李足平

(中石化勝利石油工程有限公司固井技術(shù)服務(wù)中心)

2017年勝利油田在樁西海港區(qū)域的樁169區(qū)塊部署了6口重點(diǎn)生產(chǎn)深井，井身結(jié)構(gòu)：二開采用?311.1 mm鉆頭下入?244.5 mm套管，二開平均井深2 482 m，套管平均下深2 480 m。三開采用?215.9 mm鉆頭、全井下入?177.8 mm套管。三開平均井深4 647 m，套管平均下深4 646 m。三開固井方式為常規(guī)固井，要求水泥漿返至二開技套鞋以上200 m。三開固井屬于高溫高壓小間隙固井，施工過程可能存在蹩泵、井漏、施工排量小、頂替效率低、施工時間長等固井施工難點(diǎn)，導(dǎo)致該區(qū)塊固井質(zhì)量尤其是二界面質(zhì)量難以保證。

一、固井施工難點(diǎn)

(1)三開固井屬于典型的小間隙長封固段固井，三開完鉆進(jìn)入潛山地層，固井過程中易發(fā)生井漏、蹩泵等風(fēng)險。

(2)下部井段井徑擴(kuò)大率較大，個別井段處井徑擴(kuò)大率達(dá)到100%，施工排量受井眼、泵壓等因素限制，頂替效率低，水泥漿上返過程中極易發(fā)生竄槽。

(3) 鉆井液密度達(dá)到1.40～1.45 g/cm3，由于地層復(fù)雜，鉆井液黏度較高，個別井黏度達(dá)到100 s以上，固井過程中難以實(shí)現(xiàn)鉆井液的有效頂替，界面膠結(jié)質(zhì)量差。

(4) 三開完鉆后，由于井下比較復(fù)雜，電測時間較長，個別井測井時間達(dá)到半月以上。通井次數(shù)較多，大量惰性材料附著在井壁上，固井過程中濾餅難以清除，二界面固井質(zhì)量難以保證。

(5)井底溫度較高，對水泥漿體系的熱穩(wěn)定、稠化、強(qiáng)度等性能要求高。

二、針對性措施

針對固井施工難點(diǎn)，強(qiáng)化技術(shù)管理，從鉆進(jìn)過程就開始做好全過程的質(zhì)量控制[1]。

(1)優(yōu)選加重前置液。其特性對鉆井液及水泥漿具有良好的相容性，并能控制濾失量，不腐蝕套管，不影響水泥環(huán)的膠結(jié)強(qiáng)度；同時能起到很好的沖刷井壁，破壞濾餅的作用。進(jìn)行壓穩(wěn)設(shè)計，在不造成油氣侵及垮塌的原則下，盡量多注入加重型前置液。

(2)優(yōu)選水泥漿體系。選擇低密高強(qiáng)水泥漿體系，減少井漏的風(fēng)險。由于受施工排量的限制，優(yōu)選大溫差高溫緩凝劑。目的層采用篩選的小間隙井眼所需要的塑性膨脹抗高溫水泥漿體系。進(jìn)行水泥漿體系性能參數(shù)調(diào)整，力爭在低返速效排量下易達(dá)紊流，提高頂替效率。

(3)優(yōu)選工具附件。針對該區(qū)塊深井的井身結(jié)構(gòu)，井眼軌跡，選取了小尺寸樹脂扶正器及整體扶正器，優(yōu)化扶正器的加放并定位，最大限度的保障了套管居中度；優(yōu)選了抗高溫的浮箍浮鞋，保障了高溫條件下工具長時間循環(huán)的可靠性。

(4)前導(dǎo)鉆井液。固井施工前注入足量的、經(jīng)過性能調(diào)整，達(dá)到低黏、低切、紊流型的鉆井液，進(jìn)一步?jīng)_刷井壁，增強(qiáng)置換效率，提高二界面的水泥膠結(jié)強(qiáng)度。

(5)輔助壓穩(wěn)措施。進(jìn)行平衡壓力計算，固完井采用環(huán)空憋壓或關(guān)閉防噴器半封進(jìn)行輔助壓穩(wěn)。

(6)精確水泥漿量。采用電測多點(diǎn)數(shù)據(jù)計算或微積分累計，確保計算量精準(zhǔn)，防止水泥漿量過多造成壓漏地層，同時防止水泥漿量偏少，返高不夠等現(xiàn)象。

三、 水泥漿體系優(yōu)選

1. 領(lǐng)漿水泥漿體系

根據(jù)顆粒級配緊密堆積理論[2]，優(yōu)選多種材料。配制成低密高強(qiáng)水泥漿體系[3]：G級油井水泥+復(fù)合低密度材料+增強(qiáng)劑+減阻劑+降失水劑+增韌劑+緩凝劑+消泡劑。篩選實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表1和圖1。

