2017年, 第40卷, 第4期　
出刊日期：2017-12-25

  

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  川西坳陷东坡中江气田沙溪庙组复杂“窄”河道致密砂岩气藏高产富集规律

  曾 焱 　黎华继 　周文雅 　陈 俊 　吴东胜

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 1.

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  四川盆地西部中江气田中侏罗统沙溪庙组气藏为川西地区第2 大中浅层气藏，是一个以三角洲平原—前缘河道砂沉积为主的致密砂岩气藏，具有河道窄、砂体薄、储层致密、非均质性强以及气水分布异常复杂等特点，给气藏的开发评价及建产选区带来极大难度。为此，通过对该气田不同产能井及其所在河道和层系逐一由点到面的解剖，分析其构造及其演化特征、断砂配置关系以及储层物性等因素对单井产能的影响，明确了中江气田复杂“窄”河道致密砂岩气藏高产富集的4 个主要控制因素为断层、构造、河道砂岩及储层物性；通过分析各控制因素的综合作用，建立了不同河道砂岩的天然气动态富集模式，并从中提炼出2 种高产富集动态模式，即构造主控模式中的“有效断砂配置+ 优势古构造+ 优质储层”组合和岩性主控模式中的“有效断砂配置+ 优势古构造+ 物性封堵+ 优质储层”的组合，为该气藏的高效开发奠定了基础。
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  成像孔隙度谱在川中地区下二叠统栖霞组储层测井评价中的应用

  吴煜宇　赖 强　谢 冰　赵艾琳

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 2.

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  四川盆地川中地区下二叠统栖霞组天然气勘探获得了重大突破。该区储层以薄层状白云岩为主，孔隙类型多样，孔隙结构复杂，溶蚀孔洞的大小、分布情况都表现出很强的非均质性，大大增加了测井储层综合评价的难度。由于成像测井具有较高纵向分辨率、直观反映井壁孔洞和裂缝等优点，故利用该区丰富的成像测井资料来计算栖霞组地层的孔隙度谱，并将孔隙结构分类，建立成像孔隙度谱图版，然后根据孔隙度谱开展基质孔和次生溶孔的定量计算，并结合常规测井计算的孔隙度，对储层类型进行了划分。结果表明：①成像孔隙度谱结构特征在一定程度上可反映孔径大小的分布情况，进而反映储层孔隙结构特征，不同的谱结构反映不同孔隙类型组合特征和原生孔隙与次生孔隙的搭配关系；②栖霞组孔隙度谱结构可分为无峰宽谱型、多峰中谱型、单峰中谱型和单峰窄谱型4 种类型，有利储层的成像孔隙度谱以无峰宽谱型和多峰中谱型为主；③通过标定成像孔隙度谱可定量计算地层基质孔和溶蚀孔的孔隙度，进而划分储层类型。
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  鄂尔多斯盆地东胜地区延安组砂岩漂白蚀变特征及成因机制

  谭玉涵 　王建强 　高 丹 　何羽飞 　韩鹏

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 3.

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  鄂尔多斯盆地东北部中侏罗统延安组顶部广泛发育砂岩的漂白现象，其漂白蚀变特征及形成机制仍是迄今研究较薄弱的重要问题。在前人研究成果的基础上，以东胜市神山沟地区的典型剖面为解剖对象，开展了漂白砂岩岩石矿物组成与填隙物特征、主量元素与微量元素等地球化学指标、砂岩包裹体特征等测试分析研究，初步揭示了延安组顶部岩石漂白蚀变特征及形成机制。研究结果表明：①延安组漂白砂岩矿物碎屑以石英为主，长石含量少、溶蚀强烈，填隙物以高岭石为主，高岭石填隙物是砂岩呈现白色调的主因；②延安组漂白砂岩经历了黏土化并发生了铁离子的迁移，黏土化和铁离子的流失是砂岩发生漂白蚀变的内在因素；③漂白砂岩包裹体中存在有以CH4 为主的气态烃类流体，表明该区曾发生过还原性酸性有机流体作用，改变了pH 值、氧化—还原电位，引起了砂岩高岭石化和铁离子的迁移，促使砂岩漂白蚀变；④延安组漂白砂岩的形成与该区早白垩世末自盆地西南向北东发生大规模天然气逸散存在密切的联系。
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  扬子板块下寒武统页岩有机质与矿物质的成因关系

  张 慧 　焦淑静 　林伯伟 　郝临山 　袁立颖

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 4.

