番禺油田大位移井固井技術(shù)

杜福云，龔 勇，雷 鴻，唐道兵

1長(zhǎng)江大學(xué)研究生院，湖北 武漢

2中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)事業(yè)部深圳作業(yè)公司，廣東 深圳

3中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部深圳作業(yè)公司，廣東 深圳

4中海石油(中國(guó))有限公司番禺作業(yè)公司，廣東 深圳

5中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)深圳分公司，廣東 深圳

1. 前言

在海上，水平位移大于3000 m的井統(tǒng)稱為大位移井。番禺油田大位移井屬于傳統(tǒng)大位移井。特點(diǎn)是油藏內(nèi)發(fā)育多條斷層，儲(chǔ)層垂深比較淺，地層膠結(jié)不好，井底鉆井液當(dāng)量循環(huán)密度(equivalent circulating density，簡(jiǎn)稱ECD)有限，地層黏滯力和拖曳力過(guò)大[1]。針對(duì)鉆井過(guò)程中漏失，完鉆后套管下不到位，固井前井眼清潔不徹底，固井過(guò)程中超高的ECD壓漏地層等問(wèn)題，提出了解決一系列問(wèn)題的技術(shù)措施，在現(xiàn)場(chǎng)得到了成功應(yīng)用。

2. 單級(jí)雙封固井技術(shù)應(yīng)用

2.1. 單級(jí)雙封固井技術(shù)優(yōu)勢(shì)

單級(jí)雙封固井技術(shù)是采用類似于常規(guī)單級(jí)固井的方法，通過(guò)一次注水泥完成對(duì)兩段(不相鄰的)目的段進(jìn)行封固，獲得與雙級(jí)固井相同效果的一種固井技術(shù)。常規(guī)單級(jí)固井在封固較長(zhǎng)封固段時(shí)會(huì)造成液柱壓力過(guò)高而壓漏地層，雙級(jí)測(cè)固井質(zhì)量又需鉆分級(jí)箍和刮管，占用鉆機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，單級(jí)雙封固井工藝摒棄了兩者的缺點(diǎn)，并兼具了兩者的優(yōu)點(diǎn)。單級(jí)雙封固井方法對(duì)固井工具和附件沒(méi)有特殊要求，采用與單級(jí)固井相同的工具和附件就可以完成單級(jí)雙封固井作業(yè)。

2.2. 大位移井固井前置液設(shè)計(jì)

大位移固井中，前置液起到隔離水泥漿和鉆井液，清洗和驅(qū)替鉆井液作用。因此優(yōu)選前置液類型和優(yōu)化前置液結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)提高頂替效果、保證固井質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。

1) 優(yōu)選沖洗液。一般油基沖洗液評(píng)價(jià)方法主要從穩(wěn)定性、沖洗效果、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)和相容性等4個(gè)方面去優(yōu)選。油基泥漿沖洗液必須對(duì)油基鉆井液所形成的泥餅具有強(qiáng)有力的滲透、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)、增溶、乳化懸浮的復(fù)合效果，能在短時(shí)間內(nèi)迅速有效地將附著在井壁套管壁上的油漿油膜洗凈，使井壁和套管壁從油濕轉(zhuǎn)換到水濕狀態(tài)，以提高頂替效率。

2) 優(yōu)選隔離液。大位移井中要求隔離液具備稀釋、清洗井壁泥漿，攜帶巖屑、沉砂，隔離泥漿與水泥漿和井壁潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)等作用，還要求與鉆井液及水泥漿間具有良好的相容性。

3) 優(yōu)化前置液結(jié)構(gòu)。大位移井采用油基泥漿鉆進(jìn)時(shí)，井眼清潔難度異常大，通過(guò)固井軟件模擬固井時(shí)前置液流態(tài)、壁面剪切應(yīng)力以及對(duì)井壁的紊流沖刷時(shí)間來(lái)優(yōu)化前置液結(jié)構(gòu)，提高頂替效率。

2.3. 大位移井固井頂替效率保證

水泥漿的污染是影響大位移套管固井質(zhì)量的主要因素之一。為了滿足大位移井井眼清潔的要求，大位移鉆井所采用的泥漿體系多為油基泥漿體系。但有效驅(qū)替該類泥漿十分困難。規(guī)則的井眼、良好的泥漿性能、采用紊流頂替等各種措施的綜合運(yùn)用才能實(shí)現(xiàn)大位移井良好驅(qū)替。

3. 斷層防漏固井技術(shù)

