温米油田漏失井固井技术研究

2017-03-02张艳萍刘佳琦

化工设计通讯 2017年9期

关键词：隔离液固井水泥浆

马巍，张艳萍，周勍，刘佳琦

（1.中国石油集团渤海钻探工程有限公司第一固井分公司，河北任丘 062552；2.中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二录井分公司，河北任丘 062552）

温米油田漏失井固井技术研究

马巍1，张艳萍2，周勍1，刘佳琦1

（1.中国石油集团渤海钻探工程有限公司第一固井分公司，河北任丘 062552；2.中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二录井分公司，河北任丘 062552）

温米区块为吐哈油田的老油区，该区块由于长期注水开采，破坏了地层原来的压力系统，油气水处于活动状态。又由于断层、裂缝发育，存在着严重的漏失，导致在钻井过程中地层承压能力降低，油气侵、井涌机率上升，存在井喷隐患，并且易发生遇阻、划眼、遇卡、井喷、井塌等井下复杂事故。

温米油田；压力；漏失；固井；难点；措施

Abstract：The warm rice block is the old oil area of Tuha oil field.The block is active in the original pressure system due to long-term water injection and destruction.In addition，due to fault and fracture development，there is a serious loss，resulting in the formation of the process of drilling pressure reduction capacity，oil and gas invasion，well surge probability，there is a blowout，and prone to encounter，eye，case，Well collapse and other underground complex and accident.

Key words：warm rice field；pressure；loss；cementing；difficulty；measure

1 主要固井技术难题

1.1 地层承压能力低

储层为中生界地层，孔隙发育，而且由于长期注水开采，地层亏空严重，易漏失，地层承压能力低，套管扶正器的下入会刮削井壁滤饼，破坏堵漏屏蔽层，扶正器加多了还会增加环空流动阻力，增加防漏难度，因此扶正器加量λ受到很大限制，套管居中度更加难以保证。

1.2 水泥封固段长

该井要求水泥浆返高至1 400m，封固段长达2 282m，水泥浆静液柱压差大，达到5MPa，虽然经过反复堵漏，地层承压能力仍然难以达到设计要求，易压漏薄弱地层导致水泥返高不够，给固井带来很大难题。

1.3 井径不规则

为了使地层承压能力达到固井要求，要进行承压堵漏，但堵漏时间长，最终导致整个裸眼段井径扩大严重，套管宽边间隙与窄边间隙变得更大，顶替过程中水泥浆更易发生窜槽，顶替效率无法保证。并且该井还存在大段缩径，固井施工过程中，容易造成泵压异常升高。

1.4 水泥浆密度受到限制

该井虽然进行承压试验时，承压能力达到了设计要求，但下完套管循环过程中又发生漏失。为预防井漏，泥浆密度被迫采用与钻井液密度相近的水泥浆，水泥浆对钻井液的浮力基本没有，也易导致水泥浆窜槽，水泥浆的稳定性和水泥石的抗压强度也受到了影响。

1.5 顶替排量受到制约

为降低流动阻力，预防固井漏失，往往只能采用小排量低返速顶替，增大了水泥浆窜槽的几率，并且由于长时间堵漏，井底含有大量泥沙和堵漏剂，易造成在施工中发生环空堵塞。这些都使顶替效率难以得到保证。

2 固井技术对策

2.1 进行地层承压实验

首先按水泥浆当量密度采用井口憋压的方式做套管鞋处承压实验；实验成功后，全井替入与水泥浆密度相同的泥浆，模拟固井设计注替排量循环，做地层承压实验。若出现漏失，则进行堵漏作业提高地层的承压能力直至满足固井需求。

2.2 采用低密度低黏切抗钙污染前导泥浆

当水泥浆与钻井液接触后，会使水泥浆发生钙侵现象，导致钻井液显著增稠，造成污染的钻井液难以流动和顶替，同时流动阻力也会增大，井漏风险随之增大。因此研究采用40～50m3低黏切前导抗钙污染泥浆，既能降低环空流动阻力，对井内黏稠泥浆起到稀释冲刷作用，又防止了对井内钻井液的污染。

2.3 优化隔离液性能

为提高低压漏失井固井的顶替效率，使用加重隔离液体系，该体系与钻井液及水泥浆具有良好的相容性，兼有冲洗液和隔离液的双重作用。可在较短的时间内，实现良好的冲洗和顶替，冲洗效率提高1倍以上，为保证固井质量提供了保障。

（1）隔离液组成：现场600水+2%DRY-S1+3%DRY-S2+160g石英砂+5%DRY-100L

（2）冲洗隔离液的性能评价：采用六速旋转流变仪进行室内模拟冲洗评价实验，分别用清水、未加重冲洗液和加重密度为1.50g/cm3的冲洗隔离液进行对比实验。

结果表明钻井液用清水的冲净时间为3min20s，未加重冲洗隔离液冲净时间为2min，加重冲洗隔离液的冲净时间为1min30s。说明采用加重冲洗隔离液可在较短的时间内实现井下环空界面的冲洗和顶替。

2.4 优选水泥浆体系

为了防止注水泥过程中发生漏失和保证封固质量，水泥浆采用双密双凝水泥浆，下部常规密度水泥浆密度采用1.88g/cm3左右，封固至2 400m；其上部封固段采用密度为1.48g/cm3左右的低密度水泥浆，封固至1 400m。水泥浆首先要满足防漏性能，为此在水泥浆中加入纤维，提高防漏效果。其次要满足水泥浆的防窜槽性能，因此采用胶乳水泥浆体系，胶乳中的微小聚合物颗粒能在井壁形成致密薄膜，能防止气体侵入，提高防窜效果；形成的致密薄膜也有利于降低水泥浆的失水量，减小水泥石的体积收缩；同时聚合物颗粒能够牢固吸附在套管和井壁表面，提高水泥环的界面胶结强度。最后要满足水泥浆的稳定性，加入微硅，使水泥、硅粉、微硅达到颗粒级配，紧密堆积，提高浆体稳定性和水泥石强度。

3 现场施工

地面管线试压20MPa。泥浆泵注入50m3低密度低黏切抗钙污染前导泥浆。水泥车注入冲洗隔离液16m3，密度为1.45g/cm3；注入低密度水泥浆56m3，密度为（1.48±0.02）g/cm3；注入常规水泥浆32m3，密度为（1.88±0.02）g/cm3；注入后置液2m3，密度为1.00g/cm3；泥浆泵替井浆69m3，密度1.18g/cm3；水泥车替入清水3m3碰压，压力从10MPa升至18MPa。

固井质量经声幅变密度测井评定，井段封固合格率100%，井段封固优质率85%。