提高淺井低溫油層的固井質(zhì)量工藝技術(shù)*

李海珠 李養(yǎng)財(cái) 馬廣鵬 朱 洪

中國石油川慶鉆探工程有限公司 長慶固井公司 （陜西 西安 710018）

提高淺井低溫油層的固井質(zhì)量工藝技術(shù)*

李海珠 李養(yǎng)財(cái) 馬廣鵬 朱 洪

中國石油川慶鉆探工程有限公司 長慶固井公司 （陜西 西安 710018）

為了提高淺井低溫油層（即延安組油層）固井質(zhì)量，通過對(duì)水泥添加劑和水泥漿體系反復(fù)篩選與評(píng)價(jià)，固井方案的研究與論證，在原來使用的水泥漿體系的基礎(chǔ)上，研究出了適合于靖安油田、安塞油田淺油層的水泥漿體系和固井工藝技術(shù)，通過現(xiàn)場應(yīng)用，固井質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)，為靖安油田、安塞油田淺油層進(jìn)一步開發(fā)提供了有力的技術(shù)支持。

淺油層 沖洗液 水泥漿體系 靜液柱壓力

靖安油田、安塞油田層地質(zhì)概況

2010年開發(fā)的淺井主要分布在靖安油田、安塞油田，其油層特點(diǎn)是低滲透油藏，油層有延安組和延長組兩大油層，其開發(fā)方案是先注后采。受長期注水的影響，地層原始?jí)毫Ρ淮蚱?，各層系之間的平衡狀態(tài)發(fā)生變化。尤其該區(qū)域開采的延安組油層，由于注水時(shí)間長、注水壓力高，油水活躍，導(dǎo)致固井質(zhì)量不穩(wěn)定。

針對(duì)該區(qū)域淺油層固井質(zhì)量容易出現(xiàn)波動(dòng)的具體情況，經(jīng)過探討，驗(yàn)證水泥漿性能與地層特性的適應(yīng)性，同時(shí)與鉆井技術(shù)相結(jié)合，研究解決封固段地層的穩(wěn)定性。研究應(yīng)用適宜的固井工藝，為提高膠結(jié)質(zhì)量創(chuàng)造條件。在原有水泥漿體系的基礎(chǔ)上提高早強(qiáng)劑的加量，提高環(huán)空水泥柱液柱壓力的方法來解決油層固井質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

淺井低溫油層固井的技術(shù)難點(diǎn)

1 長期注水使油、水活躍

該區(qū)域延安組油層埋藏深度在1 000～1 500m之間，油層底水和油水同層。由于該區(qū)域注水井較多，注水時(shí)間長，導(dǎo)致油水界面運(yùn)移不平衡，使地層壓力變得復(fù)雜，地層結(jié)構(gòu)遭到破壞。在一個(gè)井眼剖面上，高壓層、低壓層、常壓層相間交錯(cuò)存在，水竄現(xiàn)象嚴(yán)重。如盤古梁區(qū)塊馮86-16井組的5口井，都是油水同層、油層底水，并且這5口井水層跨度大，從井底以上400m左右都是水層。馮86-16井組油水統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 馮86-16井組油水情況統(tǒng)計(jì)表

由于油水同層、油層底水的存在，給固井帶來很大的難度，在水泥漿凝固過程中由于失重引起水侵水竄，從而影響固井質(zhì)量。

2 水泥封固段短，靜液柱壓力較低

延安組油層埋藏淺，埋藏深度在1 000～1 500m之間。采油井甲方要求水泥返高在洛河層以上50m，也就在450m左右。由于水泥漿封固段比較短，靜水泥漿液柱壓力較低，難以平衡注水井的注水壓力，在水泥凝固過程中容易出現(xiàn)水浸水竄，影響油層水泥漿膠結(jié)質(zhì)量[1]。

3 井淺溫度低

開發(fā)延安組油層的井井深都比較淺，油層埋藏深度相對(duì)較淺，受溫度和壓力的影響，水泥漿凝固時(shí)間長，早期強(qiáng)度低，油、氣、水竄幾率高。

井底溫度相對(duì)較低。在該區(qū)域使用的早強(qiáng)水泥漿體系，由于早強(qiáng)劑加量比較少，井底溫度底，其稠化時(shí)間相對(duì)較長，早期強(qiáng)度低，水泥漿凝結(jié)過程中會(huì)發(fā)生失重引起油、水浸；部分區(qū)域油層上、下部存在水層，活躍的油水影響水泥漿的凝結(jié)特性會(huì)導(dǎo)致測井結(jié)果不良。尾槳漿配方：葛洲壩G級(jí)水泥+CA-3 2%25MPa,45℃,稠化時(shí)間為81min。

4 洛河組存在漏失

洛河層為粉紅色塊狀砂巖，局部夾粉砂及泥質(zhì)條帶，埋藏深度在200～500m之間，地層欠壓實(shí)，鉆井過程中往往發(fā)生滲漏，和鉆井相比較，固井時(shí)的水泥漿密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉆井時(shí)的鉆井液密度，固井過程中容易發(fā)生壓差性漏失。由于上部洛河組的漏失，下部目的層延安組難以壓穩(wěn)，水泥漿凝固過程中易受水浸。

提高淺井低溫油層固井質(zhì)量的技術(shù)對(duì)策

1 水泥漿配方改進(jìn)

由于該區(qū)域原來的尾槳配方 （葛洲壩G級(jí)水泥+CA-3 2%），稠化時(shí)間長，從聲幅圖分析，固井質(zhì)量波動(dòng)大，經(jīng)過分析對(duì)比，對(duì)原來的配方進(jìn)行了改進(jìn)，將早強(qiáng)劑CA-3的加量由原來的2%提高到現(xiàn)在的2.5%。表2是早強(qiáng)劑（CA-3）加量配方試驗(yàn)表。

