中原油田漏失井固井技術(shù)

任文亮

【摘要】中原油田是一個典型的復(fù)雜斷塊油氣田，油氣分布比較散，經(jīng)過20年的開采已經(jīng)進入了開發(fā)的中后期，主要靠注水井進行采油。注水井使得地層巖石力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了較大變化，使得局部形成超高壓地區(qū)，如胡莊地區(qū)、文明寨地區(qū)個別井密度已經(jīng)超過1.70g/cm，層間壓力差異大，因而在同一口井中形成多套壓力系統(tǒng)，在鉆井和固井過程中經(jīng)常遇到漏失問題。我處在2004年針對易漏失井的固井工藝技術(shù)進行研究取得了良好的應(yīng)用效果，但是漏失井的固井優(yōu)良率低，2009年漏失井占了油層固井總數(shù)的10%，優(yōu)良率卻不足40%，為了完成75%的固井優(yōu)良率指標(biāo)，因此，易漏失井固井工藝技術(shù)完善推廣已成為當(dāng)務(wù)之急。

【關(guān)鍵詞】漏失井 固井技術(shù)

1 中原油田漏失井難點

（1）井眼中多套壓力系統(tǒng)的存在，壓穩(wěn)和漏失都需要兼顧考慮，堵漏工作困難，堵漏后極限壓差小，固井作業(yè)安全窗口小，這種現(xiàn)象主要發(fā)生在文留地區(qū)；

（2）地層虧空嚴(yán)重，鉆井過程中漏失嚴(yán)重，如濮3-468井漏失達千方，堵漏形成的強度不夠，易造成固井再次發(fā)生漏失；

（3）井底漏失現(xiàn)象嚴(yán)重，堵漏工作不扎實，造成固井替漿后期漏失，油頂或鹽頂封固不好，此種現(xiàn)象各個地區(qū)均存在；

（4）個別地區(qū)在注水泥過程中發(fā)生漏失后，井口就不能見液面，水泥返高不能封過油頂，甚至不能封住主要油氣層，這種現(xiàn)象多發(fā)生于戶部寨地區(qū)；

（5）部分地區(qū)發(fā)生漏失后，由于液柱壓力下降，井眼發(fā)生垮塌，不能再次建立循環(huán)，使固井工作不能正常進行，此種現(xiàn)象多發(fā)生于濮城地區(qū)的濮3塊；

（6）堵漏材料在井壁上附著和存在于鉆井液中，為了防漏不能篩除，造成鉆井液流動性差，水泥漿頂替困難，第二界面膠結(jié)質(zhì)量差。

2 針對性技術(shù)措施2.1 固井前井眼準(zhǔn)備2.1.1 鉆井完井過程中的防漏堵漏工作

我們知道下完套管和固井過程中發(fā)生井漏，其處理余地都非常小，往往許多鉆井堵漏行之有效的技術(shù)措施都不能使用，從而導(dǎo)致固井失敗，固井質(zhì)量達不到要求。因此，做好鉆井完井過程中的防漏堵漏工作對于固好漏失井尤為重要。必須堅決樹立“堵得住，堵得牢”的思想，目前比較成熟的堵漏工藝技術(shù)有：先期隨鉆預(yù)堵漏法、靜止堵漏法、物理堵漏法、化學(xué)堵漏法、物理化學(xué)堵漏法等一系列堵漏工藝技術(shù)措施。

2.1.2 模擬固井時井下條件，做好地層承壓實驗

當(dāng)井隊堵漏后，在下套管前應(yīng)模擬固井井下壓力，根據(jù)普光氣田防止固井過程中漏失的經(jīng)驗，做地層承壓實驗是行之有效的方法。地層承壓實驗分為靜態(tài)承壓和動態(tài)承壓實驗。

（1）靜態(tài)承壓實驗。根據(jù)固井設(shè)計和固井時的循環(huán)壓力，確定固井施工時環(huán)空增加的壓力，然后附加1-2MPa作為關(guān)封井器后的憋壓值，如果井口加壓過大，可能造成上層套管鞋發(fā)生漏失，也可在井底注入一定量的高密度鉆井液，來降低井口加壓的數(shù)量。

（2）動態(tài)承壓實驗。根據(jù)固井施工設(shè)計，計算出施工時井底的最大壓力，并轉(zhuǎn)換成當(dāng)量密度。將鉆井液密度加重并要求高于最大當(dāng)量密度0.01-0.02g/cm3，以固井時的排量循環(huán)，不漏方可進行下套管作業(yè)。普光區(qū)塊用此辦法做承壓實驗，如果地層不漏，那么固井時發(fā)生漏失的井不超過5%。

如果以上條件不具備，那么也可加大循環(huán)排量來做地層動態(tài)承壓。不過用此辦法做地層承壓實驗，固井時發(fā)生漏失的可能性比全井加重鉆井液大的多。

