鄂爾多斯盆地復雜井固井技術提高與認識

趙建勝 鄧管強 季榮凱

【摘要】本文通過對鄂爾多斯盆地油氣田深井及復雜井固井情況分析總結，有效的應用不同的技術措施。摸索總結出該區(qū)域概況及井下難點，并運用較為有效的固井技術，進一步完善鄂爾多斯盆地深井及復雜井固井技術。

【關鍵詞】鄂爾多斯地區(qū) 深井 復雜井 固井技術

2012年我項目部在中石化華北分公司鎮(zhèn)涇區(qū)塊、大牛地區(qū)塊和中石油長慶油田長南區(qū)塊進行固井施工。經過施工總結，摸索出該區(qū)域概況及固井技術點，并運用一些有效的固井技術，有效的提高了在鄂爾多斯盆地深井和復雜井的固井質量。

1 鄂北天然氣區(qū)塊

鄂北天然氣田主要分為大牛地區(qū)塊和杭錦旗區(qū)塊兩大部分，該工區(qū)對于固井施工而言主要難點為：

1.1 封固段長

該地區(qū)7寸套管固井要求水泥漿一次上返至地面，整井封固長度在2600-3200米左右，液注壓力高，施工時間長，施工風險大。

1.2 具有低壓、低滲、個別井段漏失嚴重

劉家溝組甲方經驗最高承壓當量密度為1.35g/cm3。由于其漏失層位位置比較深，且承壓能力相對薄弱，對我們的水泥漿體系（密度）和施工作業(yè)（排量控制）要求嚴格。

1.3 環(huán)空間隙小

二開采用215.9mm鉆頭鉆至A點，下入177.8mm技術套管，理論環(huán)空間隙為19.05mm。

要滿足這種大斜度小間隙氣層固井的特點和要求，我們從井眼準備、改善水泥漿體系防漏失、防氣竄和保護油層方面著手，重點研究水泥漿的防漏失、防氣竄和保護氣層性能之間的良好協(xié)調，目的是在保護氣層的前提下，提供綜合性能協(xié)調的水泥漿體系，達到不漏失，并總結出切實可行的技術措施。

（1）開發(fā)研究1.35g/cm3超低密度高強水泥漿體系。

水泥漿體系是現場固井質量優(yōu)劣的最主要保障，優(yōu)選水泥漿體系時除了考慮的本身的性性能外，還要考慮現場施工條件及目的層的物性狀況，室內研制出的水泥漿體系才能真正符合現場施工要求，針對漏失層位置深，承壓能力薄弱的特點，我們開發(fā)出適用于本地區(qū)的1.35g/cm3超低密度高強水泥漿體系。

（2）固井施工采用合理頂替排量。

替凈、封嚴是保證固井質量的根本措施，需要從套管扶正、井眼暢通等多方面入手，固井時的頂替排量同樣至關重要，采用合理頂替排量對固井質量及安全尤為關鍵，環(huán)空返速控制在1.2-1.5m/s，達到紊流頂替模式，從而提高固井質量，后期適當降低排量，以保證井下安全，確保水泥漿返高。

（3）運用正注返擠的工藝措施。

采用正注返擠的注水泥方式來進行固井，首先明確漏失層位，將第一次注水泥作業(yè)的設計水泥返高為漏失層下部，從而確保下部固井質量與返高，并把漏失層暴露，為下部進行返擠作業(yè)建立通道，常規(guī)注水泥結束后，再從井口進行擠水泥作業(yè)，從而保證上部水泥封固段。

2 鄂中天然氣區(qū)塊

鄂中天然氣區(qū)塊分為定吳和靖南兩大區(qū)塊，該地區(qū)主要特點為井比較深（3500-4000米）、存在漏失層位、封固段長（要求返高至井口）等固井難點，為此我們除了采用1.35g/cm3超低密度高強水泥體系外，并合理運用分級箍技術和正注返擠工藝，取得良好效果。

