陳 江，李蘇新，孟凡忠，于永金，任洪濤，溫培源

（1.西部鉆探工程有限公司固井壓裂工程公司，新疆克拉瑪依834000；2.中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院固井完井研究所，北京102206）

金躍101井7000m一次上返固井技術(shù)

陳 江1，李蘇新1，孟凡忠1，于永金2，任洪濤1，溫培源1

（1.西部鉆探工程有限公司固井壓裂工程公司，新疆克拉瑪依834000；2.中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院固井完井研究所，北京102206）

金躍101井位于塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起西斜坡，二開完鉆井深7161m，垂深7153.28m，造斜點6942m，?200.03mm+?177.8mm技術(shù)套管下深7159m。針對該區(qū)塊地層承壓能力低、易漏失、水泥漿一次上返至井口、常規(guī)固井方法無法滿足固井要求等問題，采用三凝雙密度大溫差水泥漿體系，同時制定對應(yīng)技術(shù)措施防止下套管及固井過程中發(fā)生漏失。先導(dǎo)漿及領(lǐng)漿采用1.35g/cm3低密度大溫差水泥漿，封固段0～5449m，尾漿采用1.88g/cm3常規(guī)密度水泥漿，封固段5449～7161m。聲幅測井結(jié)果顯示，固井質(zhì)量合格，現(xiàn)場應(yīng)用表明，采用低密度大溫差水泥漿技術(shù)，提高了低壓易漏井、長封固井段的固井質(zhì)量，為該區(qū)塊超深井一次上返固井提供了借鑒。

超深井；長封固段；大溫差；一次上返；固井

金躍101井是塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起西斜坡的一口評價井，鉆探目的是探索金躍區(qū)塊金躍101縫洞帶奧陶系一間房組—鷹山組含油氣性。二開使用?241.3mm鉆頭鉆進至7161m，?200.03mm+?177.8mm套管下至7159m。上部2根套管采用?200.03mm，其余套管均為?177.8mm，鉆井液密度1.27g/cm3，井底溫度132℃。二開采用1.35g/cm3低密度大溫差水泥漿配合1.88g/cm3常規(guī)密度水泥漿一次上返固井，固井質(zhì)量合格。

1 固井難點及對策

1.1 固井難點

（1）地層承壓能力低，易漏失。塔里木油田塔北地區(qū)二疊系低壓易漏，下套管及固井過程中易發(fā)生漏失，尤其是在下套管過程中，由于激動壓力大，很容易發(fā)生漏失，而且一旦發(fā)生漏失只能被迫采取正注反擠工藝固井，無法達到一次上返的效果。

（2）封固段長，注替量大。水泥漿要求一次上返至井口，封固段長7161m，地層存在多套壓力體系。地層承壓能力低，可能出現(xiàn)的井漏、井涌等井下復(fù)雜情況，若固井過程中發(fā)生漏失，固井質(zhì)量難以保證。若井徑按10%擴大率考慮，理論計算水泥漿量220.42m3，替漿量為130.94m3，注水泥量及替漿量大，施工時間長，水泥漿稠化時間需足夠長，保證固井施工安全。

（3）井底溫度高，上下溫差大。設(shè)計1.35g/cm3低密度水泥漿作為領(lǐng)漿，封固5449～0m井段。領(lǐng)漿封固段底部溫度132℃，頂部溫度30℃，溫差達到102℃。為保證施工安全，延長領(lǐng)漿稠化時間可能會造成水泥石頂部強度發(fā)展緩慢，對水泥漿體系性能要求高。

（4）固井施工難度大。技術(shù)套管管柱質(zhì)量大（套管凈重372.91t），坐套管頭時對套管抗擠毀要求高。下套管作業(yè)時間長，對井壁穩(wěn)定性要求高，封固段長，頂替效率要求高。

1.2 技術(shù)對策

（1）切實做好電測后的下鉆通井工作，對存在縮徑、遇阻、狗腿度變化大的井段認(rèn)真劃眼、短起下鉆確保井眼暢通、無阻卡。最后一次通井時,循環(huán)處理好鉆井液性能，降低鉆井液摩阻，提高潤滑性。

（2）為防止壓力激動壓漏地層，嚴(yán)格控制下放速度，均勻下放管串，嚴(yán)禁猛提猛放。

（3）針對封固段長、頂替效率低、封固段上下溫差大的難題，替漿過程中采用部分1.60g/cm3的重鉆井液，以降低固井過程中的施工壓力，盡量提高頂替排量，以提高水泥漿環(huán)空返速，從而提高頂替效率；采用大溫差水泥漿體系，保證低溫水泥面處強度發(fā)展，防止長封固段固井超緩凝問題出現(xiàn)，有效保證固井質(zhì)量。

