七西區(qū)固井工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

陳繼坤 崔成軍 韓偉 唐義華 李強(qiáng)

摘 要：七西區(qū)調(diào)整井區(qū)塊，屬于老油區(qū)。由于老油區(qū)長期注水開采，破壞了地層原來的壓力系統(tǒng)，同一口井內(nèi)多套壓力系統(tǒng)并存。所有這些均嚴(yán)重影響了七西區(qū)井的固井質(zhì)量。文中結(jié)合七西區(qū)調(diào)整井的地質(zhì)特點(diǎn)，針對(duì)七西區(qū)固井工藝技術(shù)難點(diǎn)，總結(jié)出了一套解決七西區(qū)井區(qū)固井過程中"易漏"、油、氣、水竄（侵）的固井工藝技術(shù)，大大提高了七西區(qū)的固井質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：調(diào)整井；固井；雙凝；水泥漿；水泥漿外加劑

七西區(qū)調(diào)整井區(qū)塊，由于長期的注水開采，加之水驅(qū)油過程中油水界面運(yùn)移不平衡，地層結(jié)構(gòu)遭到破壞。平面上，同一層面內(nèi)出現(xiàn)壓力差，油水處于活動(dòng)狀態(tài)；地層縱向剖面上，同一口井內(nèi)存在多套壓力系統(tǒng)，甚至層與層之間相互竄通。形成了平面差異較大、地下層間壓差大、底層流體復(fù)雜等地質(zhì)環(huán)境。

井下作業(yè)公司首次介入七西區(qū)。陌生的區(qū)塊，采取何種固井工藝技術(shù)來確保固井質(zhì)量，成為在大規(guī)模投入開發(fā)七西區(qū)亟待解決的關(guān)鍵問題。

1.七西區(qū)固井工藝技術(shù)難點(diǎn)分析

盡管在鉆井或進(jìn)入目的層前，進(jìn)行了停注、泄壓等措施，但從總體來看，井下的油水層依舊處于活動(dòng)狀態(tài)。由于一口井中多套壓力系統(tǒng)并存，給提高頂替效率、侯凝過程中水泥漿失重時(shí)壓穩(wěn)問題及安全施工帶來了很大困難，主要表現(xiàn)在：（1）周圍存在的注水（氣）井，都有一定的關(guān)井壓力，對(duì)固完井后水泥漿侯凝影響很大，影響到水泥封固質(zhì)量。（2）侯凝過程中水泥漿處于失重狀態(tài)，上部壓力不能往下傳遞時(shí)，活動(dòng)的高壓油、氣、水層很容易侵入水泥環(huán)，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量。（3）七西區(qū)K1tg—T3b地層壓力系數(shù)0.9—1.1，T2k2、T2k1地層壓力系數(shù)1.3。根據(jù)固井設(shè)計(jì)，水泥漿封固段較長，近1400m。在固井過程中，如何確定前置液數(shù)量、組分和施工排量，確保在固井過程中不發(fā)生漏失，是固井工程師首先要考慮的問題。

2.七西區(qū)固井工藝技術(shù)研究

2.1水泥漿性能要求

合適的稠化時(shí)間，在固井施工中，為了保證固井質(zhì)量，一般要求稠化時(shí)間在確保施工順利的前提下，盡可能的短。主要是同高壓油、氣、水層入侵爭搶時(shí)間，在一定程度上有利于防止水竄發(fā)生。在七西區(qū)，使用平衡壓力固井計(jì)算軟件，計(jì)算出注水泥加頂替時(shí)間約為70min，再附加安全值30min，稠化時(shí)間確定為100min左右。水泥漿失水要求，水泥漿的過大失水能改變水泥漿的流變特性，縮短稠化時(shí)間，致使水泥漿增稠或“驟凝”，造成還空橋堵、憋泵。在七西區(qū)，控制水泥漿API失水量小于100ml。水泥漿流變特性，由于固井封固段長、易漏，要求水泥漿應(yīng)該具有很好的流動(dòng)性、觸變性。從而達(dá)到降低環(huán)空摩阻、提高頂替效率、防漏的目的。在七西區(qū)，控制水泥漿初稠在18-22BC。

2.2減少動(dòng)態(tài)干擾

調(diào)整井注水泥后，水泥漿在凝固過程中受到地下動(dòng)態(tài)的干擾。因此，鉆井施工前，將同區(qū)塊臨近注水（氣）井（500m范圍）停注、泄壓，消除水泥漿侯凝時(shí)動(dòng)態(tài)油氣水對(duì)水泥環(huán)的干擾，為水泥漿提供一個(gè)“安靜”的侯凝環(huán)境

2.3采用雙凝水泥漿體系

調(diào)整井固井，為了防止侯凝過程中水泥漿失重時(shí)動(dòng)態(tài)高壓油氣水進(jìn)入水泥環(huán)，必須改善水泥漿的性能，盡量調(diào)節(jié)水泥漿性能成為直角凝固水泥。在現(xiàn)場，采用“兩凝水凝漿”體系：前三分之二灰漿密度控制在1.80-1.85g/cm3，水泥漿稠化時(shí)間控制在150-160min.。后三分之一灰漿密度控制在1.90-1.92g/cm3，水泥漿稠化時(shí)間控制在100-110min。水泥漿從下往上逐漸凝固。下部處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，上部水泥漿呈液態(tài)，仍保持較高的靜液柱壓力，依然可以傳遞壓力。當(dāng)上部水泥漿失重降至水柱壓力時(shí)，下部早已凝固，在一定程度上防止了油、水竄。而且由于前三分之二灰漿密度控制在1.80-1.85g/cm3，降低了環(huán)空液柱壓力，也達(dá)到了固井過程中防漏的目的。