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  扬子板块下寒武统富含有机质，是我国页岩气勘探开发的重要层系，关于其页岩孔隙特征与生烃组分的研究成果很多，但对其有机质与矿物质成因关系的研究则较少。以下寒武统海相页岩为研究对象，对其制备氩离子抛光面和自然断面样品借助场发射扫描电镜观察研究页岩矿物的显微组分、成因、有机质赋存状态、有机质与矿物质的成因关系。观察与研究结果表明：①下寒武统海相页岩主要矿物成分为石英和伊利石；有机质显微组分主要为沥青质体，赋存状态具多样性：抛光面样品有机质赋存状态为条带状、散块状、填隙状、封裹状；自然断面样品有机质赋存状态为条带状、交互状、薄膜状。②矿物质成因不同，与有机质的关系各异，陆源碎屑与有机质体现了碎屑岩的特征，即条带状、散块状有机质与矿物质为同生或准同生关系，形成于沉积阶段，填隙状有机质与矿物质为胶结关系；封裹状、交互状有机质表征了自生矿物与有机质为结晶分异关系。这些现象的揭示与认识为页岩气生成机理研究与勘探开发实践提供了微米级—纳米级的直观依据。
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  页岩孔隙定性与定量方法的对比研究

  张 涛　张希巍

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 5.

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  孔隙度是表征含气页岩储层储集性能的重要参数。但是利用不同方法测量页岩孔隙度时，受测量机理、误差源及尺寸效应等的影响有可能使得测试结果不一致。为此，运用电镜扫描法、图像数字统计法、液体饱和法、压汞法（MIP）和核磁共振（NMR）等方法，通过对页岩样品孔隙度和孔隙结构的研究，对表征页岩孔隙的定性与定量方法进行了对比分析。结果表明：①光学显微镜得到的数值统计孔隙度与物理测定值接近，对页岩孔隙定性的同时具有定量的实际意义; ②液体饱和法测量时页岩基质内产生水化损伤，孔隙度存在先升后降行为，得到的孔隙度比实际值偏大；③ MIP 无法检测2.98 nm 以下或更小孔径的孔隙度信息，且使用破碎样品容易丢失页岩层理间隙孔，使孔隙度整体偏小，MIP 的孔隙分布曲线可方便地半定性样品中的孔隙分布特征； ④ NMR 能够实现页岩孔隙度的快速无损测量，但受到样品饱和度和仪器回波间隔设定的影响，所测孔隙度小于页岩实际孔隙值，NMR 二维弛豫图谱是定性分析页岩孔隙流体的有效方法；⑤ FIB- 氩离子SEM 为现有最高分辨精度的定性成像设备，氮气吸附法配合MIP 可实现大范围内页岩孔隙的定量与半定性分析。结论认为：对室内页岩孔隙度的定量分析，较之于其他方法MIP 最为方便快捷，可重复性好；利用高分辨率小孔喉识别设备建立纳米三维数字岩心技术，是进一步定性研究页岩微观储集及运移机理的有效手段。
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  昭通页岩储层非均质地应力场数值模拟

  胡耀方 　田中兰 　杨恒林 　李 军 　张 弘 　付 盼 　吴志勇

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 6.

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  储层地应力场是页岩气开发井网布置、井眼轨道设计、压裂设计的重要参考因素。其形成机理复杂，具有较强非均匀性，地应力的实测数据有限且具有局部性。为准确求取云南昭通黄金坝YS108 区块页岩气储层的地应力场，通过研究分析储层地应力场的平面分布，利用多元线性回归方法求解页岩气储层地应力场，并在传统方法上增加三角分布载荷，模拟了储层非均质地应力，以提高地应力场的计算精度；同时建立页岩气储层平面的几何模型，利用Abaqus 有限元软件和该区4 口井的地应力实测资料，运用多元线性回归方法求解，得出了整个页岩气储层地应力场。结论认为：该方法计算精度较高，相对误差在8% 以内，能较为合理地模拟出页岩储层的地应力场；根据得出的储层地应力场，水平井轨迹应沿最小主应力方向设计，压裂射孔位置应设计在最大主应力方向且两向地应力差较小的区域。
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  复杂近地表区走时射线层析的应用及效果

  周 翼 　杨洪波 　黄有晖 　吕景峰 　张立超 　陈建国

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 7.