番禺大位移井單一井段鉆遇地層層位多，距離長(zhǎng)。容易鉆到易漏薄弱地層和漏失斷層發(fā)生漏失。對(duì)于存在漏失風(fēng)險(xiǎn)的井，使用防漏型水泥漿，在水泥漿中加入堵漏材料(圖1)。針對(duì)存在漏失斷層的大位移井，提前在水泥內(nèi)干混堵漏顆粒PC-B66S，并在水泥漿和前置液中加入堵漏纖維PC-B62S，利用顆粒堆積和纏繞原理，減少井下漏失。同時(shí)配合固井模擬軟件，采用單級(jí)雙封技術(shù)，減少井底ECD，從而控制漏失。在放大1000倍的電子顯微鏡下，使用顆粒級(jí)配堵漏劑水泥漿致密且顆粒分布均勻(圖2)，具有良好的堵漏效果，使用于不同裂縫下的斷層漏失情況。

Figure 1. The application model of particle gradation plugging agent圖1. 顆粒級(jí)配堵漏劑應(yīng)用模型

Figure 2. The electron microscopic effect of slurry of particle gradation plugging agent圖2. 顆粒級(jí)配堵漏劑水泥漿電鏡效果圖

4. 漂浮下套管技術(shù)

4.1. 漂浮下套管固井技術(shù)

漂浮 + 旋轉(zhuǎn)下套管工藝是一項(xiàng)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的套管鉆進(jìn)設(shè)備，通過(guò)旋轉(zhuǎn)下入套管，減小套管下入摩阻，實(shí)現(xiàn)套管順利下入的技術(shù)。在PY10-5/8、PY11-5大位移井項(xiàng)目中，采用該技術(shù)，順利將6口井直徑95/8in套管下至設(shè)計(jì)井深，成功率100%。

4.2. 樹(shù)脂扶正器在大位移井中的應(yīng)用

套管扶正器的設(shè)計(jì)是大位移井中套管能否順利下入的另一個(gè)關(guān)鍵因素。套管扶正器的設(shè)計(jì)包括套管附件的選型、安放方法、套管扶正器的安放位置等。

在番禺大位移井固井中，對(duì)扶正器的選擇與安裝推薦如下原則：① 優(yōu)選套管扶正器：推薦使用半剛性扶正器或一體成型的雙弓扶正器或樹(shù)脂扶正器，避免使用單弓彈性扶正器；② 如需活動(dòng)套管或套管重疊段，推薦使用滾軸剛性扶正器；③ 根據(jù)各層段封固要求，對(duì)重點(diǎn)封固井段要求套管局中度大于67% [2]，根據(jù)套管居中軟件在大斜度井居中模擬，至少保證2根套管1個(gè)扶正器。

針對(duì)大位移井中下套管困難以及套管居中度難以保證等問(wèn)題，引進(jìn)樹(shù)脂扶正器(見(jiàn)表1)。該種扶正器具備摩擦系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好，啟動(dòng)扭矩小，強(qiáng)度大的特點(diǎn)，更利于套管下入，同時(shí)保證了扶正器加入數(shù)量和固井時(shí)套管的居中度要求。

Table 1. The data comparison between resin centralizer and other centralizers表1. 樹(shù)脂扶正器與其他各類扶正器數(shù)據(jù)對(duì)比

5. 井眼質(zhì)量控制技術(shù)

只有做好井眼的清潔工作，才能有效地降低摩阻扭矩，確保大位移井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[3][4]。采用的技術(shù)措施有：① 為保證井眼清潔，配漿時(shí)加入一定量的主乳化劑和副乳化劑，控制電穩(wěn)定性以及性能的穩(wěn)定；② 黏切控制，在適當(dāng)?shù)挠退鹊臈l件下，通過(guò)調(diào)節(jié)增黏劑和提切劑加量來(lái)控制泥漿的黏切；③ 固相控制的好壞直接影響鉆井液性能。由于油基鉆井液消耗量少，補(bǔ)充鉆井液量少，因此在控制有害固相侵入時(shí)更加嚴(yán)格。

6. 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1) 單級(jí)雙封固井技術(shù)能有效降低井底當(dāng)量，減少由于固井造成的漏失，保證固井質(zhì)量。該技術(shù)適合于大位移井固井，特別是存在潛在漏失情況的井。

2) 漂浮 + 旋轉(zhuǎn)下套管技術(shù)是解決大位移井下套管困難的有效方法，能有效減少由于套管無(wú)法正常下入等非正常固井帶來(lái)的固井質(zhì)量隱患。

3) 良好的井眼控制技術(shù)是成功下入套管和保證固井質(zhì)量的關(guān)鍵，做好井眼清潔，才能減少后續(xù)作業(yè)難度。