深井一次性固井技术难点与对策研究.pdf

.-95-第8 期深井一次性固井技术难点与对策研究丁长锐（大庆钻探工程公司钻技一公司黑龙江大庆16 30 0 0)摘要】深井一次性封固固井可以缩短完井周期，保证整个管串的完整性。但是在一次性固井施工中存在诸多的难点，因此在分析深井一次性封固的难点基础上，对深井一次性固封固井对策进行了研究（主要包括进行地层承压试验、保证井眼净化、选用优质前置液、应用低密度水泥浆体系）。这些技术在5口井中进行了应用，固井合格率10 0%，优质率8 1.5%，取得了很好的施工效果。关键词】一次性固井；深井；难点分析；对策研究在钻井施工结束之后，就进入到完井作业阶段，完井作业阶段固井质量的好坏直接影响着后期油气井的产能和生产寿命，因此完井作业在油气井的建井中意义非凡。在深井完井作业施工中，使用的完井技术主要有双级固井、尾管悬挂固井等，双级固井采用双级箍进行一次固井和二次固井，施工中存在双级箍打不开或者打开后关不上等风险，而且还影响整个固井管串的完整性。尾管悬挂固井使用的尾管悬挂器价格昂贵、施工工序多、工序复杂、完井周期长，严重影响了生产时效和经济效益。为了急需对深井进行一次性封固，既节省了施工周期，又能保证整个固井管串的完整性，同时对后期的试油压裂及提升油气井寿命都有非常重要意义。1进行深井一次性固井难点分析（1）由于深井的井眼深度普遍都在350 0 m以上，因此在进行一次全封固井施工的的时候由于封固的井段太长，导致固井施工中顶替的压力特别高，在高顶替压力下容易使地层发生漏失，或者出现套管与井壁之间的环空憋堵，导致固井失败。（2）要想进行一次性全封固井，必须要使整个完井管柱一次性下放到预定位置，但由于裸眼井段比较长，在下完井管柱的过程中摩阻比较大，因此容易使完井管柱不能下放到预定位置，特别是一些大斜度井、水平井更容易出现这种情况。（3）由于一次性固井封固的井段比较长，由于地温梯度的影响，使固井的上部井段和下部井段之间的温度相差比较大，由于温差的存在，容易使固井水泥出现在不同井段出现闪凝，或者超凝等情况，造成固井质量比较差，或者固井失败。（4）固井施工完成后，水泥浆在凝固的时候，由于井段长，整个水泥浆将处于失重状态，地层中的油气容易趁机进入到井内，对固井质量产生严重影响。2技术对策研究2.1进行地层承压试验进行地层承压主要采用以下的试验方法。首先是要通井钻具下钻到井底后，进行循环处理钻井液，等钻井液性能达到要求后进行关闭防喷器的单闸板，然后开启钻井泥浆泵，以排量0.2 5-0.35m3/min的速度进行打压，待出现压力拐点或者压力不增加后立即停泵观察，承压试验数据图见图1所示。观察10 min后确定压力不再降低，打开节流管汇进行压力释放，释放过程一定要慢，以免突然释放压力给井壁造成失稳。根据承压试验所取得的压力数据，进行封固井段水泥浆密度和高度的计算，为实现一次性全封固井奠定基础。作者简介：丁长锐（198 6-），男，汉族，黑龙江省大庆市人，工程师，大学学历，从事固井质量监督工作。-96-2023年第2 6 卷维修改造石油和化工设备承压试验曲线图压力102030405060708090100110120130140150160170180190200210220230图1承压试验数据图2.2充分净化井眼井眼净化的好坏直接影响着长裸眼井段套管能否顺利下入到预定的位置，特别是水平井的大斜度井段井眼净化更加困难。要想实现井眼净化，在通井到底后的循环排量至关重要，室内对216mm井眼在顶驱转速8 0 r/min情况下不同排量对井眼净化程度的影响进行了模拟，见图2 所示。