水平井固井技術設計探討

姜海濤

【摘要】水平井林7-更平16井屬熱采生產(chǎn)井，結合該井二開鉆井設計，從井眼準備、設備準備、下套管作業(yè)，以及一開、二開主要固井技術措施進行了設計，以為該井固井順利施工提供技術參考。

【關鍵詞】固井技術;水平井;固井設計

水平井林7-更平16井屬熱采生產(chǎn)井，該井一開設計：井眼直徑（mm）：346.1;所鉆深度221m;套管直徑273.1mm;套管下深220m;水泥返深：地面。二開：井眼直徑241.3mm;所鉆深度1333.78m;套管直徑177.8mm;套管下深1331m，其中1113.5m～1331m為高精密濾砂管;水泥返深（m）：0～1113.5。

1 井眼準備

（1）電測以前通井、循環(huán)，保證電測工具順利下入。（2）電測完通井，對起鉆遇阻、卡井段、縮徑段和井眼曲率變化大的井段反復劃眼或進行短起下;下入套管前應在井眼底部打入潤滑鉆井液，減少下套管摩阻。（3）井內(nèi)鉆井液性能良好、穩(wěn)定，符合固井施工要求。在保證井下安全的前提下，盡量降低粘切，降低含砂量。（4）下套管前通井及注水泥前，均以較大排量洗井，洗井時間不少于兩個循環(huán)周。洗井循環(huán)中，應密切注意觀察振動篩返出巖屑量的變化、鉆井液池液面變化。同時，應慢速轉動鉆具防粘卡。

2 設備準備

（1）檢查、準備下套管工具：吊卡、大鉗、卡瓦、氣動卡盤、灌鉆井液管線等。（2）循環(huán)系統(tǒng)中用于頂替作業(yè)的各鉆井液罐（包括儲備罐）各閘門應靈活可靠。（3）從下套管開始，整個固井施工過程中，井口裝置應達到既能關閉套管與井眼環(huán)空又能關閉鉆桿與井眼環(huán)空的要求。（4）認真檢查懸吊系統(tǒng)，井口、游車、天車一條線，下套管前應根據(jù)大鉤負荷更換大繩，確保下套管安全。

3 下套管作業(yè)

（1）套管及附件、工具等下井前認真檢查外觀、通徑、丈量、清洗絲扣，不合格套管嚴禁下入。（2）按下入次序對套管進行編號、記錄。（3）套管及附件、工具上鉆臺時要戴好護絲，嚴禁碰撞。（4）下入下部附件時，底部6根套管要涂絲扣膠，套管絲扣使用標準套管螺紋密封脂，以提高套管的氣密封能力。（5）按設計要求安裝套管扶正器：主力油層封固段每根套管加1只，其他封固段每2根套管加1只。（6）下套管采用套管鉗按API規(guī)定的最佳扭矩上扣。（7）嚴格控制套管下放速度，一般不超過0.46m/s。（8）下套管中途禁止停頓，根據(jù)情況可以在3～5m范圍提放管柱，防止粘卡，并時刻注意懸重變化。下套管操作要平穩(wěn)，嚴禁猛剎、猛放。下放套管遇阻時，一般控制下壓載荷不超過井下套管浮重的60%。上提時保持最小抗拉安全系數(shù)不低于1.5。（9）下套管過程中，一般是每下入30～40根套灌滿一次鉆井液，較長時間（超過3min）的灌漿過程應上下活動套管，以防套管粘卡。（10）下完套管后先灌滿鉆井液，再小排量開泵循環(huán)洗井，開泵循環(huán)時要用流量計來校正排量，并根據(jù)排量調整循環(huán)時的泵沖直至鉆井液性能達到施工要求。

