведки и разработки природного газа (включая сланцевый газ и газ плотных пород) в Сычуани, Ордосе и других местах. буровой раствор на масляной основе трудно промывать, качество цементирования и упругопластичность цементного камня высокие при поэтапном ГРП, а цементная оболочка также должна иметь более высокую герметичность. Поэтому необходимо срочно усилить исследования по технологии цементирования плотных нефтегазовых и сланцевых газов для повышения герметичности цементной оболочки. Технические меры, которые могут быть предприняты, включают анализ механизма образования микротрещин в цементном кольце, количественную оценку способа водоканала нефти и газа, влияние стадийного гидроразрыва пласта и высокоэнергетической перфорации на герметизирующую способность цементного кольца, а также критерии разрушения цементного кольца и др. Изучить способ повышения герметизирующей способности цементного кольца. Исследование технологии безопасной обсадной колонны длинных горизонтальных скважин, технологии упругопластической модификации цемента, технологии горизонтальной скважины с целью повышения эффективности вытеснения, разработки высокоэффективных тампонажных материалов, исключающих потерю твердой фазы, и укрепления кольцевого пространства газовой скважины с помощью технологии обработки давлением.
3. Исследование системы давления и технологии цементирования сложных скважин.
Разведка и разработка старых нефтяных месторождений в Восточном Китае, таких как нефтяное месторождение Sinopec Shengli, нефтяное месторождение Хэнань и нефтяное месторождение Цзянсу, вступили в более позднюю стадию. Основными проблемами, которые предстоит решить с помощью технологии цементирования, являются: усложнение пластового давления из-за многолетней закачки и добычи, большая разница давлений между верхним и нижним пластом нефтегазового пласта, герметизация тонких пропластков, особенно герметизация второго интерфейса, требует высокого качества. С целью повышения качества цементирования тонкослойного цемента в условиях сложной напорной среды необходимо в срочном порядке усилить исследования по технологии цементирования наладочных скважин на старых месторождениях в условиях сложной напорной системы, изучить технологию цементирования вспененных тампонажных растворов и низкоплотных и низкозатратных тампонажных растворов, а также для исследования горизонтальных скважин, зарезки боковых стволов горизонтальных скважин и других технологий цементирования [2].
4. Исследование новых химических вяжущих материалов.
Присущая обычным цементным растворам для нефтяных скважин хрупкость и усадка определяют технические проблемы, связанные с коррозией цементного камня, долговременным ухудшением механических свойств и предотвращением утечек. С этой целью необходимо активизировать исследования и разработку новых вяжущих материалов: к цементным оболочкам предъявляются особые требования в особых пластах и сложных жидкостях, поэтому исследования и разработки новых вяжущих материалов, таких как новые отвердители, многофункциональные комплексные требуются буровые растворы и цементные растворы, наномодификация цементного камня и т. д., усиление исследований и разработок интеллектуальных материалов. Исследования и разработка интеллектуальных цементирующих материалов (экологичных или реагирующих на время) в основном включают в себя: исследование и разработку интеллектуальных материалов, которые могут расширяться или производить вторичную гидратацию при наличии газа и в корне решать проблему кольцевого воздуховода; исследования и разработки полимерные материалы с функцией памяти формы, чтобы полностью решить технические проблемы утечки цементного раствора, блокировки и модификации отскока; исследовать и разрабатывать новые цементные интеллектуальные материалы с функцией внутрискважинного возбуждения, которые могут действительно реализовать цементную жидкость и бурение. проблема несовместимости цементного раствора и бурового раствора.
5 Сверхвысокая температура и высокое давление, коррозия кислых газов и сверхнизкое давление
В период «тринадцатой пятилетки» с учетом проблем сверхвысокой температуры и высокого давления, сложной коррозии кислотных газов и сверхузкого окна давления была проведена успешная операция на сверхвысоких температурах и композитная скважина высокого давления (сверхвысокая температура и высокое давление, глубоководная высокая температура и высокое давление, высокая температура и высокое давление, обычная высокая температура и высокое давление) Разведка дала хорошие результаты. Тем не менее, практика цементирования сверхвысоких температур и высокого давления, глубоководных скважин с высокой температурой и высоким давлением, а также коррозионно-композитных скважин CO2/H2S недостаточна, и отсутствует опыт разработки. В ближайшие 15 лет предстоит исследовать и разрабатывать структуры в Ледуне, Линшуе, Цюндоннане, а также в центральных и южных районах Южно-Китайского моря, которые характеризуются сверхвысокой температурой и высоким давлением. Бохайское море также отличается высокой температурой и высоким давлением.Блок зарубежных газовых месторождений, британский проект газовых месторождений в Северном море и т. д. С этой целью необходимо разработать комплексную технологию цементирования, которая может соответствовать глубине нефтяного пласта.Температура скважинного инструмента требует термостойкости 225 ° C, что гарантирует его работу на глубине от 4000 до 7000 м, температуре 200 до 240 °C, давление от 120 до 150 МПа, композит CO2 и H2S Коррозия, окно давления 0,05-0,10 г/см3 окружающей среды.
6 Исследования в области автоматизации цементирования и интеллектуального оборудования
В последние годы разведка и разработка постепенно вошли в глубокое море, нетрадиционную нефть и природный газ.Рабочая среда и геологическая структура особенные.Обычное оборудование для цементирования не может удовлетворить требования операций цементирования в этих средах.Необходимо повысить мощность , уровень автоматизации и степень интеллекта. Рекомендуется разработать новое поколение мощного автоматического цементировочного оборудования и вспомогательных инструментов с независимыми правами интеллектуальной собственности.На основе интернет-технологий оптимизировать технологию цементирования и улучшить систему мониторинга на месте, чтобы полностью достичь интеграция проектирования цементирования и мониторинга на месте Цель состоит в том, чтобы улучшить возможности операций цементирования и реализовать цифровое и автоматическое управление.
7 Выводы и рекомендации
(1) Разработаны системы цементного раствора, такие как антикоррозийная, интеллектуальная герметизация, широкий температурный спектр, канализация жидкого кремния против газа и т. д., а также сформированы высокая температура и высокое давление, большая разница температур, сверхглубокая скважина и сланцевая нефть и Технология цементирования газа, которая очень важна для разведки и разработки нефти и газа Sinopec, должна быть удовлетворена.
(2) Сделать прорыв в основных скважинных инструментах, основном оборудовании и программном обеспечении, таких как подвески хвостовика с превосходными характеристиками, интегрированная система цементирования азотной пеной, инструменты для дозированного цементирования, автоматизированные цементовозы и программное обеспечение для оптимизации конструкции и технологии цементирования и т. д., улучшая объем услуг по технологии цементирования.
(3) Sinopec продолжит укреплять разведку и разработку глубоких, сверхглубоких, плотных месторождений нефти и газа и сланцевого газа. Ориентированная на спрос разработка технологии цементирования с акцентом на технологии цементирования сверхглубоких скважин, сложных глубоких скважин с низкой проницаемостью, технологии цементирования сланцевой нефти и газа, а также технологии цементирования корректировочных скважин на старых нефтяных месторождениях в сложных системах давления.
(4) Посредством междисциплинарных совместных исследований мы изучим многофункциональные, интеллектуальные и интегрированные новые цементные химические материалы широкого спектра действия, а также автоматическое, мощное, интеллектуальное, проектируемое и контролируемое интегрированное цементировочное оборудование.Это будет основным развитием направление в будущем.