云1HF井固井技術(shù)

宋福軍 劉國(guó)臣 何德清 肖建英 歐喜兵

中國(guó)石化河南石油工程公司鉆井工程公司

1 云1HF井基本情況

云1HF井為河南省桐柏縣安棚鄉(xiāng)的一口大位移白云巖水平井，該井是一口評(píng)價(jià)井，主要目的是進(jìn)一步落實(shí)白云巖的含油氣性和H2III3小層的產(chǎn)能，開展白云巖長(zhǎng)段水平井酸壓開發(fā)試驗(yàn)。該井是河南油田第一口白云巖儲(chǔ)層水平井。

云1HF井在實(shí)鉆過程中出現(xiàn)過溢流、井漏等情況，具體情況如下：2013年10月22日鉆至井深935.79m起鉆發(fā)現(xiàn)溢流，之后密度提到1.30 g/cm3時(shí)又發(fā)生井漏，井隊(duì)進(jìn)行了承壓堵漏后，地層穩(wěn)定。鉆至井深1 603m做了地層承壓試驗(yàn)。經(jīng)過計(jì)算，1 603m地層承壓能力為當(dāng)量密度1.41 g/cm3；935m地層承壓能力為當(dāng)量密度1.48 g/cm3。由此可見，地層承壓能力低，采用常規(guī)密度水泥漿固井易發(fā)生井漏，另外目的層段含有天然堿層、芒硝層，使得鉆井液性能變差，易造成井壁垮塌、卡鉆等事故，后期固井時(shí)容易導(dǎo)致水泥漿性能變差，水泥石膠結(jié)強(qiáng)度降低，水泥環(huán)與堿層之間形成間隙，膠結(jié)質(zhì)量差，從而影響固井質(zhì)量，需要選擇合理的水泥漿密度、體系。

2 固井技術(shù)難點(diǎn)

（1）如果井壁及套管清洗不干凈會(huì)影響水泥環(huán)的膠結(jié)質(zhì)量，所以固井時(shí)需要足量沖洗液來恢復(fù)水潤(rùn)性，提高水泥環(huán)與井壁的膠結(jié)質(zhì)量。

（2）水平段套管居中度難以得到保證。水平井段最大井斜87.71°，套管所受的重力不再是軸向而是徑向，這一重力極易導(dǎo)致套管偏心，甚至貼邊，使套管與井壁窄邊的鉆井液驅(qū)替困難，容易竄槽；同時(shí)水泥漿稠化過程中，由水泥漿中析出的水量會(huì)在水平段上部形成水道，這些都會(huì)影響固井質(zhì)量。

（3）水泥封固段長(zhǎng)達(dá)2 600m，固井施工壓力高，施工時(shí)間長(zhǎng)，地層承壓能力低，易漏失。經(jīng)過計(jì)算，1 603m地層承壓能力為當(dāng)量密度1.41 g/cm3；935m地層承壓能力為當(dāng)量密度1.48 g/cm3，由此可見，水泥漿的液柱密度對(duì)固井施工安全影響很大。

（4）封固段頂部與底部的溫差達(dá)到60℃左右，對(duì)水泥漿性能要求高。在漂珠施工過程中漂珠破碎率高，會(huì)影響水泥漿體系，漂珠段的水泥漿強(qiáng)度將受到影響，從而影響固井質(zhì)量。

3 固井技術(shù)措施

（1）前置液的選擇。注水泥前使用高效足量的前置沖洗液充分清洗井壁與套管壁。本井采用BCS-010L型沖洗液8桶（160 kg），配4 m3沖洗液，再準(zhǔn)備清水12m3，充分清洗環(huán)空；為了確保沖洗液的清洗效果，使環(huán)空返速達(dá)到1.0～1.2m/s，注水泥漿排量設(shè)計(jì)為1.5m3/min，從而提高水泥漿頂替效率及水泥與井壁的膠結(jié)質(zhì)量。