2520岩屑厚度mm1510502527.53032.53537.54042.5钻井排量1/s图2钻井排量与井下岩屑厚度关系从图2 我们可以看成，随着钻井排量的逐渐增加，井下岩屑厚度逐渐降低，当钻井排量达到37.5L/S以后，岩屑厚度达到3mm左右，而且在继续增加排量岩屑厚度也不在降低，因此在进行通过循环过程中的排量要保持在37.5L/S以上。除了保证通井的钻井排量以外，在循环好钻井液后还要进行短起下钻进行验证井眼的畅通情况，短起下钻的原则就是要起到油顶以上200mm，或者是在下钻遇阻点以上10 0 m无阻卡显示井段，在进行下套管起钻前要用粘度2 0 0 S以上的重稠钻井液2 0 方以上对井底进行清扫，保证井下的砂子都上返到地面，保持井眼干净，为顺利下套管做好准备。2.3使用优质前置液在固井施工注水泥浆之前需要打入一定数量的前置液，前置液可以避免水泥浆与井内的钻井液接触造成水泥浆的污染，从而是水泥浆性能发生改变，出现闪凝，使固井失败。在深井一次长封固井施工中，整个施工时间比较长，注水泥量也比较大，因此更好使用优质的前置液，这样才能提高顶替效率，保证固井成功。在前置液设计与使用中主要考虑以下几个方面。一是前置液要收稿日期：2 0 2 3-0 3-10 修回日期：2 0 2 3-0 7-139陈秀英水平井钻井优化旅工实践与认识第8 期适应所注入的地层，保证井壁稳定，同时还要具有一定的密度，保证地层中的油气水不侵入到井筒内；二是能够使钻井液与水泥浆充分隔离，不出现混浆状态；三是对冲刷下来的井壁泥饼要有悬浮和携带的能力。最终选用的前置液配方为：水+4%WH-2+3.4%降失水剂+15%清油冲洗剂+加重材料。2.4应用低密度水泥浆体系由于深井井深都在350 0 m以上，如果应用常规密度水泥浆进行固井施工，那么顶替压力会非常高，设备难以实现，另外由于高压力下也容易发生水泥浆漏失而导致固井失败，因此需要应用低密度水泥浆体系进行固井施工，以此来降低顶替压力，保证深井一次性封固固井成功率。室内实验后选用中空玻璃微珠作为减轻材料，形成1.40 g/cm3低水泥浆体系的配方如下：G级嘉华水泥+35%中空玻璃微珠+10.6 7%微硅+4.2 5%促凝剂+2%降失水剂+0.6 7%分散剂+0.1%消泡剂。该水泥浆体系稠化时间大于5h，满足固井施工要求；密度差仅为0.036g/cm3,远远优于常规水泥浆体系，具有良好的稳定性。48 h最小抗压强度可达15.31Mpa，能够满足目的层固井水泥的抗压强度要求。3现场应用深井一次性封固固井在深井完井施工中进行了5井次应用，固井成功率10 0%，固井质量合格率100%，优质率达到8 1.5%。施工数据见表1所示。表1一次性封固井数统计井号井深m水泥浆体系完井周期（d)XS1-P149231.40g/cm低水泥浆体系16DSX2147351.40g/cm低水泥浆体系18XS6-P248331.40g/cm低水泥浆体系15XS3441451.40g/cm低水泥浆体系17WS6-P649041.40g/cm低水泥浆体系164结论（1）在深井一次性固井施工中，在进行地层承压试验，保证地层承压能力的前提下才能进行下步施工。（2）通过钻井排量与井下岩屑厚度关系摩阻，最终确定了2 16 mm井眼的最优循环排量为37.5L/S。（3）选用优质前置液、应用低密度水泥浆体系，配以合理的施工技术措施才能保证深井一次性封固固井的成功。参考文献1刘崇建,黄柏宗,徐同台,等.油气井注水泥理论与应用 M.北京：石油工业出版社，2 0 0 1：2 53-2 59.2张鹏伟,肖武锋,顾军,等。“死泥浆”影响界面胶结学性能的实验研究 石油与天然气化工,2 0 0 7 36（2）：145-148.3王佩涛.低密度水泥浆体系在WS1-4井的应用 中国石油和化工，2 0 16 年1期。