摘 要：LG**井地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油氣活躍，井漏和油氣層壓穩(wěn)矛盾突出，地層承壓能力不能滿足壓穩(wěn)油氣層要求，固井施工漏失，導(dǎo)致環(huán)空液柱結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，水泥漿候凝失重過程中，井下壓力失衡發(fā)生氣侵溢流。本文對固井候凝期間溢流原因做簡要分析。

關(guān)鍵詞：井身結(jié)構(gòu)；分級固井；水泥漿；壓力平衡；

LG**井位于塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起東部斜坡，目的層位為奧陶系。設(shè)計井深6110m。二開中完井深5905 m，裸眼段長4402m，穿越多套不同壓力體系地層，鉆井液ρ1.51 g/cm3，氣侵嚴(yán)重；ρ1.52 g/cm3發(fā)生井漏。地層承壓能力不滿足壓穩(wěn)氣層要求，下入Ф200.03 mm套管雙級固井。一級施工因井漏環(huán)空壓力體系改變，導(dǎo)致候凝期間發(fā)生溢流，節(jié)流壓井，泥漿密度1.60 g/cm3，建立壓力平衡，實施了雙級固井作業(yè)。

1 井況簡介

二開穿越新近、古近、白堊、侏羅、三疊、石炭及奧陶系良里塔格組七套地層。一級封固白堊系以下多套砂礫巖，煤層，粗砂巖及灰?guī)r地層。

油氣層及鉆井液密度：侏羅系煤層氣1套，厚度2m；三疊系氣層3套，累厚15m；石炭系氣層3套，累厚7m；奧陶系氣層3套，累厚15m。鉆井中泥漿密度：古近系ρ1.15 g/cm3；白堊系ρ1.26 g/cm3；侏羅系1.30 g/cm3；三疊系1.45 g/cm3；石炭、奧陶系ρ1.51 g/cm3，氣侵嚴(yán)重，上竄速度104.8 m/h。密度提至1.52 g/cm3發(fā)生井漏，累計漏失量224.59m3。

1.3 井身結(jié)構(gòu)：￠273.05mm表套下深1503m；二開￠241.3mm井眼鉆至奧陶系良里塔格組5905m，下入￠200.03mm套管分級固井。分級箍深度3002.13m；三開鉆穿奧陶系一間房組主油氣層裸眼完成。

2 固井施工難點：封固多套不同壓力體系地層，地層承壓能力低，防漏、防竄、壓穩(wěn)是主要技術(shù)難點。施工井漏導(dǎo)致環(huán)空液柱壓力失衡，氣竄及井控風(fēng)險。

3 主要技術(shù)措施

采用雙級固井，階梯密度多凝水泥漿體系，平衡壓力固井，水泥漿失重狀態(tài)下，氣層壓穩(wěn)系數(shù)Fb≥1；優(yōu)化施工參數(shù)，施工最大動液柱壓力不大于地層漏失壓力。

優(yōu)選水泥漿體系，控制水泥漿低失水和良好的防竄性能，直角稠化，縮短稠化失重期，防竄系數(shù)SPN≤3。

施工前注入， 相容性良好的低黏切先導(dǎo)泥漿20m3，充分置換不規(guī)則大井徑段含油高黏切鉆井液；ρ1.55g/cm3的黏性加重隔離液，隔離段長500m，提高頂替隔離效率。

4 漿體設(shè)計

4.1 一級水泥漿配方及性能，配方如下，性能見表1

領(lǐng)漿Ⅰ：“G”級水泥+漂珠+微硅（100：10：10）+4.0%LANDY-806L降失水劑 +2.0%LANDY-606L緩凝劑+0.5%LANDY-906L分散劑+0.2%LANDY-19L消泡劑；領(lǐng)漿Ⅱ以領(lǐng)漿Ⅰ為基液，降低液固比；尾漿Ⅰ：“G” 級水泥+硅粉（100：35）+4.2%LANDY-806L +0.8%LANDY-606L+0.5%LANDY-906L+0.2%LANDY- 19L；尾漿Ⅱ：阿G+硅粉（100：35）+4.0%LANDY-806L+0.7% LANDY-606L+0.5% LANDY-906L+0.2% LANDY-19L。

4.2 一級固井環(huán)空液柱結(jié)構(gòu)及平衡壓力設(shè)計

隔離液ρ1.56 g/cm3，占環(huán)空段長500m；水泥領(lǐng)漿Ⅰρ1.60g/cm3，封固3500～4880m；領(lǐng)漿Ⅱρ1.64g/cm3，封固4880～5050m；水泥尾漿Ⅰρ1.85 g/cm3，封固5050～5450m；尾漿Ⅱρ1.90 g/cm3，封固5450m以下井段。

