提高水平井固井質(zhì)量的技術(shù)探討

張汝權(quán)

（長慶油田超低滲透油藏第一項(xiàng)目部，陜西 西安 710200）

一、水平井固井過程中的技術(shù)難點(diǎn)分析

水平井固井的目的是在套管與井壁之間形成均勻完整且封隔良好的水泥環(huán)，而且水平井井眼的幾何形狀不同于直井，水平井井斜較大，下井后的套管串在管柱結(jié)構(gòu)、自重、井眼率和井徑擴(kuò)大率等因素的影響下，管柱串必然會(huì)發(fā)生變形，導(dǎo)致在不同的井的深處套管下入難和套管不居中的問題。另外，為了提高水平井的固井質(zhì)量，水泥漿的失水情況需要控制得很低，而且如果水平井段的水泥漿有析水現(xiàn)象，析水聚集在井眼的上側(cè)而形成一條水帶，這條水帶在水平井的開采過程中會(huì)為分層開采防水和防砂造成很大困難，從而影響到固井質(zhì)量。

二、對于水平井固井時(shí)套管下入和套管居中的技術(shù)研究

1 井眼的準(zhǔn)備

從完井電測到下管套前，用原鉆具認(rèn)真通井，下入過程分段大排量循環(huán)，循環(huán)過程中活動(dòng)管柱，并結(jié)合短起下鉆破壞巖屑床修整井壁，使井眼更規(guī)則，套管到底后充分循環(huán)兩周左右，以強(qiáng)化控固設(shè)備的使用，確保陳砂清除以達(dá)到凈化井眼的目的；起鉆前調(diào)整好鉆井液的性能，提高流變性并適當(dāng)降低動(dòng)切力。然后在大斜度和水平段內(nèi)打入塑料球，來降低摩擦，確保尾管的順利下入。

2 下套管作業(yè)摩擦阻力的預(yù)測及檢測技術(shù)的實(shí)施

在水平段鉆井過程中，因?yàn)橹亓ψ饔?，鉆屑會(huì)沉積在井眼下并累積成較厚的巖屑床，若不清除干凈，這條巖屑床將使井眼縮小并增大下放的摩擦阻力，而對于摩擦阻力，水平井完井管柱產(chǎn)生的最大側(cè)向力在造斜段至增斜終點(diǎn)。摩阻系數(shù)的確定是摩擦阻力計(jì)算與分析的基礎(chǔ)，摩阻系數(shù)的大小與實(shí)測井口載荷、泥漿的粘滯系數(shù)及井下異常情況等有關(guān)。下套管實(shí)際摩阻系數(shù)的計(jì)算一般通過最后一次電測通井后記錄不同井深時(shí)的上提大鉤懸重和下放井口大鉤懸重，計(jì)算出摩擦阻力，反算得出摩阻系數(shù)，從而可以推算出下套管的預(yù)測摩擦阻力。然后將預(yù)測值和錄井實(shí)測值作對比校核，以對比預(yù)測摩擦阻力與實(shí)測摩擦阻力存在的誤差，便于修正摩阻系數(shù)，使預(yù)測的摩擦阻力值更接近真實(shí)值。按照以上方法預(yù)測的摩擦阻力應(yīng)用于現(xiàn)場下套管作業(yè)能在一定程度上提高固井質(zhì)量。

3 提高套管居中度的技術(shù)

套管居中度是影響固井頂替效率及封固質(zhì)量最重要的因素之一，在實(shí)際套管作業(yè)中，要保證套管有67%的居中度才能保證水泥漿對鉆井液的有效頂替。

（1）合理選用套管扶正器

合理選用套管扶正器不僅可以改善套管的居中度，還可以減少下套管的摩擦阻力，以保證套管安全快速到位。扶正器的選擇很重要，既要選用剛性扶正器又要保證套管下入時(shí)不增大摩擦阻力，通過現(xiàn)場實(shí)際技術(shù)的驗(yàn)證，剛性螺旋滾輪扶正器的扶正條與軸線夾角為65度，具有比直條扶正器更為優(yōu)越的地方，既能減少套管下入時(shí)的摩擦阻力又能提高水泥漿的頂替效率，而且不會(huì)堵塞井眼。另外，弓形彈性扶正器兼有剛性和彈性扶正器的優(yōu)點(diǎn)，啟動(dòng)力小，扶正力大，直井段使用既能減少摩擦阻力而且能夠有效保證套管居中。