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  塔里木盆地油气资源蕴含量丰富，勘探前景良好，是我国西气东输的主力气源地。该盆地地表类型主要为沙漠、山地山前带及黄土塬等，表层结构复杂多样，纵、横向上变化剧烈，其地震波静校正问题较为严重。多年攻关经验表明，与模型静校正方法相比，初至层析反演静校正技术是解决复杂近地表区静校正问题的有效途径。但是随着高密度、宽方位采集技术的推广应用，地震初至数据剧增，严重影响了层析反演的计算周期。为此，提出了一种提高层析反演效率的方法：①确定合理的层析反演网格面元及偏移距范围；②按照一定方式抽稀初至数据；③采用抽稀后的初至数据层析反演, 获得近地表速度场；④根据给定的基准面及替换速度计算静校正量。结果表明：该方法经过理论模型数据及实际资料对比验证后能够保证静校正精度，并在2016年度的实际三维地震勘探中，取得了良好的效果。
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  国内外大型碳酸盐岩气藏主要开发评价指标

  孙玉平 　陆家亮 　刘 海 　万玉金 　唐红君 　张静平

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 8.

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  以四川盆地元坝气田上二叠统长兴组气藏和安岳气田磨溪区块下寒武统龙王庙组气藏等一批大型碳酸盐岩气藏的勘探发现为标志，我国大型碳酸盐岩气藏勘探开发进入了新阶段。然而由于碳酸盐岩气藏特殊的成藏过程使得该类气藏地质条件复杂，开发面临的不确定性大，不同气田开发效果差异较大。为科学开发碳酸盐岩气藏，以国内外开发成熟的不同类型碳酸盐岩气藏为解剖对象，剖析了典型气藏开发效果之间的差异及影响因素，归纳出影响碳酸盐岩气藏开发特征的主控因素，在细分气藏类型的基础上，提出了不同类型气藏开发指标推荐取值。结论认为，影响碳酸盐岩气藏开发效果的主要因素为驱动类型、储层物性、裂缝发育程度及气藏管理措施，基于开发主控因素将碳酸盐岩气藏细分为弹性气驱、孔隙型水驱、裂缝型边水驱和裂缝型底水驱4 个亚类；通过统计分析提出了可采储量采气速度、稳产期、递减率和采收率等开发指标，可为国内类似气藏得科学开发提供参考。
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  提高缝洞型气藏采出程度的物理实验—— 以高磨地区震旦系灯影组气藏为例

  常 程 　李隆新 　沈人烨 　鄢友军 　王 璐

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 9.

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  高磨地区震旦系缝洞型气藏孔隙、溶洞、裂缝搭配关系复杂，储层渗流能力的较大差异导致难以准确预测气藏的采出程度。为认识并量化储层非均质性对储量可采性的影响，开展地层条件下各类储层岩心的串、并联衰竭式开发实验。通过改变实验压差和岩心的组合方式，明确流量与压力随时间的变化关系，评价现有工艺技术条件下储层类型、生产制度对气藏采出程度的影响。串联实验中，气体流动路径为孔隙→孔洞→裂缝- 孔洞时，岩心采出程度最大；气体流动路径为孔洞→裂缝- 孔洞→孔隙时，采出程度减少14%。并联实验中，实验压差5 MPa 时最终累计产气量最大，但由于高渗岩心孔隙压力下降过快，后期累产气量增加幅度减小；实验压差3 MPa 时，各类岩心同时供气的时间延长，实现了“动态供给平衡”，累产气量增加幅度保持稳定。该实验研究从微观上认识了不同类型储层组合下的产量贡献特征，量化了低渗储层对高渗储层的制约性，对缝洞型气藏早期开发对策的制定具有指导意义。
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  利用稳定点校正方法评价低渗透气藏气井产能

  王 容　何 琦　刘 勇　张 岩　周 源　阮明龙

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 10.

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  在四川盆地东部，多数石炭系气藏渗透性差，在气井产能测试中产量、压力难以在较短时间内达到稳定状态，从而限制了传统稳定试井方法的应用。为缩短测试时间、节约成本，同时提高低渗气井产能评价的准确性，对传统的稳定试井流程进行了改进：首先气井以适当产量稳定生产至流压达到稳定，然后关井，压力恢复至地层压力，再以3 ～ 4 个递增的工作制度生产相同的时间，而不必要求流压达到稳定。根据改进的流程所获得的测试资料，建立了利用稳定点的产能测试数据来校正不稳定点产能测试数据的产能评价方法，并对川东石炭系气藏4 口气井的产能测试进行了实例分析。结果表明，直接利用未达到稳定状态的产能测试数据计算的气井无阻流量往往偏高，而利用稳定点校正方法所计算的气井产能更加符合气井的生产实际。改进的测试方法可极大地缩短低渗气井产能测试时间，并且通过稳定点校正方法可提高此类低渗气藏气井产能评价的准确性，从而更好地指导气井合理配产，实现低渗气藏的高效开发。
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  变压力扩展指数模型法在页岩气井递减分析中的应用

  陈 满 　谢维扬 　张小涛 　蒋 鑫 　蒋 睿 　张 舟

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 11.

