吳 杰

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部湛江作業(yè)公司，廣東湛江 524057）

四川川渝區(qū)塊屬于深井高密度高溫固井，水泥漿的性能及其與前置液、油基泥漿存在配伍性差，水泥石的強(qiáng)度發(fā)展緩慢等問(wèn)題[1-2]，這些問(wèn)題影響著固井施工的安全，導(dǎo)致固井質(zhì)量差，而沖洗液和隔離液與水泥漿具有較好的相容性是保證固井質(zhì)量的關(guān)鍵性之一[3-5]，筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選和評(píng)價(jià)，對(duì)前置液的性能進(jìn)行優(yōu)化，以保證前置液組成中的所有化學(xué)材料在與水泥漿按照一定比例混合的情況下，對(duì)水泥漿的施工安全性和施工質(zhì)量沒(méi)有影響。

1 固井難點(diǎn)分析

（1）井眼尺寸大，井眼清潔難度大[6]。深水套管下深增加，為了滿足大井眼清潔所需的鉆進(jìn)排量更大，所需要的鉆井液量增加，同時(shí)對(duì)設(shè)備的要求更高。

（2）頁(yè)巖氣川渝區(qū)塊層位復(fù)雜，深井溫度高，存在高壓異常，使用的高密度油基鉆井液黏度大泥餅難以清除[7]，附著在井壁上的油基泥漿嚴(yán)重影響水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量，使得頂替效率變差，固井質(zhì)量得不到保障，因此，需要對(duì)固井前置液進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證施工的安全。

2 前置液性能要求

（1）做好前置液的配方調(diào)整，進(jìn)行前置液與泥漿及水泥漿之間的配伍性評(píng)價(jià)，使得性能滿足固井要求；

（2）采用加重清洗液與高效雙作用隔離液的前置液設(shè)計(jì)，能有效清洗高密度泥漿的泥餅，以達(dá)到相對(duì)理想的泥漿清洗效果；

（3）采用隔離液和水泥漿分別添加纖維堵漏，提高其對(duì)滲透性漏失地層的封堵防漏能力。

3 前置液性能研究

3.1 前置液的加重性能評(píng)價(jià)

川渝區(qū)塊大多屬于深井高溫井[8]，需采用高密度水泥漿，因此，沖洗液、隔離液密度需要配制到2.3 g/cm3，這樣對(duì)沖洗液、隔離液與加重劑顆粒級(jí)配提出了更高的要求，才能確?，F(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)安全，室內(nèi)通過(guò)合理設(shè)計(jì)加重劑顆粒級(jí)配，對(duì)不同密度的清洗型隔離液（C21L）的加重性能開展了評(píng)價(jià)，結(jié)果見表1。

表1 不同密度C21L 的加重性能

由表1 可以看出，隨著密度的增大，清洗型隔離液黏度增大，但是浮動(dòng)不大，且黏度變化具有一定的規(guī)律，說(shuō)明整個(gè)加重清洗型隔離液穩(wěn)定性好。

3.2 配伍性評(píng)價(jià)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，由于水泥漿和泥漿混合后，漿體呈現(xiàn)增稠觸變的現(xiàn)象，水泥漿與泥漿的相同性差，因此，室內(nèi)篩選具有活性基團(tuán)的C21L，該隔離液兼具清洗和隔離的雙重作用，其活性基團(tuán)可以改善漿體的流動(dòng)性（表2）。

表2 C21L 與水泥漿和泥漿的配伍性評(píng)價(jià)

C21L 配方：100%淡水+10%沖洗液+3%S10S+1%分散劑+270%加重劑（2.3 g/cm3）。

由表2 結(jié)果可以看出，C21L 與水泥漿、泥漿具有良好的稀釋效果和配伍性，隨著C21L 的增多，混漿流變性更好，同時(shí)三者互混后，水泥漿與C21L 相容性較好，沒(méi)有絮凝與黏度突變等現(xiàn)象，滿足高溫高密度固井作業(yè)。

3.3 抗高溫性能評(píng)價(jià)

在高溫固井作業(yè)中，前置液可能出現(xiàn)黏度急降，導(dǎo)致加重材料的沉積，給現(xiàn)場(chǎng)固井作業(yè)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)[9-10]。因此，為了確?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全，對(duì)C21L 的高溫穩(wěn)定性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果見表3，由表3 結(jié)果可以看出，C21L在高溫120 ℃養(yǎng)護(hù)4 h 后，黏度變化小于20%，說(shuō)明C21L 抗高溫性能良好。

表3 C21L 抗高溫性能評(píng)價(jià)

3.4 C21L 清洗效率評(píng)價(jià)

在鉆井之后井壁及套管會(huì)有殘留的油基泥漿，如果不能有效清洗油膜，會(huì)使界面膠結(jié)質(zhì)量變差，為了解決該問(wèn)題通常固井前會(huì)先注入前置液進(jìn)行有效清洗和隔離后再注入水泥漿固井。因此，前置液對(duì)油基泥漿的清洗效果對(duì)于固井質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，室內(nèi)采用C21L+2%纖維進(jìn)行清洗，效果評(píng)價(jià)見圖1。

圖1 C21L 沖刷不同時(shí)間的清洗效果圖

由圖1 可以看出，C21L+2%纖維沖洗3 min 效果得到明顯改善，沖洗效果可達(dá)80%；當(dāng)C21L+2%纖維沖洗5 min 后，沖洗效果達(dá)到95%。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例

頁(yè)巖氣川渝區(qū)塊井深和垂深在3 800～5 000 m 井段進(jìn)行作業(yè)，水泥漿實(shí)驗(yàn)溫度在90～120 ℃，漿體密度高，三開堵漏（311.2 mm）封固段較長(zhǎng)井眼容積較大，注水泥量12～15 m3，泥漿密度高1.8～2.1 g/cm3，前置液清洗效率差、施工風(fēng)險(xiǎn)高，為了提高頂替效率，采用C21L+2%纖維的前置液設(shè)計(jì)，能有效的清洗高密度泥漿泥餅，達(dá)到了相對(duì)理想的泥漿清洗效果，并優(yōu)化設(shè)計(jì)了前置液性能和用量，使前置液與地層紊流接觸≥10 min，從應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，C21L 的使用可以有效提高固井質(zhì)量。

5 結(jié)論

（1）在清洗型隔離液（C21L）中加入加重劑后調(diào)整水泥漿密度，發(fā)現(xiàn)水泥漿在高密度情況下漿體的黏度變化不大，說(shuō)明C21L 基液穩(wěn)定性好，利于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

（2）在水泥漿和泥漿中混入一定量C21L，有效改善了混合漿體的流動(dòng)性，說(shuō)明C21L 與水泥漿、泥漿相容性好，且在高溫條件下黏度變化小于20%，再次證明C21L 具有良好的抗高溫性能。

（3）在C21L 中加入2%纖維，在高速?zèng)_刷條件下，能夠很好的清除油基泥漿的泥餅，具有較好的清洗效果。隨著清洗時(shí)間越長(zhǎng)，清洗效果越明顯，當(dāng)C21L+2%纖維沖洗5 min 后，沖洗效果達(dá)到95%。