苏丹六区FN油田固井技术

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[摘要]苏丹六NFN油田主力储层有Aradiba、Bentiu和AbuGabra地层；由于地质条件区别和井身结构制约，其主要固井难点为Aradiba和Bentiu地层的固井作业。针对该储层高孔、高渗、低压和井壁易失稳的特点，通过对非渗透水泥浆性能的优化和高效悬浮型前置液的研究，配合平衡压力固井技术，有效解决了Aradiba和Bentiu地层固井易漏及水泥浆顶替效率低，二界面固井质量差的问题。该技术在FN油田成功应用15口井，第一、第二界面固井质量均为优质，为油井的早日投产提供了良好的通道。

[关键词]苏丹六区 低压高渗地层 井壁掉块 非渗透水泥浆 悬浮型前置液

苏丹六区fn油田位于苏丹穆格莱德盆地Fula凹陷中部，主要开发层位依次为Aradiba地层、Bentiu地层和Abu Gabra地层。该油田固井的难点在于Aradiba地层和Bentiu地层的固井作业。

1 FN油田的固井难点

1.1 Aradiba和Bentiu地层特点

Bentiu地层为Fula凹陷的主要储层之一，Aradiba地层通常作为Bentiu储层的盖层，但在FN油田，Aradiba下部地层常常也有较好的油气显示。该段地层主要特点是：

（1）油层较厚，含油级别高；

（2）地层孔隙压力低，当量密度为1.03—1.05g/cm3；

（3）地层为巨厚块状砂岩地层，胶结疏松，地层孔隙度高，渗透性好，钻井过程中地层掉块严重，随着油田的深入开发，近年来表现更为突出。

1.2井身结构特点

在井身结构设计中，由于该组地层埋藏浅，二开钻进一般在钻穿Bentiu地层后完钻固井，这就造成固井时极易在此地层发生井漏，同时由于主力油层段的高渗透性，水泥浆极易失水，造成水泥水化不充分，水泥石胶结质量差。

1.3固井的难点

（1）固井过程中下部极易发生漏失，造成水泥返高不足，上部地层漏封和下部油层被污染；

（2）地层的高渗透性造成水泥浆极易失水，水泥无法正常水化，水泥石胶结差；

（3）下部井壁掉块，造成井径极不规则，水泥浆无法将钻井液驱替干净，固井质量差。

2非渗透水泥浆研究

针对FN油田Aradiba和Bentiu地层孔隙压力低、孔隙度高、渗透性好的特点，在膨胀早强水泥浆体系的基础上进行改进，研发了非渗透水泥浆。该体系早期强度高，膨胀性能好，在遇到高渗透地层时能较好的控制水泥浆失水，确保水泥有足够的水化水，形成高强度的水泥石。

2.1降失水剂性能评价

目前常用的降失水剂以PVA及天然改性高分子为主，根据FN油田地层特点，本文选择了改性PVA类液体降失水剂GC-412L。GC-412L由主剂和稳定剂组成，主剂为化学改性PVA及天然高分子材料，稳定剂由稀释剂及交联剂组成。室内评价试验情况如表1所示。

表1中实验数据表明，GC-412L能够有效降低水泥浆失水，对水泥浆稠化时间略有延长，对水泥石抗压强度无不良影响。

2.2水泥浆配方优化

GC-412L作为降失水剂能有效提高水泥浆粘度，增加液相向地层滤失的阻力，同时提高悬浮能力，降低游离液，提高浆体稳定性。实验室内按照不同加量对水泥浆稠化、失水和水泥石抗压强度等综合性能进行了对比试验，试验情况如表2所示。

由表2可以看出4#和5≠配方室内试验的综合性能较高，6#配方失水量较低，抗压强度稳定，但水泥浆流动性大大降低。

3高效前置液的优选

通常，清水是最好的固井前置液，但对于FN油田Bentiu组地层来说却是致命的。GC-711是一种由多种聚合物和表面活性剂经特殊工艺制成的水溶性液体。由GC一711配制的固井前置液，其粘度、密度和切力可调，对钻井液具有良好的驱替效果；同时还能有效保护井壁；较好的悬浮携带地层掉块。本文对该前置液与钻井液和水泥浆的相容性进行了室内试验，结果如表3和表4所示。

表3和表4的试验数据表明，该前置液与钻井液和水泥浆具有良好的相容性，不会给固井施工带来危险。

4现场应用情况

4.1 FN-108井

该井完钻井深1448.46米，泥浆密度1.15g/cm3，完钻层位Bentiu层；主力油层段位于1245—1345米；该井钻进过程正常。固井采用非渗透水泥浆体系，前置液采用8m35%GC一711的配浆水溶液：领浆采用高强低密度水泥浆，施工密度为1.45—1.50g/cm3；尾浆采用表2中5#配方，水泥浆密度1.90g/cm3，24小时抗压强度为21.5MPa，稠化时间210min，失水量为31ml。固井过程中采用1.2m3/min排量注水泥浆，注水泥浆过程中，井口压力及返出口排量正常；替浆排量为1.8m3/min。正常碰压，固井施工顺利，未发生漏失，水泥浆返出地面，前置液返出时启动振动筛，可明显看到有井壁掉块被带出。

CBL测井结果（如图1）显示固井质量优质。

图1中的左图为FN-114井，该井采用常规膨胀水泥浆封固；右图为FN-108井CBL曲线。两口井的井身结构、地层情况和油层分布相似。

图1对比表明：常规膨胀水泥浆体系在非砂岩段，水泥浆胶结质量较好，如FN-114井1250—1255m，但在Bentiu高渗透砂岩，则快速脱水、水泥胶结质量急剧下降，如FN-114井1270—1285m段；但在FN-108井固井作业中，5#水泥浆配方较好的解决了低压高渗透地层的水泥浆脱水问题，从1240—1425m井段，全部优质封固，二界面固井质量全优。

高效前置液和非渗透水泥浆体系配合双密度平衡压力固井工艺技术在FN油田共应用15口井，第一、第二界面固井质量全部优质，为油井早日投产建立了良好的通道，为甲方后续作业节约大量时效。

5结论及认识

（1）GC-412L作为一种降失水剂能够有效降低水泥浆失水，对高渗透地层固井起到重要作用。

（2）非渗透水泥浆具有低失水、早期强度高、零自由水、流动度好和稠化时间可调的优点，在低压高渗透地层固井过程较好的解决了水泥浆失水的问题。

（3）高效悬浮型前置液能够较好的解决胶结疏松地层固井中的井径过大和地层掉块问题，对提高水泥浆顶替效率和第二界面固井质量有重要作用。