表2 早強(qiáng)劑（CA-3）加量配方試驗(yàn)表

在人員能力、施工設(shè)備滿足施工安全的條件下，經(jīng)過綜合考慮，選擇了CA-3加量為2.5%的配方。該配方在低溫條件具有過度時(shí)間短、高早強(qiáng)、防水竄、流動(dòng)性好等符合性能，能夠提高有水竄水侵的井的固井質(zhì)量。

改進(jìn)后的尾漿漿配方：葛洲壩G級(jí)水泥+CA-3 2.5%。

2 提高水泥漿靜液柱壓力

由于延安組油層埋藏淺，水泥封固段比較短，考慮到在水泥漿凝固過程中由于失重可能引起水竄水侵，依據(jù)壓穩(wěn)原理采用了“三凝”水泥漿體系（表3）。

領(lǐng)漿（配方1）：葛洲壩G級(jí)水泥+粉煤灰+FH-1 2%；

中漿（配方2）：葛洲壩G級(jí)水泥；

尾漿（配方3）：葛洲壩G級(jí)水泥+CA-3 2.5%。

表3 “三凝”水泥漿體系稠化時(shí)間比較

采用“三凝”水泥漿體系既能夠防止上部漏失層水泥漿的漏失，保證水泥返高，防止套管腐蝕；又能使中部上部兩種水泥漿液柱壓力能夠有效的傳遞到下部，壓穩(wěn)下部油水層，防止下部油水層的油水竄，提高下部油層段水泥膠結(jié)質(zhì)量[2]。

3 應(yīng)用CXY沖洗液

靖安油田、安塞油田由于長期注水，導(dǎo)致部分井在鉆進(jìn)過程出油現(xiàn)象嚴(yán)重，使用CXY沖洗液能夠沖刷井壁和套管壁的油漿和油膜，改善界面親水能力，提高第一、二界面膠結(jié)強(qiáng)度，提高固井質(zhì)量。

4 環(huán)空加壓

盡管應(yīng)用“三凝”水泥漿體系能夠解決“失重”所產(chǎn)生的影響，但由于地層客觀因素的存在及施工過程主觀因素的影響，僅僅依靠水泥漿還不能完全解決水泥漿凝固過程的壓穩(wěn)，必須在環(huán)空施加一定的壓力，彌補(bǔ)水泥漿“失重”所產(chǎn)生的壓力損失，實(shí)現(xiàn)真正意義上的壓穩(wěn)。

5 加強(qiáng)質(zhì)量管理

（1）成立工程技術(shù)人員組成的攻關(guān)小組，明確攻關(guān)方向，制定技術(shù)措施，調(diào)整水泥漿配方。

（2）加強(qiáng)和產(chǎn)建項(xiàng)目組的溝通聯(lián)系，通過產(chǎn)建項(xiàng)目組各位工作人員的積極協(xié)調(diào)，落實(shí)固井一口測井一口的跟蹤措施，掌握固井質(zhì)量，為配方的試驗(yàn)調(diào)整和技術(shù)對(duì)策的落實(shí)創(chuàng)造有利條件。

（3）認(rèn)真組織現(xiàn)場施工，合理使用沖洗液，固完井認(rèn)真采用環(huán)空憋壓候凝。

（4）及時(shí)跟蹤測井結(jié)果，及時(shí)向產(chǎn)建項(xiàng)目組進(jìn)行匯報(bào)，聽取產(chǎn)建項(xiàng)目組對(duì)試驗(yàn)工作的指導(dǎo)意見。

現(xiàn)場應(yīng)用

通過應(yīng)用改進(jìn)的水泥漿體系及施工技術(shù)措施的落實(shí)，該區(qū)域淺油層固井質(zhì)量有了很大的提高。固井質(zhì)量統(tǒng)計(jì)如表4所示。

從表4可以看出，固井質(zhì)量一次合格率從以前的95.65%提高到100%，油層優(yōu)質(zhì)率從以前81.16%提高到88.37%。

表4 固井質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）短稠化、高早強(qiáng)水泥漿體系具有過度時(shí)間短、防水竄、流動(dòng)性好等性能，能夠提高淺井油層封固質(zhì)量。

（2）提高水泥漿靜液柱壓力，壓穩(wěn)油水層，是提高油層水泥膠結(jié)質(zhì)量的必要條件。

（3）環(huán)空憋壓可以防止固井后水泥漿凝固過程中由于失重引起的油水上竄，防止井口出油、出水。

（4）使用CXY沖洗液，沖刷井壁和套管壁的虛泥餅、油漿和油膜，能夠提高第一、二界面膠結(jié)強(qiáng)度，提高固井質(zhì)量。

[1]丁保剛，王忠福.固井技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：石油工業(yè)出版社,2006.

[2]屈建省，許樹謙，郭小陽.特殊固井技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社, 2006.

In order to improve the cement job quality at the cryogenic oil reservoir of shallow wells,cement additive and cement slurry system is selected and evaluated repeatedly while cementing scheme is studied and proved.Then based on the cement slurry system used in the past,the cement slurry system and cementing technology have been worked out,which are suitable for shallow oil reservoir of Jingan oilfield and Ansai oilfiled.By the practical use of them at worksites,cement job quality become excellent.And this provides strong technical support for the further development of shallow oil reservoirs at Jingan and Ansai oilfields.

oil reservoir of shallow wells;flushing fluid;cement slurry system;hydrostatic column pressure

2010-08-13

*本文獲2010年“石油工業(yè)質(zhì)量學(xué)術(shù)論壇”優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)