表1 領(lǐng)漿水泥漿實(shí)驗(yàn)條件及性能參數(shù)

2. 尾漿水泥漿體系

同樣根據(jù)顆粒級配緊密堆積理論，實(shí)驗(yàn)并優(yōu)選出復(fù)合纖維塑性微膨脹抗高溫水泥漿體系[4]：G級油井水泥+精細(xì)硅粉+增強(qiáng)劑+減阻劑+降失水劑+復(fù)合纖維增韌劑+緩凝劑+消泡劑。篩選實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表2和圖2。

表2 尾漿水泥漿實(shí)驗(yàn)條件及性能參數(shù)

圖1 領(lǐng)漿水泥漿稠化曲線

圖2 尾漿水泥漿稠化曲線

四、 特殊工具附件優(yōu)選

針對井下高溫，優(yōu)選國內(nèi)大公司井下耐高溫高壓工具附件；針對井深井斜情況，優(yōu)選整體扶正器及小尺寸樹脂扶正器，利用軟件進(jìn)行扶正器加放位置計算，并定位。滿足高溫高壓小間隙長封固段固井施工的需要。

五、現(xiàn)場施工及效果

1.基本情況

以樁169-斜10井為例。二開采用?311.2 mm鉆頭，套管?244.5 mm×2 400 m。水泥漿返地面全井封固。三開采用?215.9 mm鉆頭，完鉆井深4 881 m，套管?177.8 mm×4 880 m，水泥漿要求返至2 100 m。該井三開固井存在的除以上難點(diǎn)之外，具體情況還有：①井底溫度159℃，溫度較高，對水泥漿體系要求高；②技套鞋至井底平均井徑擴(kuò)大率達(dá)到15.5%，4 400 m至井底井徑擴(kuò)大率達(dá)到36%，個別井段處井眼達(dá)到?381 mm，井壁存在掉塊不穩(wěn)定的風(fēng)險，水泥漿頂替效率難以保證；③受井眼條件的限制，最大循環(huán)排量0.9 m3/min 。固井施工排量受井眼、泵壓等因素限制，水泥漿頂替效率難以保證，極易發(fā)生竄槽；④三開鉆進(jìn)為應(yīng)對復(fù)雜地層，保證井下安全，井漿性能差，完鉆后，電測多次遇阻，通井達(dá)到9次之多，頂替效率和二界面固井質(zhì)量難以保證。

2. 技術(shù)措施與施工

通過優(yōu)化設(shè)計，按照以上技術(shù)錯施，縝密組織施工，固井施工順利，固井質(zhì)量良好。樁169區(qū)塊經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化措施后的5口井固井質(zhì)量優(yōu)良，達(dá)到甲方要求。見表3。

表3 樁169區(qū)塊固井質(zhì)量統(tǒng)計

六、 認(rèn)識

(1)復(fù)雜斷塊完井固井更是系統(tǒng)工程，針對復(fù)雜情況應(yīng)該多方面入手，需要抓好井眼、鉆井液、套管居中、水泥漿體系等重要環(huán)節(jié)。

(2)針對目前深井超長水泥封固帶來的技術(shù)難題，優(yōu)選水泥漿體系，進(jìn)行平衡壓力設(shè)計，才能解決失重與壓穩(wěn)和漏失與蹩泵難題。

(3)復(fù)合纖維塑性微膨脹水泥漿體系，具有防漏堵漏微膨脹特點(diǎn)，可以解決長封固段、漏失、漿體收縮、防竄等難題，提高頂替效率，提高二界面固井質(zhì)量。

(4)樁169斷塊，采用加重型低失水隔離液、優(yōu)選抗高溫井下工具、優(yōu)選水泥漿體系，優(yōu)化施工參數(shù)等綜合措施，保證了一、二界面的固井質(zhì)量，綜合措施的應(yīng)用對于保證復(fù)雜井的固井質(zhì)量非常重要。

[1]張宏軍,李玉海,楊亞新.高古5井固井方案優(yōu)選與施工[J].鉆采工藝,2010,33(3)：120-129.

[2]黃柏宗.緊密堆積理論優(yōu)化的固井材料和工藝體系[J].鉆井液與完井液,2001，18(6)：1-8.

[3]張立哲,張宏軍.增強(qiáng)增塑低密度水泥漿體系研究[J].石油鉆采工藝，2007， 29(3):83-85.

[4]劉錚,張宏軍.復(fù)合纖維水泥漿體系在川東北鉆井承壓堵漏中的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2007， 30(6)：116-118.