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  近年来四川盆地页岩气的勘探开发取得了突破性的进展，水平井与体积压裂主体工艺技术被广泛应用于川南地区长宁区块的页岩气开发中。页岩气分段压裂水平井的产量递减规律与常规气井差异大：在初期的压裂液返排阶段，气井产量递减较快，与人造裂缝性低渗气藏气井的早期生产动态相近；后期由于页岩气的解吸附作用增强，气井长期处于低压低产阶段，产量递减慢。北美出现了多种针对页岩气井的产量递减分析方法，但这些方法局限于定压生产的假设，与页岩气井实际生产中受邻井压裂、地面管网建设等因素影响而出现的变压力变产量生产的情况不相符。通过引入压力重整产量，对扩展指数法进行改进，形成变压力扩展指数模型法（简称VP-YM-SEPD 法，即Variable-Pressure drop YM-SEPD 法）来解决页岩气井变压力生产数据分析的难题。应用VP-YM-SEPD 法分析生产数据，需要气井生产史在半年以上，可以分析得到可靠的递减参数。该方法成功用于分析川南地区长宁区块一页岩气井的生产数据，解决了页岩气井变压力生产的递减分析难题。
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  气藏复杂水侵动态巨量网格精细数值模拟

  周 源 　王 容 　王 强 　王 颖 　阮明龙 　赵梓寒 　刘 勇

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 12.

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  传统数值模拟研究由于计算机能力的限制，通常要先对精细的地质模型进行粗化，从而导致数模模型与实际地质情况存在较大差异，难以对气藏复杂的水侵动态进行模拟，影响了模拟的准确性。新一代精细数值模拟基于AMG-CPR 代数多重网格与约束压力残差预处理技术，结合更高效的并行剖分技术，在网格规模和运算速度上相对于传统数值模拟有了巨大的提升，并使数模模型更加逼近真实的地质实体。通过裂缝地质建模建立了四川盆地磨溪区块龙王庙组气藏7 800 万网格数量的双重孔隙介质模型，不进行粗化直接进行新一代精细数值模拟应用研究，其网格数量规模位目前居国内第一。将巨量网格模型在服务器集群上进行上千核的大型并行计算，其计算效率和能力相对于传统数值模拟均有新的突破，以往难以实现的巨量网格模型数值模拟能在2 h 完成模拟运算，极大地提高了运算性能。从模拟计算结果来看，相对于传统数值模拟，高精度的双重孔隙介质模型能够对气藏的非均质性有较好的描述，对实际气藏楔形区底水的水窜和边水水侵均能进行较好地模拟。
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  苏里格气田南区下古生界气藏流动单元量化与控水开发对策

  王蕾蕾 　陈红飞 　王京舰 　张海波 　张雅茹 　刘 倩 　左海龙

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 13.

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  苏里格气田南区下古生界气藏（简称苏南下古气藏）是苏里格气田一个典型的水侵活跃型气藏，产气贡献突出的同时，产水却严重影响了气井产能。为了实现有效分类管理该区块，开展了流动单元的研究。以流动层指数（FZI）为桥梁，成功实现了流动单元的量化，在地质单元认识的基础上，进一步细化了流动单元，将苏南下古气藏划分为三类流动单元。不同类别的流动单元，其生产特征各异，为了确定相应的控水生产对策，利用数值模拟的手段，考虑边水和底水两种模型，预测气井在不同配产下的产气产水情况。模拟结果表明，目前气井配产过高，导致产水日趋严重，为了达到控水稳产的效果必须降产。在此基础上，针对不同流动单元的高产水气井，选取9 口典型井开展了不同生产制度下的控水生产现场试验，根据试验效果制定了相应高产水气井的控水生产对策，并推广应用于苏南下古气藏，取得了显著效果，为实现气藏的高效开发提供了有力的技术支撑。
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  同心管复合排水采气工艺技术

  薛承文　池 明　高 涵　张国红　麻慧博　郭 玲　来晓军

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 14.