2.2 固井設(shè)計方案

2.2.1 雙凝或多凝雙密度水泥漿方案

（1）為了保證在固井中不漏失，滿足水泥返至設(shè)計返高要求，全井可采用低密度+常規(guī)密度水泥漿固井。

（2）為防止水泥漿在凝固過程中“失重”引起井底壓力不平衡，常規(guī)密度水泥漿可采用雙凝或多凝水泥漿體系固井。

2.2.2 平衡壓力固井方案

眾所周知，在鉆井和固井過程中，時刻考慮地層破裂壓力Pf和最大孔隙壓力PP，所有的固井施工必須保證在大于PP而小于Pf的情況下完成，首先必須保證Pf>PP，其次Pf>PP值越大，施工越安全。因此，Pf-PP=0即為施工安全底限，鉆井過程中一般都要求Pm>Pp，以免發(fā)生油、氣、水侵；同時又必須保證Pf>PP以防漏失，根據(jù)這一理論，可以注入一定數(shù)量低于鉆井液密度的平衡液，如濮3-468井、濮7-28井等，均采用平衡壓力固井。當(dāng)平衡液進入環(huán)空后，液柱壓力等于或略大于地層孔隙壓力達到平衡，而水泥漿全部采用高于Pm的密度，使之所有的壓力差控制在Pf - PP=0范圍內(nèi)，這樣既可以保證施工順利，又可以保證固井質(zhì)量。

2.2.3 雙級固井方案

如果由于一次封固段太長，壓差過高，容易引起固井漏失的井，可以采用雙級箍來解決低壓易漏失井在固井時的漏失問題。

根據(jù)平衡壓力固井原理，分級箍一般要求置于漏層以上100-150m，一級水泥漿返高應(yīng)在分級箍以上50-100m。漿柱設(shè)計同樣可以用平衡液+采用雙凝雙密度水泥漿體系，以防止一級固井中發(fā)生漏失。二級固井可以采用高強低密度水泥漿體系，防止固井過程發(fā)生漏失。

如果一級施工完畢后，不能建立循環(huán)，則壓入關(guān)閉塞，關(guān)閉循環(huán)孔，待一級水泥漿強度大于3.5MPa后從環(huán)空反擠，以此達到封固目的。如果一級施工完畢后，能建立循環(huán)則將多余水泥漿全部循環(huán)出環(huán)空；如果循環(huán)過程中發(fā)生漏失，則必須循環(huán)滿一周后方可停止循環(huán)，防止多余水泥漿凝固后將環(huán)空堵死不能進行后續(xù)作業(yè)。2.2.4 正注反擠方案

對于承壓實驗不成功的井可以考慮采用正注反擠方案。正注水泥漿一般不封主漏層，主要封好漏失層以下至油層套管鞋段的環(huán)空。一般正注水泥漿量較小，而反擠水泥漿量大，反擠水泥漿設(shè)計時也應(yīng)考慮頂替效率，選擇性能良好的沖洗液和隔離液，水泥漿設(shè)計可采用雙凝，即先注快凝水泥，主要封固漏失層和目的層，后注緩凝水泥漿，利用其液柱壓力平衡油氣水層?？炷酀{稠化時間應(yīng)略長于從地面混拌開始運行到漏失層的時間，一般附加時間不超過20min。緩凝水泥漿稠化時間應(yīng)大于快凝水水泥漿120min，確保施工安全和有效壓穩(wěn)。

2.3 注替排量的選擇

合理設(shè)計施工排量，采用紊流、塞流及復(fù)合頂替技術(shù)，提高頂替效率，保證井下施工安全。

雖然堵漏成功并建立了正常的循環(huán)，由于時間短，地層的承壓能力仍然有限，如果全部采用紊流注替水泥漿和鉆井液就有可能造成井漏，替漿應(yīng)該選擇小于循環(huán)排量，在替漿最后5-10m3參考短段稠化時間，采用塞流頂替，并考慮稠化時間，盡量做到替到位后余5-10分鐘時間稠化，這樣不僅解決了防漏問題，而且可以防止水泥漿候凝時間長，加不上回壓造成油氣水竄槽問題。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

漏失井固井工藝技術(shù)通過推廣，在濮2區(qū)塊、濮3區(qū)塊、濮7等區(qū)塊10口井進行了現(xiàn)場應(yīng)用，固井一次成功率100%，固井質(zhì)量優(yōu)良率高達90%，應(yīng)用效果明顯。

4 結(jié)論與認(rèn)識

（1）對于漏失井固井，井隊在完鉆后能針對漏層進行有效堵漏，并做好地層承壓試驗是固井過程不發(fā)生漏失的前提。

（2）采用平衡壓力固井，能有效防止固井過程中發(fā)生漏失。

（3）雙凝或多凝雙密度水泥漿方案結(jié)合井口加回壓技術(shù)，能有效防止水泥漿在候凝過程由于失重造成油氣水層竄槽。

（4）超低密度水泥漿的研究，可增加對漏失井固井工藝的選擇。

參考文獻

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