分级固井技术在易涌易漏井固井中的应用
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[摘 要]分级固井技术一般应用在封固段长，注水泥量过大，施工时间过长，水泥浆液柱压力过高的深井固井当中，除此之外，在一些易漏井复杂井固井施工中中，为平衡地层压力，分级固井技术也得到了良好的应用。本文介绍了分级固井技术结合其他固井技术措施在河南油田新庄、王集、下二门区块浅井易漏井中的应用，并且在泌浅57-1、柴47、下T5-2410这三口井固井作业中取得了良好的效果。
[关键词]分级固井；易漏；平衡压力；固井封隔器；分级箍
中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0199-02
1 现状
河南油田泌阳凹陷北部斜坡带新庄鼻状构造、王集鼻状构造以及下二门短轴背斜构造地层较为薄弱，随着生产开发，周围注水井、注聚井、采油井井网不断调整，地层压力相比原始地层压力变化较大，易涌易漏井也越来越多，如泌浅57-1、柴47井都存在不同程度的井漏和井涌，下T5-2410井存在井漏返吐现象。难以做承压堵漏。并且这些区块油层埋藏深度浅，单层有效厚度薄，层间分隔短，对固井质量要求高。
2 固井难点
2.1下部储层物性好，上部地层疏松，全井承压能力低。
该地区油层埋藏浅，储层胶结松，物性好，为高孔高渗储集层。上部地层疏松，存在漏失层（上部漏层最浅230m）地层承压能力低。钻开储层后，钻井液密度1.15g/cm3，就开始漏失，地层承压能力
2.2 油层埋藏浅，水泥浆稠化时间长
油层普遍埋藏深度为200-1100m，上部地层温度低，水泥浆稠化时间长，水泥石强度上升慢，有可能固井结束后发生井漏，或地层流体窜槽。
2.3施工排量受到限制，顶替效率低
由于地层薄弱，为降低循环压耗，施工排量受到限制，达不到紊流顶替。根据计算215mm井眼和140mm套管尺寸，其临界紊流顶替排量>1.5m3/min。这种排量1000m井深，循环压耗>3MPa。当量密度为0.3g/cm3，也就是说，大排量紊流顶替，在加上环空液柱压力，容易发生井漏。
3 分级固井技术措施
3.1 分级箍选用
分级固井工艺能有效控制环空液柱压力，对于漏失井，先把漏失层上部50m进行封固。在打开分级箍循环，待水泥凝固后，再对上部井段注水泥，分级箍有机械式分级箍和压差式分级箍。
机械式分级箍实用于井斜不大的井段，机械式分级箍安放在井斜小于10°，压差式分级箍打开压力一般在18MPa左右。
如果井斜较大就选用压差式分级箍，如果施工压力太高就选用机械式分级箍。比如泌浅57-1井井斜较小选用的机械式分级箍，柴47井，分级箍位置机械大于10°故选用压差式分级箍。
分级固井套管管串结构（177.8mm套管）
Φ177.8mm强制回位式浮鞋+Φ177.8mm套管一根+Φ177.8mm强制回位式浮箍+Φ177.8mm套管一根+Φ177.8mm强制回位式浮箍+Φ177.8mm套管一根+分级箍承压座+Φ177.8mm套管串+封隔器+Φ177.8mm套管串+分级箍+Φ177.8mm套管串。
分级箍安放位置对于低压易漏失井在已知易漏层的情况下一般安放在主漏失层以上100-150m处。对于有一个漏层的井分级箍应安放在漏层以上100-150m处一级正注水泥浆封固漏层，然后开孔进行二级注水泥。对于有2个以上漏层的井分级箍安放在第1个漏层以上处，一级正注水泥浆封固漏层然后开孔进行二级注水泥使用小于第2个漏层破裂当量密度的水泥浆进行封固。
分级位置安放公式可用下式计算。
h≤（ρ0-ρd）×H/（ρ0-ρm）-L
式中：h为分级箍循环孔位置，m；
H为漏层井深，m；
L为一级返高和分级箍循环孔距离，m
ρ0为一级水泥浆密度，g/cm3；
ρm为钻井液密度，g/cm3；
ρd为漏失层当量密度，g/cm3。
3.2 早期强度高水泥浆体系选用
对于严重漏失井选用低密度高早强堵漏水泥浆体系，配方1：PZ：10%PZW-A：10%W-99：2.5%F27A：1.0%USZ：0.7%G203：1.05%。
对于又涌又漏井采用双密度水泥浆体系――低密度高早强水泥浆及高密度高早强水泥浆体系。
配方1：PZ：10%PZW-A：10%W-99：2.5%F27A：1.0%USZ：0.7%G203：1.05%。
配方2：PZW-A：6%W-99：1.5%F27A：1.0%USZ：0.75%TWNP：0.75%G203：1.05%。
3.3封隔器选用
水力膨胀式套管外封隔器可接入套管串任何部位，在套管外环空间形成良好的封隔，达到封隔油气层互窜以及高压层与低压层的目的，固井施工结束后，可以防止水泥浆的漏失，改善固井质量。
对于下部只存在漏失层，不存在高压层，可以选择在分级箍以下漏层以上井壁规则的井段安装封隔器。待一级固井结束后胀封封隔器，有效的封隔开下部漏失井段和上部地层，然后进行二级固井。如果下部存在高压层或者即有高压层又有漏失层，胀封封隔器后，下部可能发生层间互窜，并且一级固井结束后，环空液柱压力传递不到下部地层，平衡不了高压层，容易造成下部地层固井质量不合格。所以封隔器选用对下部只存在严重漏失层的井其到良好作用，对于有高压层的根据地层具体情况进行选用。
4 现场应用
（1）分级固井技术在低压易漏井固井施工中可以有效的降低环空液柱压力，解决因水泥浆柱压力过高造成的固井井漏。优选可靠的分级箍很有必要，要求选择打得开、关的住、开关压力在安全范围内、密封性好的分级箍。
（2）要在施工安全附加时间范围内优选高早强水泥浆体系，缩短稠化时间，降低一级固井结束后和二级固井结束后发生井漏的风险。在水泥浆内添加F27A堵漏材料，可以减少水泥浆漏失。添加USZ分散剂，可以改善水泥浆流变性能，提高水泥浆流动性。
（3）水力膨胀式封隔器在低压易漏井其到再次防漏的作用。对于高压易漏以及其他复杂井可根据具体情况进行选用。
本文给出了针对浅井高渗易漏井固井难题，通过分级固井工艺，降低环空液柱压力，结合高早强水泥浆体系，水力膨胀封隔器的选用，形成了一套解决浅层高渗易漏井固井技术。
参考文献
[1] 黄海强，李洪波，龚潮海，等.中原油田漏失井固井工艺技术及应用[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2005，27（4）：664-666.
[2] 张明华，秦德威，郑晓志.低压易漏失井双级固井技术探讨[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2013，35（8）：103-106.