WS—Ⅰ型超低滲暫堵劑提高調(diào)整井固井質(zhì)量可行性

王建永

油田開發(fā)對調(diào)整井固井質(zhì)量的要求

在油田開發(fā)過程中，不同開發(fā)階段對固井質(zhì)量提出的要求不同?，F(xiàn)階段調(diào)整井開發(fā)對象是表外儲層和薄差油層，油層與隔層的厚度最薄處僅0.2米，不僅要求固井質(zhì)量合格率，還要及固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率；不僅要求厚油層隔層封固好，還要求全井及每個小層的隔層封固好。

固井質(zhì)量差的原因分析

就目前調(diào)整井固井來說，造成固井質(zhì)量差的原因主要有：

井徑不規(guī)則的影響。據(jù)采油六廠半年報數(shù)據(jù)，截止今年5月份，采油六廠今年所鉆的調(diào)整井中，井眼擴(kuò)大率大的井達(dá)17%。井眼擴(kuò)大率大導(dǎo)致固井質(zhì)量差的問題比較突出。

井眼擴(kuò)大率大的井眼，井眼處會出現(xiàn)局部不循環(huán)滯流區(qū)。在滯流區(qū)存有鉆井液、前置液和水泥漿等形成的混合物及濾餅，將嚴(yán)重影響水泥漿的固化過程及固化后的強(qiáng)度，導(dǎo)致在第二界面形成流體滲流通道，最終導(dǎo)致竄槽（如井壁上存在2mm的泥餅，當(dāng)其收縮45%時會產(chǎn)生0.1mm寬的縫隙，其滲透率高達(dá)幾個 m2）。在目的層中，泥頁巖是油層的蓋層或隔層，若薄的隔層處井眼有“大肚子”，固井后第二界面發(fā)生竄槽就幾乎不可避免。這就是為什么在鉆井過程中井眼擴(kuò)大率大的井，固井質(zhì)量檢測第一界面優(yōu)質(zhì)（合格），射孔后很快就發(fā)現(xiàn)竄槽的原因之一。

在鉆井過程中，當(dāng)鉆井液柱壓力與地層壓力之差較大時，壓穩(wěn)與漏失的矛盾就十分突出。為了壓穩(wěn)，需使用密度盡可能高的鉆井液，為了防止漏失，不得不盡可能的降低鉆井液的密度，在這一矛盾無法兼顧時，必將發(fā)生的就是溢流鉆進(jìn)或漏失鉆進(jìn)，使井壁不穩(wěn)定，井徑不規(guī)則，井眼擴(kuò)大，最終導(dǎo)致固井質(zhì)量差。

低滲高壓層的影響。對近年來調(diào)整井固井質(zhì)量分析結(jié)果表明，低滲高壓層固井質(zhì)量問題主要集中發(fā)生在S0～S1，約占固井質(zhì)量問題總數(shù)的50%。

低滲高壓層的特點(diǎn)是泄壓緩。鉆井前，在有限的停注放溢時間內(nèi)，即使是注水井井口壓力釋放到規(guī)定值，也只能表明其井點(diǎn)附近有限范圍內(nèi)的泄壓情況，而設(shè)計(jì)預(yù)鉆井位地層壓力大多不能有效降低。

當(dāng)固井水泥漿柱壓力小于低滲高壓層壓力時，地層流體侵入水泥漿，造成水泥漿固化膠結(jié)不好，水泥石孔隙增大，使地層流體竄流有了通道；當(dāng)固井水泥漿柱壓力大于低滲高壓層壓力，但大于值小于1.0MPa時，因水泥漿從初凝到終凝的稠化過程中，產(chǎn)生的“失重”現(xiàn)象可使水泥漿柱壓力小于低滲高壓層的壓力，引發(fā)同上一種情況一樣的問題。這就是固井質(zhì)量隨著時間的延長水泥膠結(jié)指數(shù)不斷降低的另一個原因。

高滲低壓層（漏失層）的影響。高滲低壓層有大的濾失通道，層內(nèi)有較大的容納濾液空間，當(dāng)固井水泥漿柱壓力與層內(nèi)壓力的壓差較大（大于5MPa）時，固井水泥漿因失水過多，在井壁上形成厚厚的水泥餅，造成橋堵和竄槽。