4 一開套管固井主要技術措施

（1）鉆井液開鉆，內(nèi)插法固井。固井時考慮套管所受浮力，根據(jù)計算得知套管串重量大于其所受浮力，因此套管不會上浮。（2）內(nèi)插管坐封要平穩(wěn)，密封要可靠，密封插頭下井前要涂抹黃油。坐封后，開泵循環(huán)鉆井液，如果套管內(nèi)無鉆井液溢出，則說明密封插頭處密封良好，即可按設計注入水泥漿。注完水泥后，按鉆桿內(nèi)容積替入當量鉆井液量。（3）坐封壓力根據(jù)循環(huán)最高泵壓由固井施工指揮現(xiàn)場計算，為了能在泵壓出現(xiàn)異常情況下順利施工，實際施加的坐封壓力應為計算值的2倍以上為宜。（4）施工結束后，如果井口水泥漿面下沉，必須注水泥漿補充，防井架基礎移動及圓井倒塌。（5）候凝時間：24h。

5 二開套管固井主要技術措施

（1）施工程序：脹封膠筒→打開注水泥通道→循環(huán)鉆井液→注前置液→注水泥漿→壓膠塞→替水泥漿→碰壓→打撈作業(yè)→候凝。

①前置液的配制，其特性必須對鉆井液及水泥漿具有良好的相容性，并能控制濾失量，不腐蝕套管，不影響水泥環(huán)的膠結強度;使用量：在不造成油氣侵及垮塌的原則下，占環(huán)空高度100～300m。

②前導漿密度：1.50～1.65g/cm3，注量：6～10m3;領漿密度：1.80～1.87g/cm3，尾漿密度：1.88～1.95g/cm3，注量：必須滿足封固到地面。

油層固井水泥中加入30～40%石英砂作為熱穩(wěn)定劑。使用高溫高壓套管密封脂。

（2）固井前召開固井協(xié)作會，明確施工方案和要求及各方責任。

（3）固井前由井隊儲備足量的經(jīng)固井試驗合格的固井水泥配漿水，數(shù)量不少于理論量的1.5～2.0倍。固井前井隊必須儲備足夠的鉆井液以備替水泥漿使用，固井施工設計應按照程序審批。

（4）固井前固井設備和配合固井的有關設備必須試運轉正常，確保施工的連續(xù)性。

（5）注水泥施工前，由施工指揮召集鉆井隊和固井隊人員開碰頭會，明確施工程序，貫徹固井措施，進行崗位分工，交待安全事項和異常情況下的應急措施，并明確聯(lián)系信號，保證施工協(xié)調一致。

（6）電測完通井，采用優(yōu)質鉆井液，大排量洗井，確保井壁穩(wěn)定，摩阻小，無漏失現(xiàn)象，油氣上竄速度小于10m/h。

（7）對送井套管及其固井工具和附件，必須嚴格檢查，確保其質量。浮箍浮鞋的回壓凡爾必須可靠，入井套管必須通徑;下套管必須逐根緊扣，控制下放速度，減少壓力激動;防止套管內(nèi)落物，并及時灌好泥漿。

（8）采用大泵紊流頂替鉆井液，排量不低于鉆進排量，達不到紊流時，應注入足量的前導低密度水泥漿，保證紊流接觸時間達到7min。

（9）專人負責觀察井口鉆井液返出情況，發(fā)現(xiàn)異常，立即報告施工指揮，采取應急措施。

（10）確定專人監(jiān)測水泥漿密度，確保入井水泥漿密度達到設計要求。

（11）碰壓后，用水泥車清水頂壓，穩(wěn)壓2～3min后泄壓，如回壓閥密封好，則敞壓候凝;否則，套管內(nèi)控制壓力候凝，其值為管內(nèi)外靜液柱壓差附加2～3MPa。

（12）候凝時間：24h。

參考文獻：

[1]鄧紅濤.黃金壩區(qū)塊頁巖氣長水平段固井技術難點分析及對策[J].石油工業(yè)技術監(jiān)督，2018.

[2]吳宏杰，劉錚.大位移井易漏失地層固井技術研究[J].長江大學學報（自科版），2018.

[3]張樂啟.濱435塊非常規(guī)水平井鉆井技術的應用[J].科技信息，2013.