柳紅斌

[摘要]：針對二疊系堵漏技術(shù)難點(diǎn)，重點(diǎn)結(jié)合二疊系堵漏技術(shù)，對二疊系堵漏水泥漿外加劑與固井施工工藝進(jìn)行淺述，以期為同類型固井施工提供技術(shù)參考。

[關(guān)鍵詞]：固井施工 裂縫性漏失 二疊系

1二疊系堵漏技術(shù)難點(diǎn)

白堊系、侏羅系、三疊系、石灰系泥巖易吸水膨脹或剝落掉塊，對固井施工，特別是前置液體系以及水泥漿體系提出較高的要求。二疊系地層應(yīng)力大，井壁穩(wěn)定性差，極易造成井下復(fù)雜情況。采用常規(guī)密度水泥漿體系（1.90g/cm3），水泥石后期強(qiáng)度較高，鉆塞進(jìn)行下一步開鉆時容易形成新井眼，這樣就不能滿足鉆井工程設(shè)計(jì)對井身質(zhì)量的要求。

2二疊系堵漏技術(shù)原理

二疊系堵漏水泥漿體系大部分采用低密度和靜液柱壓力比較低的配方，但這樣容易出現(xiàn)水泥漿下落的情況，從而造成水泥漿進(jìn)入不到目的層，為此采取高觸變性水泥漿體系和低密度纖維水泥漿體系。

2.1觸變性水泥漿

水泥漿觸變性是指攪拌后水泥漿變稀，靜止后變稠的特。即水泥漿在一定的剪切速率作用下，視粘度隨作用時間的延長而逐漸減小，當(dāng)剪切作用停止后，水泥漿視粘度又重新升高的現(xiàn)象。作用機(jī)理：

（1）由于膠凝強(qiáng)度增加，水泥漿的重量被懸掛在井壁上，降低了作用在地層上的液柱壓力

（2）當(dāng)觸變性水泥漿進(jìn)入漏層后，其流速減慢，漿體結(jié)構(gòu)迅速形成，而后水泥漿流動阻力增大，漏失地層易被堵塞，從而達(dá)到固井堵漏施工的效果。

（3）觸變水泥漿失重值等于過平衡壓力時，其膠凝強(qiáng)度可達(dá)到240Pa，可有效防氣竄。

（4）滲透地層堵漏，可把觸變性水泥漿作為先導(dǎo)漿，以達(dá)到增加擠住壓力提高擠水泥成功率的目的。

2.2增韌纖維水泥漿體系

利用纖維材料的邊緣與孔隙、裂縫產(chǎn)生的較大的摩擦、組掛和滯留作用，形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，進(jìn)而利用纖維細(xì)而光滑。曲張變形的特點(diǎn)造成無孔不入，滑而易動的環(huán)境，再以纖維的密集堆積作用，達(dá)到堵漏效果。

纖維進(jìn)入漏層后，其稠度和塑形強(qiáng)度急劇增加，很快失去流動性，同時與漏失通道孔隙壁面形成堵塞物，從而避免與地層水接觸出現(xiàn)強(qiáng)烈稀釋現(xiàn)象，達(dá)到堵漏效果。

纖維水泥漿體系與原漿相比流動度降低2.5%，加入纖維后，失水量降低15.6%，主要原因時水泥漿的不同尺寸的纖維存在，使得其失水面積減少，水分子遷移困難，不過其稠化時間縮短大約6.6%。

纖維水泥漿沉降穩(wěn)定的提高，一般原漿基本服從受阻沉降原理，不論團(tuán)粒大小如何均已相同的速度沉降。纖維在水化顆粒及井壁間形成不同類型的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而阻止水泥顆粒的下沉，增加水泥漿沉降穩(wěn)定性。

纖維水泥漿體系抗?jié)B透性提高、降低了水泥石體積收縮。水泥在摻入纖維后，由于表層材料中存在纖維材料，使得失水面積減少，水分子遷移困難，從而使毛細(xì)管失水收縮形成的毛細(xì)張力有所下降，纖維與水泥之間的界面的粘接力會增加水泥石抗收縮變形的能力，降低水泥石收縮變形值。