（2）套管扶正器的安放位置選擇

直井段采用弓形彈性扶正器時(shí)，每三根套管安放一只弓形彈性正器；造斜段選用剛性螺旋滾輪扶正器，每兩根套管安放一只剛性螺旋滾輪扶正器；水平段選用剛性螺旋滾輪扶正器，每兩根放一只或每根套管放一只，或者將螺旋滾輪扶正器和弓形彈性扶正器交替安放。這種安放方式能夠保證套管的居中度達(dá)到67%以上。

（3）套管漂浮技術(shù)的應(yīng)用

利用套管漂浮技術(shù)固井，在大斜度井段和水平段替入密度較低的液體，用清水作為替漿液，盡量提高環(huán)空和套管內(nèi)流體的密度差，減少套管對扶正器的負(fù)荷，增加浮力，從而能夠幫助套管有效居中，增加頂替效率。

三、對固井水泥漿技術(shù)的研究

1 保證水泥漿體系的穩(wěn)定性技術(shù)

水平井固井中，水泥漿體系的穩(wěn)定性直接關(guān)系到其他各種性能的實(shí)現(xiàn)，尤其在大斜度井段和水平段，水泥漿體系不穩(wěn)定將導(dǎo)致漿體上下密度差較大、頂部強(qiáng)度降低、滲透率增大，而無法形成均質(zhì)的水泥環(huán)，導(dǎo)致油氣水竄。在實(shí)際的作業(yè)中，采用加入固相惰性材料的方法來控制析水和保證水泥漿體系的穩(wěn)定性。另外，加入膨脹劑以避免水泥體積收縮，來提高水泥環(huán)膠結(jié)能力和水泥石的致密性，以提高水泥環(huán)封隔地層的作用。

2 保證良好的流變性的技術(shù)措施

在進(jìn)行水平井水泥漿設(shè)計(jì)時(shí)，將水泥漿的屈服值控制在15帕左右，才能保證水泥漿有良好的穩(wěn)定性和驅(qū)替能力，從而使水泥漿具有良好的流變性能。

3 降低水泥漿析水，提高其沉降穩(wěn)定性

用高效降濾失劑可有效將水泥漿失水控制在50毫升左右，也可以保證水泥漿良好的流動(dòng)性；在水泥漿內(nèi)加入超細(xì)顆粒微硅、增強(qiáng)劑和膨脹劑，可以進(jìn)一步控制水泥漿失水，析水也更接近于0。水平井固井要求水泥漿自由水小于0.5%，接近于0的程度，盡量接近零析水。

4 縮短水泥漿的稠化時(shí)間和過渡時(shí)間

在進(jìn)行水泥漿設(shè)計(jì)時(shí)，在保證施工安全的前提下盡量減少水泥漿的稠化時(shí)間和過渡時(shí)間，一般控制在15分鐘以內(nèi)，以追求實(shí)現(xiàn)“直角”稠化，防止油氣水竄。

結(jié)語

綜上所述，為了切實(shí)提高水平井固井質(zhì)量需要注意以下幾點(diǎn)：首先，良好的井眼準(zhǔn)備和鉆井液性能是水平井固井成功的前提條件，也是保證水平井固井質(zhì)量的關(guān)鍵因素；其次，下套管摩擦阻力的成功預(yù)測、扶正器的合理選擇和正確安放技術(shù)，是使套管順利下入、套管居中和提高水平井水泥漿頂替效率的關(guān)鍵技術(shù)因素；第三，使用高沉降穩(wěn)定性、良好的流變性、低析水和良好的觸變性的水泥漿體系，避免了由于水泥體積收縮和在上側(cè)井壁形成游離水通道的問題，是提高水泥漿固井質(zhì)量的關(guān)鍵。這些技術(shù)的綜合使用，在很大程度上提高了水平井的固井質(zhì)量，為油田事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的技術(shù)保障。

[1]劉宏梁.提高水平井固井質(zhì)量配套技術(shù)研究與應(yīng)用[J].

[2]鄭志剛，楊紅利.提高水平井固井質(zhì)量的幾點(diǎn)認(rèn)識[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009（23）.