2 水泥漿室內(nèi)試驗

雙密度水泥漿體系均采用抗高溫降失水劑GT-11LH及緩凝劑GT-21LH為主劑。電測前，由于井底溫度未知，選取3個循環(huán)溫度點作為試驗溫度進行室內(nèi)試驗，即：100℃、110℃和120℃，相對應(yīng)的井底靜止溫度分別為118℃、129℃和141℃（溫度系數(shù)按0.85計算）。在3個試驗溫度下，對以GT-11LH為主劑的低密度水泥漿及常規(guī)密度水泥漿綜合性能進行了評價。

2.1 1.35g/cm3低密度水泥漿綜合性能評價

1#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+4.5%GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

2#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.3%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

3#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+4.5%GT-11LH降失水劑+3.5%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

4#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.7%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

5#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+4.5%GT-11LH降失水劑+3.5%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

6#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.7%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水。

從表1可以看出，低密度水泥漿綜合性能良好。水泥漿具有較好的流動性；API失水量有效控制在100mL以內(nèi)；水泥漿稠化時間易調(diào)；頂部強度發(fā)展快，滿足固井施工要求。

表1 低密度水泥漿綜合性能

2.2 常規(guī)密度水泥漿綜合性能評價

7#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+5.5%GT-11LH降失水劑+2.2%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

8#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0%GT-11LH降失水劑+2.6%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

9#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+5.5%GT-11LH降失水劑+2.5%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

10#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0%GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

11#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+5.5%GT-11LH降失水劑+2.8%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

12#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0%GT-11LH降失水劑+3.2%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水。

從表2可以看出，以GT-11LH為主劑的常規(guī)密度水泥漿綜合性能良好，水泥漿的流動性好；API失水量可以控制在100mL以內(nèi)；水泥漿稠化時間可調(diào)；24h抗壓強度高；頂部強度發(fā)展快，滿足固井施工要求。

3 配方適應(yīng)性試驗

金躍101井?200.03mm+?177.8mm技術(shù)套管固井使用一次上返固井工藝，封固段長，注替量大。為了考察水泥漿對工況適應(yīng)性和不可預(yù)見的停注現(xiàn)象，重點進行了水泥漿溫度、密度適應(yīng)性試驗及模擬間歇式注水泥試驗。

3.1 水泥漿溫度、密度適應(yīng)性試驗

金躍101井電測溫度132℃，循環(huán)溫度按113℃計算。為保證固井作業(yè)施工安全，進行了溫度、密度高點稠化試驗。

表2 常規(guī)密度水泥漿綜合性能

水泥漿配方設(shè)計：

（1）領(lǐng)漿配方：阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.5% GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

（2）尾漿配方：阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0% GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+1.7% GT-31LH減阻劑+水。

從表3數(shù)據(jù)可知：水泥漿體系對于密度和溫度的升高，稠化時間無顯著變化，說明體系對自身密度變化和溫度變化有較強的適應(yīng)性。

表3 水泥漿溫度高點、密度高點稠化試驗

3.2 模擬間歇式注水泥試驗

停機實驗設(shè)計：稠化實驗到達升溫時間10min后，停稠化儀電機30min，再啟動電機，測定稠化時間。

（1）領(lǐng)漿配方：阿克蘇G級水泥+29%GT-160S漂珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.5%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

（2）尾漿配方：阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0% GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+1.7% GT-31LH減阻劑+水。

由表4可知：停機試驗與未停機試驗稠化時間變化不大，說明水泥漿對現(xiàn)場施工有較好的適應(yīng)性；停機前后的漿體稠度變化較小，說明水泥漿體系具有一定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，漿體的觸變性較小，且無沉降，施工過程中不會因短時間停泵的意外情況而影響施工安全，水泥漿綜合性能滿足固井要求。

表4 間歇式注水泥模擬試驗

4 現(xiàn)場施工

固井管線試壓25MPa，穩(wěn)壓5min壓力不降；注密度1.30g/cm3前置液10m3，平均排量1.50m3/min，壓力8MPa；注低密度水泥漿165m3，平均密度1.35g/cm3，平均排量1.80m3/min，壓力11～7MPa；注常規(guī)密度水泥漿54m3，平均密度1.88g/cm3，平均排量1.80m3/min，壓力7～4MPa；注膠塞液2m3，替鉆井液129m3，其中密度為1.60g/cm3的重鉆井液60m3，密度1.27g/cm3的鉆井液69m3，排量1.80～1.00m3/min，壓力14～4MPa，未碰壓。固井優(yōu)良率87.4%。

5 結(jié)論

（1）通過采取科學(xué)合理的固井技術(shù)措施及高性能水泥漿體系保證了該井固井質(zhì)量。

（2）以抗高溫降失水劑GT-11LH及緩凝劑GT-21LH緩凝劑為主劑的常規(guī)密度水泥漿體系與低密度大溫差水泥漿體系均具有良好的綜合性能，能夠滿足塔里木盆地高溫深井及長封固段固井需求。

（3）該井固井成功為該區(qū)塊7000m超深井一次上返固井提供了借鑒。

TE256

B

1004-5716(2015)01-0042-04

2014-02-24

陳江(1969-)，男（漢族），四川彭山人，工程師，現(xiàn)從事現(xiàn)場固井施工工作。