2.4.防漏措施

先期堵漏，下套管前通井至完鉆井深，大排量洗井二周，然后按10%的濃度比例在鉆井液中加綜合堵漏劑5t，配制密度1.47g/cm3的堵漏鉆井液60m3。泵注堵漏鉆井液至裸眼井段，關(guān)閉防噴器，小排量蹩壓3～4MPa，反復(fù)數(shù)次穩(wěn)壓至3MPa以上。合理的施工排量，根據(jù)平衡壓力設(shè)計(jì)，采取多次分階段連續(xù)降排量頂替的方法（簡稱平衡壓力連續(xù)變排量頂替），控制還空流體上返速度，降低循環(huán)壓耗，達(dá)到防漏的目的。在實(shí)際施工時(shí)，通過水泥車上柴油機(jī)換檔、變油門就很容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)變排量頂替。（1.5m3/min↘0.5m3/min）。

2.5.替凈技術(shù)

水泥環(huán)封隔質(zhì)量的關(guān)鍵是提高頂替效率。沒有良好的頂替，其他任何措施都不會(huì)對(duì)質(zhì)量起作用，但頂替效率又一直是固井過程中最難控制的一個(gè)問題?？刂凭酃吠榷龋m然是直井，但在有狗腿的地方，套管易于偏心，不利于提高頂替效率。最起碼要符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。固井前充分洗井并調(diào)整鉆井液性能，通過多年的固井實(shí)踐，我們充分認(rèn)識(shí)到：在固井前充分洗井、調(diào)整鉆井液性能，被證明是一項(xiàng)提高固井質(zhì)量的有效措施。充分洗井，可以沖洗掉井壁上的虛泥餅和擴(kuò)徑處的“死”泥漿，有利于水泥與地層的膠結(jié)；提高鉆井液流動(dòng)性能，降低摩阻，最大限度的提高頂替效率。優(yōu)選前置液體系，正確使用套管扶正器，合理確定扶正器加放位置及使用數(shù)量，流變學(xué)和水動(dòng)力學(xué)證明：在偏心環(huán)空中水泥漿頂替過程極易發(fā)生竄槽，窄邊間隙小，液體流動(dòng)阻力大，流速小，易滯留鉆井液，反之寬邊間隙大，液體流動(dòng)阻力小，流速高，水泥漿易發(fā)生竄槽。因此，套管居中問題直接關(guān)系到固井質(zhì)量的好壞。

3.現(xiàn)場應(yīng)用

七西區(qū)是井下作業(yè)公司首次介入，由于固井經(jīng)驗(yàn)不足，前期（8口井）固井聲幅評(píng)價(jià)：優(yōu)質(zhì)井2口，優(yōu)質(zhì)率僅為25%；合格井4口，合格率75%；不合格井2口，不合格率25%。

通過加強(qiáng)對(duì)七西區(qū)固井工藝技術(shù)的研究，在后期（9口）的固井工作中，取得了明顯的效果：固井聲幅評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)井7口，優(yōu)質(zhì)率77.78%；合格井2口，合格率100%；無不合格井。

4.幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)及下步打算

（1）開展調(diào)整井快速鉆井工藝技術(shù)的研究，以期為固井提供一個(gè)良好的井眼。（2）由于長期注水開采、注采不平衡及層間竄流，嚴(yán)重影響了調(diào)整井的固井質(zhì)量。（3）為水泥漿提供一個(gè)安靜的候凝環(huán)境，減少動(dòng)態(tài)干擾，對(duì)提高調(diào)整井固井質(zhì)量十分必要。（4）固井水泥漿配方：G級(jí)油井水泥+[4%GS-1+0.4%SXY-2+0.8%DS-B1+0.5%DL500+0.1%ST500L]（濕混）+44%H2O，能夠滿足七西區(qū)固井的質(zhì)量要求。（5）調(diào)整井固井是一項(xiàng)綜合、系統(tǒng)的工程。必須全面、系統(tǒng)地分析影響固井質(zhì)量的各個(gè)因素，從各方面入手，采取有效措施，爭取將影響固井質(zhì)量的每項(xiàng)因素減小到最低限度。（6）現(xiàn)場施工中，由于水泥漿稠化時(shí)間很短，增加了施工的危險(xiǎn)性。因此，在固井施工要求固井機(jī)具狀況完好，上水良好，不刺不漏，施工連續(xù)，一氣呵成。（7）切實(shí)做到“三壓穩(wěn)”，即固井前壓穩(wěn)，固井過程中壓穩(wěn)和候凝過程中水泥漿處于失重狀態(tài)時(shí)的壓穩(wěn)，特別是在水泥漿失重時(shí)的壓穩(wěn)尤其重要。

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