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  克拉美丽气田是具有1 000×108 m3 储量的大型火山岩气田，气田水平井采用?114.3 mm 或?139.7 mm 大尺寸管柱携带裸眼封隔器进行多级压裂改造求产，但在气井生产的中后期，随着气井产能下降，产水量上升，出现携液困难，导致气井被迫关井或间开。采用同心管复合排水采气工艺技术下入带有气举阀的小管柱：①根据原井的管柱结构和基本数据，优选出下入的小管柱尺寸；②设计的偏心式等通径气举阀工作筒，既保证气举阀牢固安装，防止气举阀磕碰，又在工作筒外形允许范围内尽可能地放大内部通径，使之与所连小管柱内径基本相等，减少或避免了节流的影响；③设计了专用的气举阀，优化气举阀结构和尺寸以配套气举阀工作筒；④用两级油管头隔开内外管空间，对气井进行气举以复产，内管可实现气井的稳定生产。现场应用实践证明，同心管复合排水采气工艺技术适用于裸眼完井水平井的中后期生产阶段，可改善气井的开发效果，有效提高气井累产气量，为同类型井的排水采气生产提供了技术思路。
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  四川盆地彭州气田三压力剖面计算在复杂预防与处理中的应用

  刘其明 　朱铁栋 　陈汉军

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 15.

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  四川盆地彭州气田位于龙门山前构造带，由于地质情况复杂，前期钻井井涌、井漏、掉块、卡钻等复杂情况频发，增加了钻井周期和成本，影响了气田的高效勘探和开发。因此，有必要在计算三压力剖面基础上，找出复杂情况发生原因，为预防与处理复杂情况提供科学依据。通过优选伊顿法计算地层孔隙压力、库仑—摩尔强度准则计算地层坍塌压力、最大拉应力理论计算地层破裂压力等方法，建立地区三压力剖面。在此基础上，通过对三压力剖面、岩性、掉块形态、井径曲线等资料分析，弄清了复杂情况发生的原因。研究发现井涌是钻遇高压气层时钻井液密度过小，在压井过程中使用过高钻井液密度压破上部疏松地层；井壁掉块是因地层微裂缝发育，高密度钻井液易滤失沿微裂缝渗透进入地层，增大坍塌压力导致井壁失稳；四开卡钻是因马一段发育的页岩掉块卡入取心钻头和井壁。通过采取优化井身结构和改善钻井液防塌性能和封堵性确定合理钻井液密度等措施，钻井复杂情况减少59.5%，钻井周期减小29.8%，钻井提速显著、节约了钻井成本。
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  精细控压钻井技术在四川盆地安岳气田震旦系灯影组气藏开发中的应用

  左 星 　万 昕 　苏立飞

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 16.

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  四川盆地安岳气田震旦系灯影组储层裂缝、孔洞发育，常规钻井井漏、气侵频繁交替发生，井控风险高，处理难度大，严重影响了该区块油气勘探开发进程。2014 年至2017 年6 月，在该区块推广应用精细控压钻井技术12 口井，大幅降低了钻井液漏失量（漏失减少82.2%），提高了钻井时效（复杂时效降低91%），提升了施工作业安全性，取得显著应用效果，同时也针对裂缝储层特点形成了从钻进到完井全过程的压力控制工艺，为采用精细控压钻井技术解决该类工程难题总结了宝贵经验。
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  综合防窜固井技术在孟加拉Titas 气田的应用

  李国栋　曾 磊　蒋 毅

  天然气勘探与开发. 2017, 40(4): 17.

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  固井施工过程及水泥浆胶凝期，环空气窜一直是气井固井工艺需应对的技术难题。环空气窜直接影响水泥环强度的形成，造成主力气层封固质量差、层间漏封、地层流体互窜、产能低等后果。Titas 气田是孟加拉的主要气田之一，调查显示，40% 的井由于固井气窜问题，导致投产后产量低于预期。为解决该区块地层活跃流体，特别是气体影响固井质量的难题，结合孟加拉Titas 气田气层的实际情况，通过水泥浆体系优选、固井工具优选、现场工艺优化形成了综合防窜固井技术。现场应用固井质量一界面和二界面分别由53.5% 和39.5% 提高到85.8% 和76.3%，效果较明显，具有参考借鉴价值。