（2）套管居中措施。為了使套管盡量居中，提高固井質(zhì)量，選擇科學(xué)合理的扶正器類型及扶正器之間的間距很重要，同時(shí)還要保證套管順利下至設(shè)計(jì)井深，要求井隊(duì)400～1 500m每5根套管加1只彈性扶正器，1 500～1 900m每2根套管加1只彈性扶正器，1 900～2 600m每1根套管加1只彈性扶正器，共加110個(gè)彈性扶正器。通過扶正器對(duì)套管的扶正，可有效防止套管偏心，減輕套管與井壁窄邊的鉆井液驅(qū)替困難程度，提高固井質(zhì)量。

（3）水泥漿液柱密度設(shè)計(jì)。該井固井水泥封固段長(zhǎng)達(dá)2 600m，固井施工壓力高，為了使施工壓力在安全范圍內(nèi)并且防止施工壓力大造成井漏，水泥漿采用雙密度防漏水泥漿體系，設(shè)計(jì)0~1 805m水泥漿密度為1.45 g/cm3，1 805~2 600m水泥漿密度為1.93 g/cm3，該雙密度水泥漿體系可滿足地層壓穩(wěn)與防漏失的要求。

（4）正確選擇水泥漿體系?？紤]到封固段頂部與底部的溫差達(dá)到60℃左右，且一般漂珠施工過程中漂珠破碎率高，會(huì)影響水泥漿體系，從而影響固井質(zhì)量，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)整水泥漿配方，確定了以下水泥漿配方及性能參數(shù)：①1.45 g/cm3低密度段水泥漿配方，G級(jí)高抗水泥+20%漂珠+25%PZW-A+2.5%降失水劑+0.7%USZ+2.0%F27A+適量XP-Ⅱ，該井選用馬鞍山高強(qiáng)漂珠，此漂珠具有良好的承壓性能，可有效降低漂珠破碎率，保證固井質(zhì)量及施工安全；②1.90 g/cm3高密度段水泥漿配方，G級(jí)高抗水泥+6.0%PZW-A+1.5%降失水劑+0.4%USZ+0.8%TWNP+適量XP-Ⅱ。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工

（1）下套管前對(duì)所有設(shè)備、儀表全面檢查，保證安全可靠，下套管必須按規(guī)定扭矩上扣。

（2）控制下套管的速度，使其環(huán)空鉆井液的返速不大于鉆進(jìn)時(shí)的最大返速。

（3）每下20根套管灌一次泥漿，每次必須灌滿套管。

（4）下完套管后灌滿泥漿，再接水泥頭，盡快建立循環(huán)，處理泥漿。

（5）循環(huán)泥漿時(shí)，固井隊(duì)連接好管線，做好固井施工準(zhǔn)備，泥漿性能達(dá)到施工要求后，開始固井。

（6）沖洗管線后地面管匯試壓至21.0MPa。

（7）注隔離液（清水10.0m3+沖洗液4.0m3+清水2.0m3）。

（8）注導(dǎo)漿10.0m3，平均密度1.42 g/cm3。

（9）注領(lǐng)漿50.0m3，平均密度1.42 g/cm3。

（10）注尾漿20.0m3，平均密度1.91 g/cm3。

（11）水泥車壓膠塞后，由泥漿泵和水泥車頂替，余4.9m3由水泥車碰壓至18.0MPa。

（12）碰壓完后放回壓，壓力回零，施工結(jié)束。

通過電測(cè)結(jié)果解釋，該井固井質(zhì)量良好，滿足了開發(fā)上大型壓裂的要求。

5 結(jié)論及建議

（1）通過高效足量的前置沖洗液清洗井壁與套管壁，可有效提高井壁清洗效率及水泥與井壁的膠結(jié)質(zhì)量。

（2）選擇科學(xué)合理的套管扶正器類型及間隔距離，可有效防止套管偏心，減輕套管與井壁窄邊的鉆井液驅(qū)替困難程度。

（3）采用雙密度防漏水泥漿體系，可有效控制施工壓力，滿足地層壓穩(wěn)與防漏失要求，保證固井施工需要。

（4）優(yōu)選出合適的水泥漿配方及性能參數(shù)，嚴(yán)格按照水泥漿設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，可有效提高該類型井的固井質(zhì)量。