王福昌 郗浩天 王嘯 張英 楊宇

摘要：留70區(qū)塊油氣埋藏深度深，油層段長，地層壓力系統(tǒng)復(fù)雜，低壓層漏失嚴(yán)重，高壓層油氣水侵嚴(yán)重，井身質(zhì)量差，固井質(zhì)量不易保證。針對地層特點(diǎn)、固井質(zhì)量影響因素，通過沖洗隔離液、水泥漿體系及固井工藝配套技術(shù)研究，較好的解決了困擾留70區(qū)塊固井質(zhì)量的諸多瓶頸難題，固井質(zhì)量得到了有效保證。

關(guān)鍵詞：上漏下侵;防漏;防竄;增強(qiáng)劑;管外封隔器

1 留70區(qū)塊固井難點(diǎn)

留70區(qū)塊固井難點(diǎn)：①地層壓力系統(tǒng)復(fù)雜，3400m以上井段地層壓力系數(shù)低，鉆井及固井期間漏失嚴(yán)重，3400m以下井段地層壓力系數(shù)高，油氣活躍，壓穩(wěn)難度大，油氣水侵嚴(yán)重;②油氣埋藏深度深，層位多、油層段長，存在嚴(yán)重的上漏下侵等復(fù)雜情況;③鉆井周期長，工程事故多，井身質(zhì)量差，頂替效率低;④鉆井液性能差，界面膠結(jié)強(qiáng)度低，難以滿足后續(xù)壓裂增產(chǎn)作業(yè)需要;⑤井下情況復(fù)雜，易發(fā)生環(huán)空憋堵等固井工程事故。

2 高效隔離沖洗液研究

通過對隔離劑、沖洗劑的優(yōu)選，得到良好的沖洗隔離液配方，進(jìn)行沖洗效果評價，考察沖洗隔離液與鉆井液、水泥漿的相容性，以及對水泥漿稠化時間、水泥石抗壓強(qiáng)度的影響[1]。

3 水泥漿體系研究

根據(jù)留70區(qū)塊地層特點(diǎn)，優(yōu)化出1.85-1.90g/cm3的低失水微膨脹高強(qiáng)度防竄防漏水泥漿體系，根據(jù)緊密堆積理論優(yōu)化固相顆粒級配，提高水泥漿穩(wěn)定性，提高水泥石強(qiáng)度及韌性，在水泥漿中加入能夠防止水泥石收縮產(chǎn)生微間隙及竄流通道的膨脹劑及增強(qiáng)劑，提升水泥環(huán)膠結(jié)強(qiáng)度防止油氣水竄，加入纖維或橡膠顆粒堵漏劑，防止漏失，確保固井質(zhì)量[2]。

在水泥漿體系中穩(wěn)定性尤為重要，通過不斷研究，利用顆粒級配原理，選擇對水泥漿穩(wěn)定性影響小，對強(qiáng)度發(fā)展影響小的降失水劑[5]，保證水泥漿的沉降穩(wěn)定性，提高水泥石強(qiáng)度，均化孔隙避免有害大孔隙出現(xiàn)，從而降低水泥石滲透率，提高抗壓強(qiáng)度[3]。

在水泥漿中加入增強(qiáng)劑，主要是提高水泥石的強(qiáng)度及韌性，提高水泥漿防竄能力，實驗表明，隨著增強(qiáng)劑加量的增加，水泥石強(qiáng)度增強(qiáng)，當(dāng)加量達(dá)到3.0%時，繼續(xù)增加加量水泥石強(qiáng)度增加不明顯。

4 固井工藝配套技術(shù)研究

①井眼準(zhǔn)備，加強(qiáng)通井工作，帶扶正器通井，確保井眼暢通;調(diào)整好鉆井液性能，使粘度切力在確保井壁穩(wěn)定的前提下調(diào)整至最低值;②清潔井眼，通井及下完套管循環(huán)正常后，采用含0.1%長短纖維粘度120s的稠漿攜砂20m3，清除井底及大肚子井段沉砂，降低固井施工時發(fā)生憋堵的概率;③通過模擬軟件合理設(shè)計扶正器及旋流發(fā)生器，確保套管居中度，改變頂替流態(tài)，提高頂替效率;④注隔離液前先注入10-15m3密度1.55g/cm3的加重鉆井液，在高壓層頂部使用套管管外封隔器，以防固井施工中及水泥漿侯凝失重時發(fā)生油氣水竄;⑤采用平衡壓力固井技術(shù)及防竄防漏水泥漿體系，控制頂替排量，嚴(yán)防井下漏失。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

5.1留70-120x井基本數(shù)據(jù)

留70-120x完鉆井深4375m，139.7mm套管下深4364m m，井底溫度118℃，最大井徑270.1mm，最大井徑擴(kuò)大率25.52%，設(shè)計返高2000m，實際返高1788m，封固段長2576m，施工最高壓力23MPa，封隔器位置3397-3400m。

5.2水泥漿體系

5.2.1水泥漿配方

根據(jù)室內(nèi)研究結(jié)果，結(jié)合留70-120x井的實鉆情況和施工要求，確定水泥配方為：

首漿：D級水泥+降失水劑+減阻劑+堵漏劑+緩凝劑+消泡劑（實注水泥漿20m3）

中漿：G級水泥+降失水劑+減阻劑+堵漏劑+增強(qiáng)劑+緩凝劑+膨脹劑+消泡劑（實注水泥漿18m3）

尾槳：G級水泥+降失水劑+減阻劑+堵漏劑+增強(qiáng)劑+膨脹劑+消泡劑（實注水泥漿17m3）

5.2.2水泥漿性能

5.3固井質(zhì)量

留70-120x井經(jīng)CBL和VDL測井，固井質(zhì)量合格率100%，優(yōu)質(zhì)率96.8%。

6 結(jié)論

1.高效隔離沖洗液及低失水微膨脹高強(qiáng)度防竄防漏水泥漿體系對留70區(qū)塊固井質(zhì)量的提升起到了至關(guān)重要的作用，增強(qiáng)劑能夠顯著改善水泥石的力學(xué)特性，提高水泥石的防竄性能及抗沖擊破碎能力。

2.留70區(qū)塊單獨(dú)采用環(huán)空壓加重鉆井液或單獨(dú)使用管外封隔器固井工藝均不能獲得好的固井質(zhì)量，環(huán)空壓加重鉆井液與管外封隔器同時使用可獲得優(yōu)良的固井質(zhì)量，顯著提高固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率。

3.固井前采用稠漿攜砂，有效清潔井底及大肚子井段沉砂，可有效預(yù)防環(huán)空憋堵，避免“灌香腸”事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬勇，郭小陽，姚坤全等.鉆井液與水泥漿化學(xué)不兼容原因初探[J].鉆井液與完井液，2010，27（6）：46-48.

Ma Yong，Guo Xiaoyang，Yao Kunquan et al.Preliminary study on the chemical incompatibility between drilling fluid and cement slurry [J].Drilling fluid and completion fluid，2010，27（6）：46-48.

[2] 步玉環(huán).油氣固井纖維水泥漿性能研究[J].石油鉆探技術(shù)，.2005，27（2），25-27。

Buyuhuan.Performance study of fiber cement slurry for oil and gas cementing[J].Petroleum drilling technology，.2005，27（2），25-27.

[3] 張弛，陳小旭，李長坤等 抗高溫硅酸鹽水泥漿體系研究[J].鉆井液與完井液，2017.5：63-65.

Study on Portland Cement Slurry System with High Temperature Resistance [J].Drilling and Completion Fluids，2017.5：63-65