2.1 分級箍技術的充分應用

該地區(qū)井普遍比較深，并存在漏失層位，一次注水泥量大，地層承受的液注壓力過高，漏失與完成固井施工的風險增大，我們運用分級固井的固井工藝，安放位置為易漏失層的上部100米左右，井徑規(guī)則且地層較穩(wěn)定的位置，大大降低液注壓力過大對地層造成的漏失，并為固井施工安全和封固段長度與質量提供保障。

2.2 固井施工采用合理頂替排量

該地區(qū)采用常規(guī)井身結構設計，215.9mm鉆頭下入139.7mm套管，替漿時采用井隊大泵與水泥車相結合的替漿方式，保證上返速度1.2-1.5m/s，后期降低頂替排量，從而保證井下安全與封固段長。

2.3 合理采用正注返擠工藝

該地區(qū)同樣存在承壓薄弱地層，下套管作業(yè)結束后，因環(huán)空間隙減小，循環(huán)壓力增大，漏失現象尤為突出，易造成薄弱地層漏失，無法進行常規(guī)性質固井作業(yè)，我們采用正注返擠工藝，通過與井隊充分溝通、認真分析，確定漏失層位，漏失層下部進行常規(guī)固井，上部進行返擠作業(yè)，取得良好效果。

該區(qū)塊共進行8口固井作業(yè)，優(yōu)質率

100%。

3 鄂南油氣井區(qū)塊

該地區(qū)存在膏鹽層、煤層、涌水、漏失等鉆進復雜情況，膏鹽層對泥漿性能影響較大，固井時泥漿性能改變嚴重影響頂替效率，影響固井質量；煤層坍塌會形成井徑擴大的井段，影響頂替效率。如果固井時發(fā)生井塌還會造成環(huán)空憋堵；涌水會造成水侵影響封固質量，固井候凝期間發(fā)生涌水還會造成聯(lián)通地面和水層的通道，造成固井封固失敗；漏失現象是該地區(qū)最大的難點，也是最經常發(fā)生的復雜情況，漏失會造成返高低于設計層位的情況，漏失還會造成固井后液柱壓力降低，容易引起竄槽和油氣水侵，嚴重影響封固質量。

固井難點：

地層承壓能力低，，固井時極易發(fā)生漏失；

井斜角度大，套管難以居中，固井易造成竄槽；

地層水發(fā)育，固井候凝過程中容易發(fā)水水侵；

油層段封固段過長，溫度變化大，影響水泥漿性能，容易造成油氣水侵和竄槽；

為保證固井施工，我們采取以下措施：

（1）調整水泥配方，采用一次注水泥雙凝水泥漿體系全井封固固井工藝，領漿采用超低密度漂珠水泥漿體系，減小地層壓力，最大限度減少漏失的發(fā)生。

（2）提高水泥石韌性和強度技套固井后在24開鉆能滿足三開作業(yè)對水泥石的強度要求，并在長時間作業(yè)后水泥石強度和韌度能滿足完井要求，保證固井質量。

（3）采用高分子聚合物、降失水劑和鎖水劑等的組合物，提高了對井壁泥餅的沖刷，保護了易坍塌地層，提高了頂替效率。

（4）施工采用紊流-塞流復合頂替的工藝技術。在井下條件允許的情況下，優(yōu)先選用紊流施工，壓力升高后采用塞流頂替減小井底壓力，避免漏失的發(fā)生。

（5）下套管時要求控制套管下放速度減小抽汲壓力，固井時采用水泥漿壓塞，保證連續(xù)施工。

通過技術人員在探區(qū)內不斷地總結與實踐，優(yōu)化水泥漿體系，控制施工過程，降低施工風險，在2012年全年總計固井施工中、完井73口，固井質量全部合格，優(yōu)良率超出本區(qū)塊同行業(yè)水平。

參考文獻

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[2] 李克向，解浚昌，李丕訓，等.鉆井手冊（甲方）[M].北京：石油工業(yè)出版社，1990

[3] 張德潤，張旭.固井液設計及應用 [M] .北京：石油工業(yè)出版社，2002

作者簡介

趙建勝，男，1974年出生，畢業(yè)于中原石油學校鉆井專業(yè)。工程師。主要從事固井水泥漿體系研究和現場技術服務工作。