水泥漿失重當(dāng)量ρ1.07g/cm3；地層壓力系數(shù)Fd以鉆進(jìn)泥漿密度為當(dāng)量；各段水泥漿分別失重時，對應(yīng)氣層壓穩(wěn)系數(shù)Fb>1.0， 計算公式Fb=Ph/Pd

4.3 防氣竄性能及壓穩(wěn)系數(shù)評價

水泥漿防氣竄系數(shù)SPN=

B為水泥漿API失水量，t30BC、t100BC分別為30BC和100BC的稠化時間。

評價標(biāo)準(zhǔn)：SPN值≤3為防氣竄性能好；SPN值4～6防氣竄性能中等；SPN值≥6防氣竄性能差。從表1可以看出每段水泥漿均有較好的防氣竄能力。

當(dāng)Fb<1，水泥漿失重時，環(huán)空液柱壓力不能壓穩(wěn)油氣層，發(fā)生氣竄；

Fb=1，水泥液失重時，環(huán)空液柱壓力與地層壓力平衡，防氣竄能力取決于水泥漿性能系數(shù)SPN；

Fb>1且SPN值≤3狀態(tài)下，防氣竄效果最理想。綜合以上因素，一級水泥漿防竄性能較好，液柱壓力平衡，防氣竄效果較為理想。

5 施工作業(yè)工況

一級固井注低黏切先導(dǎo)泥漿20 m3，ρ1.51 g/cm3；注隔離液10.6 m3；水泥領(lǐng)漿Ⅰ31m3；領(lǐng)漿Ⅱ5.5 m3；水泥尾漿Ⅰ9 m3；尾漿Ⅱ10.5 m3；注壓塞液2.2 m3，ρ1.03 g/cm3；頂替液143 m3，ρ1.51 g/cm3，一級作業(yè)結(jié)束，施工漏失量59.7 m3；投分級箍開孔塞，打壓9Mpa開孔；循環(huán)泥漿至領(lǐng)漿稠化60 min后，改為間斷循環(huán)，候凝16 h時，井口發(fā)現(xiàn)似溢流，關(guān)井觀察，立壓4MPa，套壓4.5MPa；節(jié)流壓井并分離排氣點火，壓井液密度由ρ1.51 提至1.60 g/cm3，建立壓力平衡；控制井口環(huán)空回壓3 MPa完成二級施工，作業(yè)漏失量92.02 m3。

6 固井質(zhì)量檢測及分析

二級水泥返高1534m，兩級封固段銜接，質(zhì)量合格。分析為：主要漏層在三疊及石炭系，二級控制回壓施工，水泥漿沿一級封固段氣竄通道進(jìn)入漏層，對氣竄封固段進(jìn)行了二次封堵補救。

7 固井候凝期間溢流原因分析

井身結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，井深5905m，只下表套1503m，二開裸眼段長4402多米，鉆越多套不同壓力體系地層。井漏與壓穩(wěn)矛盾不可調(diào)和，是導(dǎo)致井下復(fù)雜的根本原因。

地層承壓能力低，不具備壓穩(wěn)油氣層條件，井漏無法根本解決。下套管前雖進(jìn)行了堵漏，但承壓能力未滿足下套管固井需要，井漏導(dǎo)致固井后平衡壓力體系破壞，壓力失衡是油氣上竄的主要因素。

固井前循環(huán)泥漿，入口密度1.51 g/cm3，出口密度1.50 g/cm3，未實現(xiàn)壓力平衡；油氣上竄速度不滿足<15 m/h的氣井固井條件。

分級箍開孔后循環(huán)泥漿時間，雖然大于水泥漿稠化時間，理論上已渡過膠凝失重期。但由于井漏、水泥漿污染等諸多因素影響，水泥漿性能發(fā)生改變，稠化時間延長，水泥強度未達(dá)到阻止氣竄能力。環(huán)空循環(huán)流阻附加壓力解除，也是氣竄因素之一。

8 教訓(xùn)和認(rèn)識

合理的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，是完成復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆井和固井的基礎(chǔ)，是預(yù)防井下復(fù)雜和實現(xiàn)壓力平衡的先決條件。封堵漏層，提高地層承壓能力，壓穩(wěn)油氣層，建立井下壓力平衡，是固井成功的基礎(chǔ)。

水泥漿稠化是一個水化、膠凝過程，強度發(fā)展受井下諸多因素影響，其真實性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)。固井后關(guān)井候凝，可有效預(yù)防溢流發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張興國，杜成良，李躍明等. 環(huán)空竄流的類型及成因[J].西部探礦工程，2006，126（10）

[2] 劉崇建，謝應(yīng)權(quán)，郭小陽等. 水泥漿凝結(jié)過程的氣竄問題[J ] . 西南石油學(xué)院學(xué)報，1998 ，20 （4） ：47-52.

作者簡介：劉振通（1961-），男，河北任丘，工程師，從事固井技術(shù)工作。