固井施工中高泵壓?jiǎn)栴}的分析與控制

摘 要 固井施工中高泵壓?jiǎn)栴}一直困擾著固井施工。其主要與水泥漿、井深結(jié)構(gòu)等有關(guān)。高泵壓對(duì)浮箍、浮鞋及井口的雙塞水泥頭、替漿管線、平臺(tái)泥漿泵都有較大的損害。通過控制水泥漿性能，提高井深質(zhì)量，基本解決了這一問題，

關(guān)鍵詞 固井；高泵壓；水泥漿；井深質(zhì)量

中圖分類號(hào)TE2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1673—9671—(2009)122—0024—0I

1 高泵壓?jiǎn)栴}的出現(xiàn)

自進(jìn)人2009年以來，在CBIlNA、CBllNB叢式開發(fā)井及青東5一斜3的常規(guī)固井水泥漿頂替過程中，大面積地出現(xiàn)了低排量、高泵壓的情況。有的井在排量為0.15m³／min時(shí)泵壓甚至達(dá)到了20MPa。這在以往的固井過程中是從來沒有出現(xiàn)過的。

2 高泵壓?jiǎn)栴}產(chǎn)生的原因及危害

經(jīng)過分析，導(dǎo)致高泵壓的問題可能有以下幾個(gè)方面的原因： 1)水泥漿的問題。水泥漿“閃凝”或者是流變性差或者是提前稠化，都會(huì)造成高泵壓的問題。經(jīng)過反復(fù)的水泥漿實(shí)驗(yàn)，排除了提前稠化和閃凝的問題，加了降失水劑和分散劑的水泥漿在密度為1.90g／cm²時(shí)，流變性和穩(wěn)定性非常好。水泥和水泥漿性能的問題可以排除。

2)井身結(jié)構(gòu)的問題。叢式開發(fā)井，都是91／2″鉆頭下7″套管的常規(guī)井，封固段垂深都在1200～1500米之間，都是正常密度水泥漿固井。按以往的經(jīng)驗(yàn)，替漿最高壓力不超過15Mpa。經(jīng)分析，也不是井身結(jié)構(gòu)的問題。 3)井徑不規(guī)則，循環(huán)不夠充分，井底攜砂不干凈，井眼不暢通。 4)如果泥漿粘度高、固控設(shè)備有問題無法良好凈化泥漿等原因，都有可能造成泵壓高的問題。經(jīng)分析，都不是這方面的問題。

5)高泵壓對(duì)浮箍、浮鞋及井口的雙塞水泥頭、替漿管線、平臺(tái)泥漿泵都有較大的損害，且嚴(yán)重的威脅到井口操作人員的人身安全，并且會(huì)影響到固井質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)楸脡哼^高而導(dǎo)致替漿施工無法進(jìn)行到底，在套管內(nèi)留有長(zhǎng)水泥塞，造成固井事故，引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

我們來看一下三口具有顯著的代表性的高泵壓井的一些基本數(shù)據(jù)，找出高泵壓的原因。其固井施工具體參數(shù)如表1。

由表1可以看出：

1)上述三口井中都有井徑嚴(yán)重超標(biāo)處，俗稱“大肚子”井段，其中CBllNB-9井的井徑達(dá)到了19″，其余兩口井最大井徑均超過16″。在正常循環(huán)時(shí)，由于大肚子井段井徑過大，大肚子井段的泥漿返速也剛達(dá)到層流的狀態(tài)，此狀態(tài)下的泥漿的攜巖效果最差，砂子在泥漿中打轉(zhuǎn)而并不上行，大肚子井段內(nèi)的砂子帶不出來，且下部井眼內(nèi)的砂子到此處也容易郁積。在替漿過程中，由于水泥漿的粘度和切力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于泥漿，攜巖能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)的強(qiáng)于泥漿，在水泥漿上返至大肚子處便會(huì)攜帶郁積的砂子上二行，到井徑較小處時(shí)就會(huì)因?yàn)榫畯酵蝗蛔冃《l(fā)生淤堵，使替漿壓力升高。 2)在施工泵壓高的井中，大部分是因?yàn)槟酀{性能達(dá)不到攜巖要求，導(dǎo)致井眼內(nèi)含砂量嚴(yán)重超標(biāo)。這樣的井多是叢式開發(fā)井組。而在青東5-斜3井中則是因?yàn)槟酀{的初切太大，達(dá)到了11秒，在井壁上大量形成的不致密的虛泥餅。

3)下完套管固井前處理泥漿時(shí)，循環(huán)時(shí)間在90min-120min之間，循環(huán)排量在100沖／min，存在循環(huán)時(shí)間短，排量低的問題，在井眼環(huán)容大的井內(nèi)會(huì)造成泥漿上返速度低，井眼內(nèi)的沙子便會(huì)帶不出來，而水泥漿的密度及粘度都比泥漿要高得多，其攜巖能力也更強(qiáng)，所以在替漿時(shí)便會(huì)造成水泥漿攜帶大量砂子向上走，遇到井徑小的地方便會(huì)發(fā)生蹩堵，造成施工泵壓過高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起井漏。