2.3低密度水泥漿體系

低密度水泥漿體系發(fā)展至今大概有四種：一種是加入高比例的混合水，并控制游離液，一般加入粘性的輕質(zhì)填充物，如膨潤土、水玻璃等等，一般密度只能降到1.44g/cm3，第二種是加入細(xì)小而耐壓的中空玻璃微珠，密度能達(dá)到1.32g/cm3，第三種是利用鉆井液、礦渣、微硅通過鉆井液轉(zhuǎn)化技術(shù)，使水漿密度達(dá)到1.32-1.6g/cm3，第四種使泡沫水泥，在基漿中加入微珠，使水泥漿密度降到最低。

粉煤灰與水泥水化時析出游離石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的低鈣硅酸水化物，提高了水泥石強(qiáng)度和致密性，從而水泥中游離的石灰被水或二氧化碳浸洗形成孔隙，引起水泥的腐蝕和破壞，因此粉煤灰不僅有其他低密度水泥具有的高強(qiáng)度，而且具有抗?jié)B透性和抗硫酸鹽腐蝕能力。

粉煤灰水泥漿體系具有良好的穩(wěn)定性，但存在游離液大的缺點(diǎn)，故需配合其他添加劑改善其性能，如加入10%微硅，提高了水泥石的致密結(jié)構(gòu)，抗腐蝕能力進(jìn)一步提高，同時微硅水泥漿體系安定性和觸變性好，析水、體積收縮率基本為零，水泥漿密度差甚微，主要是微硅粒徑小，比表面大，吸附能力強(qiáng)的緣故。

3二疊系堵漏水泥漿外加劑與固井施工

3.1防止、抑制地層漏失

針對易漏地層，如鉆穿二疊系后如漏失嚴(yán)重，用纖維水泥漿體系進(jìn)行堵漏。三開完鉆后做井筒承壓實(shí)驗(yàn)，明確承壓數(shù)據(jù)等相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行隨鉆堵漏、化學(xué)堵漏、水泥漿堵漏等。在固井施工前，配置30～40 m3低粘切的優(yōu)質(zhì)泥漿先期入井，作為先導(dǎo)沖洗漿，能有效破壞漿柱結(jié)構(gòu)降低循環(huán)摩阻防止井漏。對于部分縮徑井段，通井時采用雙扶正器進(jìn)行通井作業(yè)，消除下套管過程壓漏地層的可能性。

3.2水泥漿設(shè)計(jì)

油層固井時，在尾漿中加入膨脹劑、等提高尾漿段封固質(zhì)量。根據(jù)井型、井別、井段不同調(diào)整水泥漿配方，在工況條件允許的情況下，縮短尾漿稠化時間。易漏地層采用低密度水泥漿進(jìn)行封固，固井設(shè)計(jì)時重視流體力學(xué)及防竄壓穩(wěn)設(shè)計(jì)?？刂祁I(lǐng)漿比尾漿稠化時間長100min以上，領(lǐng)漿的流變性能要優(yōu)于尾漿，提高水泥漿大小樣的稠化時間復(fù)合性。

3.3優(yōu)化隔離液、沖洗液的設(shè)計(jì)和使用量

應(yīng)用沖洗液+隔離液+沖洗液復(fù)合前置液體系，優(yōu)化隔離液的流變性能，提高頂替效率。依據(jù)井況控制使用量，保障有效接觸沖刷時間。提高沖洗液粘度，保障環(huán)空高度的同時防止石炭、三疊地層垮塌。

3.4通井、下套管作業(yè)措施

針對縮徑井段、井眼曲率大和狗腿度大的井段進(jìn)行加扶正器通井，通井到底后采用1.2-1.5倍的鉆井排量循環(huán)二周以上，徹底清除井底沉砂、巖屑。及時灌漿縮短套管靜止時間，控制掏空深度與下放速度，不間斷監(jiān)測下套管期間泥漿性能與返漿變化，避免因下放速度過快而憋漏地層。長裸眼井下套管要分段進(jìn)行循環(huán)，避免一次性到位泥漿長時間靜止無法開泵或開泵即憋漏地層的現(xiàn)象，開泵應(yīng)逐步提高泵壓，避免一次性憋壓過高。