解決固井質(zhì)量差的問題難以上三個方面不是單獨(dú)影響，而是共同影響，研究表明其實(shí)質(zhì)是縱向上地層的層間壓差大（壓差大于9.5MPa）造成大的。若要徹底解決調(diào)整井固井質(zhì)量差的問題，就必須解決地層層間壓差大的問題。

若有一種產(chǎn)品，能提高高滲低壓層的承壓能力，使DSF<1（DSF為壓穩(wěn)系數(shù)，可由井況基本數(shù)據(jù)及水泥膠凝強(qiáng)度發(fā)展的實(shí)驗(yàn)資料計(jì)算，既當(dāng)DSF≥1時，在現(xiàn)有的固井技術(shù)條件下，固井質(zhì)量可達(dá)到優(yōu)質(zhì)；當(dāng)DSF<1時，固井后幾乎肯定將發(fā)生竄槽問題）的井都變?yōu)镈SF≥1，即在鉆、固井過程中，確保高滲低壓層（漏失層）不濾（漏）失，就可以解決問題。WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑可以在實(shí)現(xiàn)有效封堵的情況下大幅提高地層承壓能力，從而可以達(dá)到大幅提高固井質(zhì)量目的。

WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑

WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑通過增強(qiáng)濾餅強(qiáng)度，大幅度提高巖心的承壓能力，使低壓地層的承壓能力可控，可按需要“設(shè)計(jì)”層間壓差，即可以保證鉆井安全，又確保固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。

不同條件下砂床實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；鶟{配方：5%膨潤土+0.5%FA367+0.8%NPAN+0.3%XY27+1%FT-1+0.3%CSW-1。

從表中看出：不同砂床目數(shù)下均能實(shí)現(xiàn)零濾失。隨砂床目數(shù)增加，侵入深度減?。浑S壓力增加，侵入深度增加。可通過用產(chǎn)品加量方式調(diào)節(jié)侵入砂床（地層）深度。

從表中看出，溫度對侵入砂床深度影響不大。

提高巖心承壓能力室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。在基漿中加入WSⅠ型超低滲暫堵劑，在50℃條件下進(jìn)行巖心承壓實(shí)驗(yàn)。

基漿配方：5%膨潤土+0.5%FA367+0.8%NPAN+0.3%XY27+1%FT-1+0.3%CSW-1

注：采用高溫高壓失水儀測定結(jié)果，巖心滲透率在845.21.X10-3～892.32X10-3 m2范圍內(nèi)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨產(chǎn)品加量的增加，巖心的承壓能力大幅度提高。其意義為：可根據(jù)待鉆井區(qū)地層的層間壓差的具體情況確定低壓層需要提高的承壓數(shù)值，用該區(qū)該層位的巖心做承壓能力實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)濟(jì)效益分析

對于DSF<1的井來說，使用WSⅠ型超低滲暫堵劑型可以確保DSF≥1，使固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，層間不竄槽，否則將發(fā)生竄槽。

鉆井時使用WSⅠ型超低滲暫堵劑，單井投入增加約4萬元，單井封竄費(fèi)用按20萬計(jì)算，則采用WSⅠ型超低滲暫堵劑，單井可少投入16萬元。同時，鉆井時使用WSⅠ型超低滲暫堵劑，還可以起到很好的保護(hù)油層的作用，又產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。

認(rèn)識及結(jié)論

調(diào)整井固井質(zhì)量差是地層層間壓差大造成的。壓差大使鉆井過程中產(chǎn)生“大肚子”井眼，使固井過程中的水泥漿柱壓不穩(wěn)地層，導(dǎo)致固井質(zhì)量差。

調(diào)整井固井質(zhì)量差的井與地層層間壓差大的井的對應(yīng)關(guān)系如何，還需要細(xì)致、深入地統(tǒng)計(jì)研究，究竟多大的層間壓差算大需要有一個定量的數(shù)據(jù)。

WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑室內(nèi)實(shí)驗(yàn)說明它可以解決大慶油田調(diào)整井鉆、固井過程中難以解決的地層層間壓差大的問題。