3―1/2″采气管柱产层采气管固井

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摘要 针对苏里格南区块承压能力低，封固段长，液柱压力高，采气管住尺寸小，用灰量大、封固段上下温差大等特点，优化施工方案，积极摸索更加先进的水泥浆配方，尤其是高强低密度水泥浆，减轻液柱压力，降低漏失风险，提高固井质量。

主要词 3-1/2″采气管柱 固井

【分类号】：TE931

一、前言

近几年以来，随着能源的需求越来越大，国家对气田开发的支持力度在不断的加强。苏里格南部气田资源非常丰富，开发前景广阔。完善的3-1/2″长封易漏井气层固井施工技术给该气田开发提供有力保证，能较好解决3-1/2″固井过程中井壁失稳、高压井漏、井眼封固、低密高强水泥石等复杂事故及储层保护问题。不但能有效地提高固井质量，并且有利于提高油气井产能，延长油气井寿命，带来较高的经济效益和社会效益。因此苏里格南部气田固井技术研究具有广范应用前景和长远经济价值。

二、生产需求和需要解决的技术难点

苏里格南区块是苏里格气田的一部分；鄂尔多斯盆地位于华北地块西部，是一个稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的多旋回克拉通盆地。苏里格南区块地处内蒙古自治区境内，鄂尔多斯盆地的中心。许可区域本项目气田区域总面积为2392.4 km2，横跨鄂托克前旗与乌审旗两个行政县。由现场施工分析，该地区无法承受常规水泥浆的液柱压力，且长封固段带来的高环空压力，使固井施工面临井漏的风险，因而导致固井水泥低返、漏封油气层等问题。目前苏里格南区块固井封固段超过3000m以上，需要新的水泥浆体系及固井工艺来满足现场需要。

经过近130口3-1/2″气层固井施工，发现了一些施工中存在的普遍性问题，经过细致分析，水泥浆配方、施工方案和程序得到进一步优化，在油管固井积累了一些经验：

1、在顶替过程中发生漏失，测声幅水泥浆返高低返，占总井数的28%。主要原因是由于封固段长，水泥浆液柱压力高及地层承压能力低导致固井过程中及水泥浆候凝时发生漏失，造成低返。

2、水泥塞偏高，占总井数的11%左右，以不超过设计阻位上3米为界。在顶替过程中，KCL与部分残留在套管内壁的水泥浆作用，在井底形成“软遇阻”现象。

三、固井难点分析及相应的技术措施

通过实钻数据及各种资料，经过分析总结，认为苏里格南部地区气井固井难点如下：

1、井漏风险：属于长封固段固井，部分井封固段超过3300m，单级固井，静液柱压力高且目的层破裂压力系数低，固井过程中存在井漏、水泥浆低返的风险。

2、窜槽风险：8-1/2″井眼下入3-1/2″套管，环型容积大，水泥浆上返过程中易发生混窜，顶替效率难以保证，对施工参数的要求较高。

3、憋堵风险：因封固段长，注灰量在130-150 m3，水泥浆量非常大，水泥浆在环空中上行时间长，因为水泥浆的携砂性非常好，在井眼泥饼不致密、井径不规则及底部煤层存在裂隙脆裂松散的情况下，易发生固井过程中憋堵现象。

4、温差风险：水泥浆侯凝环境上下温差大，属于大温差气井固井，水泥浆不但要具备抗高温、防气窜功能，还要防止在低温下过度缓凝，而且稠化时间及水泥浆流动度既要满足施工安全，又必须满足强度要求。

5、留塞风险：3-1/2″油管固井，如果固井失败或者留塞，无法进行补救，会造成本井报废，施工风险较高。

6、高压风险：3-1/2″油管固井在国内属于特殊固井作业，部分井口工具及全部井下附件需要进口；施工压力高、作业时间久、工作量大，对固井设备要求高，导致固井公司整体投入非常大。

针对上述风险，采取了一些相应的技术措施：

1、针对苏南区块刘家沟底层易漏情况，选定了1.45g/cm3低密度水泥浆体系封固650-3200米井段，降低静夜柱压力，以此来降低井漏风险。

2、针对该种井的大环空小套管的特点，为保证良好的清洗效果和较高的顶替效率，前置液选用性能优良的化学冲洗液和加重隔离液来改善流体与钻井液接触面性能，以此提高顶替效率。

3、根据气井的一些特点，为了有效地防气窜、防体积收缩，最终有效地封固好目的层，特采用具有良好的防气窜、降失水、防体积收缩，近直角稠化的胶乳水泥浆体系。

4、在完成井场现场外加剂混配后，及时进行了复合实验，有效地保障了水泥浆性能的稳定及固井施工安全。

四、固井施工存在的问题及后继解决办法

经过一百三口井固井施工及测声幅质量验证，采取的措施大都还是行之有效的，但是唯独井漏问题没有得到根本解决，通过施工时的现象及声幅曲线原因分析如下：

1、地层承压能力低。尤其是刘家沟组地层承压能力不能满足上部封固段水泥浆液柱压力的要求，所以在顶替后期出现漏失。

2、封固段太长，液柱压力高。在苏南区块，3-1/2″油层固井的单级封固段都到达3200米以上，如此长的封固段势必存在很大的漏失风险。

3、固井施工工艺有待进一步改进。因为封固段较长，所以如何降低固井时环空中流体的当量密度是必须考虑的问题，适当降低排量能够预防井漏，尤其是顶替时，施工排量太高容易引发漏失。

所以针对上述分析，提出改进：

1、在打钻过程中在易漏层在加入适量的堵漏剂，以此提高井眼的防漏能力。同时，对于在打钻过程中有漏失的井建议做地层承压实验；

2、优化施工方案，通过现场数据用固井软件计算出在顶替过程中的压力曲线，进而优化施工参数，防止井漏的发生。

3、积极摸索更加先进的水泥浆配方，尤其是高强低密度水泥浆，减轻液柱压力，降低漏失风险。

4、提高设备及工具的完好性，保证地面施工平稳连续。

在顶替过程中，KCL溶液与套管壁上少量残余的水泥浆接触，经过从上至下的冲刷，最后形成一些絮凝状的固体，沉积在顶塞以上的下部套管中，测井时导致电测仪器到达该位置时放不下去，有遇阻显示，这种现象俗称“软遇阻”。

改进措施：

针对本井中出现的“软遇阻”现象，固井施工中用1方的纯碱溶液取代清水（在压胶塞时先替1方清水，然后替KCL溶液），因为纯碱溶液可以消除上述絮凝状的沉淀，从而避免“软遇阻”现象的发生，保证电测到底。此办法需要泥浆提供KCL溶液与纯碱溶液相容性实验，确定这两种溶液不冲突。

五、结论

1、缓凝剂BXR-200L和H88L加量要适当，比例要根据实验谨慎调整。

2、关键油管窜附件国产化还需慎重，特别是水泥头等。

参考文献

1、《钻井技术论文集》，中国石油工程技术分公司编。

2、《现代石油钻井工程关键技术实用手册》，李田宁编。

3、《新编石油钻井工程实用技术手册》，李诚铭编。

作者简介：王亚东，男，1970年11月出生，工程师，1993年毕业于重庆石油学校钻井专业，现任大庆钻探工程公司钻井四公司安全副总监。