4)海上開發(fā)井都要求封到進(jìn)表套200m，南上表可以看出所要封同的井段過長(zhǎng)，水泥漿量過大，且封固的垂直深度也在1200m以上，過長(zhǎng)的封固段會(huì)造成過高的靜壓差，高的靜壓差便會(huì)帶來高的施工壓力。在較淺的井中，高泵壓的發(fā)生率明顯要小得多，且壓力也較深一些的井低得多。 5)套管扶正器的加法、數(shù)量沒有嚴(yán)格的執(zhí)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致套管不居中，易形成偏流，由于套管的一面緊貼井壁，會(huì)造成泥沙大量堆積，減少過流面積，引起泵壓升高。

4 制定相關(guān)措施

針對(duì)以上的基于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的施工分析，我們制訂了一套解決高泵壓的固井施工措施，并立刻應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)的固井施工中其具體內(nèi)容為：

1)良好的泥漿性能是提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)井眼的保障?！澳酀{是鉆井的血液”，良好的泥漿性能是一口井順利進(jìn)行各種施工的保障，當(dāng)然也包括最后也是最關(guān)鍵的固井施工。 2)采取各種措施確保井內(nèi)含砂量符合固井要求。針對(duì)泥漿性能達(dá)不到攜砂要求的情況，要求平臺(tái)在下套管前要在井底封200-300m的稠漿段，由于稠漿段擁有更接近水泥漿的粘度和切力，因此了增加泥漿的攜砂性，且對(duì)大肚子井段郁積的大量沙粒也有很好的攜帶作用。 3)減少靜壓差。其一。就是加大前置液的數(shù)量，增加前置液占環(huán)空的長(zhǎng)度，來減少環(huán)空的液柱壓力，從而減少和套管內(nèi)液柱的差值。其二，適當(dāng)減少所注水泥漿的數(shù)量及控制返高，在封固非油層段時(shí)可并適當(dāng)加大低比重的數(shù)量，并嚴(yán)格控制低比重水泥漿的密度，做到低比重的數(shù)量和密度符合設(shè)計(jì)要求，保障高比重封固油層段以上200m即可，這樣即可保障油層段固井質(zhì)量，又可降低靜壓差的作用。 4)在井徑較大的井進(jìn)行固井施工時(shí)，到替漿后期，提前降低頂替排量，盡量做到塞流頂替，可以很好的降低水泥漿的竄槽，并可以很好的保障油層段固井質(zhì)量。 5)嚴(yán)格執(zhí)行扶正器人井設(shè)計(jì)，保障套管的良好居中率。

5 措施的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用情況

1)CBllNA-11井是應(yīng)用此措施的第一口井，在下完套管開泵循環(huán)時(shí)排量為100沖／min，振動(dòng)篩t未有顯著砂子返出的現(xiàn)象，在加大泵沖至120沖，min2吩鐘后，振動(dòng)篩出現(xiàn)大量砂子。 2)在CB22C-PI井的施工中，由于下套管前平臺(tái)未混配稠漿，故下完套管后循環(huán)泥漿時(shí)采取120沖／min，但是振動(dòng)篩未出現(xiàn)大量的砂子出現(xiàn)，后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)固井施工人員與平臺(tái)交涉后注入200m的稠漿，再循環(huán)45分鐘后振動(dòng)篩有大量的砂子返出，并且還有伴有大量的爛泥，循環(huán)壓力也由初始時(shí)的7.5MPa降至6MPa，并且接下來的固井施工也非常順利。 3)在CB22G-2井的固井施工中，下完套管循環(huán)，泵沖為120／min，一小時(shí)后振動(dòng)篩返出大量砂子，但是泵壓未出現(xiàn)預(yù)期中的降幅，降低泵沖至90沖／min循環(huán)30分鐘后，振動(dòng)篩又有大量砂子返出，泵壓下降明顯，固井施工順利。

6 總結(jié)

在采取了制定多項(xiàng)措施后，到8月底為止共進(jìn)行了27口次的固井施工，沒有出現(xiàn)一起高泵壓的異?，F(xiàn)象，充分證明了我們措施的科學(xué)性和正確性。固井施工泵壓的降低，縮短了井口操作時(shí)間，提高了浮箍、浮鞋、水泥頭等固井相關(guān)設(shè)備的可靠性，使固井施工流程的更連續(xù)、可靠，從而有效地提高了固井質(zhì)量，且降低了井口操作的固井施工人員的危險(xiǎn)系數(shù)，為公司的安全生產(chǎn)提供了有利的保障。