溢流井后期裸眼固井工藝技術

摘要：JH107井鉆揭潛四下段鹽間非砂巖產層時，油氣顯示活躍，井口溢流嚴重。文章采用產層頂部注水泥的后期裸眼完井方式，在油氣上竄不壓穩(wěn)的情況下，固井取得成功，裸露的產層得到有效地保護，水泥封固段固井質量優(yōu)良。

關鍵詞：溢流井；后期裸眼；固井技術；固井質量

中圖分類號：TE256 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）18-0009-02

JH107井設計垂深2 750 m。鉆至井深2 757 m的潛四下段鹽間非砂巖時，出現溢流。溢出物為原油、天然氣。溢速26.4 m3/h。鉆井液密度由1.28 g/cm3降至1.0 g/cm3以下。經液氣分離器放噴點火，火焰高5~6 m，回收原油近300 m3。將鉆井液密度提至1.35 g/cm3，溢流量減小，邊溢邊鉆至完鉆井深2 787 m。潛四下段鹽間非砂巖良好的油氣顯示在該地區(qū)尚屬首次發(fā)現，為保護產層，提高鹽間非砂巖裂縫性油藏的開發(fā)效果，決定在溢流不壓穩(wěn)的情況下，采用后期裸眼方式完井，水泥封固溢流層之上。

1固井難點

JH107井的溢流井段2 751.00~2 766.00 m為裂縫性產層，全井油層22.2 m/7層、含油水層2.8 m/2層、水層8.6 m/3層、裂縫性產層51.0 m/5層，且油層、水層、產層間互。在井段2 400~2 758.2 m存在19個裂縫發(fā)育段，裂縫以高導縫為主。

存在以下固井難點：需借助于機械封隔，對工具的性能要求高。座封的井段短，誘導縫發(fā)育，能否座準、座穩(wěn)、隔開是固井成敗的關鍵。長時間油氣污染，難以保證水泥環(huán)與兩個界面的膠結質量。存在諸多裂縫發(fā)育段，固井過程中易發(fā)生井漏。油層、產層、水層間互，壓力系數各異，難以保證層間封隔質量。

2固井工藝技術

2.1管串結構和固井工具的選擇

采用浮鞋+盲管+管外封隔器+分級箍+套管的結構。

浮鞋：引導套管入井、防止盲管水泥塞脫落、鉆除后起斜坡護絲作用。

盲管：管內充填水泥封堵，封隔管內外流體，阻止水泥漿由套管進入裸眼段，阻止溢流層的油氣進入管內。

管外封隔器：使用TWF系列5 1/2\"Ⅱ型水力膨脹式管外封隔器。下至預定位置，管內蹩壓使封隔器橡膠筒永久膨脹座封，封隔其上下的環(huán)空流體。

分級箍：使用XYZ-A型5 1/2\"液壓式分級箍。待管外封隔器座封后，繼續(xù)管內施壓至設定壓力，打開分級箍循環(huán)孔，建立循環(huán)；碰壓后，再施壓關閉分級箍，阻止管外水泥漿回流。

2.2座封位置確定

管外封隔器座封位置應滿足以下條件：溢流層之上；井徑規(guī)則的泥巖段；裸眼段不包含溢流層之外的任何油氣水層和產層；考慮座封時套管的伸長量。

溢流層2 751~2766 m之間的井段2 716.6~2 751 m為白色鹽巖，擴徑明顯，不宜座封，再上的井段2 701.6~2 716.6 m為泥質巖類，井徑規(guī)則，可作為座封井段。

套管伸長量計算：

①在自重作用下的伸長：

ΔL=[7.854-ρm]L2·10-7/4

式中，ΔL為自重伸長量，m；ρm為鉆井液密度，取1.39 g/cm3；L為套管原有長度，取2 714.85 m。

經計算：ΔL=1.19 m。

②套管壓縮距：

ΔL=L自[L固ρ鋼-L總ρm]E·10

式中，ΔL為套管壓縮矩，m；L自為自由段套管長度，取1 900 m；L固為水泥封固段套管長度，m；L總為套管總長，取

2 714.85 m；ρ鋼為鋼的密度，取7.85 g/cm3；ρm為鉆井液密度，取1.39 g/cm3；E為鋼的彈性系數，取2.1×106 kg/cm3。

經計算：Δe=1.67 m。

伸長量、壓縮距兩者差值較小，座封前的管內加壓將造成局部套管的拉伸，因此，本井的座封位置不考慮套管的伸、縮。鑒于井段2 701.6~2 716.6 m誘導縫發(fā)育，為保證封隔效果，使用雙封隔器，串聯的兩只管外封隔器橡膠筒間隔1.98 m。

確定管外封隔器下深2 706.03~2 711.85 m，分級箍位置2 704.88~2 706.03 m。

2.3水泥漿體系

盡管水泥封固段存在間互分布的油、水、產層，但鉆井過程中未發(fā)生漏失，采用常規(guī)水泥漿體系可以保證封固質量和封隔效果。

水泥漿配方：三峽D級水泥+G3 01+USZ+FRY+G 203；水泥漿密度1.90 g/cm3，稠化時間210 mm，失水量220 ml，水泥石強度19.0 MPa（80 ℃×24 h）。

2.4技術措施

①下套管前通井，對定向段、油水層段充分劃眼，循環(huán)排污，調整鉆井液密度至1.39 g/cm3，井底墊稠漿（粘度100 s），均勻起鉆。

②管串聯接時分級箍以下的連接絲扣應均勻涂抹絲扣膠，按推薦扭矩值緊扣到位。

③下套管完，立即管內蹩壓，使封隔器座封，并打開分級箍。

④先小排量頂通，待泵壓正常后，大排量循環(huán)，徹底清除鉆井液內油氣，并沖洗井壁。

⑤清水前置液量足，保證足夠的紊流沖洗接觸井壁時間；水泥漿混拌均勻，密度控制在1.90 g/cm3左右；頂替時，負壓階段應大排量，管內外壓力平衡后改為小排量頂替。

2.5現場應用情況

下入Φ215.9 mm三牙輪鉆頭通井至2 787 m，對2 017.30~

2 787 m劃眼；通井期間分別于1 400 m、2 017 m、2 787 m開泵循環(huán)排污，調整鉆井液密度至1.39 g/cm3；下入Φ139.7 mm套管至井深2 714.85 m；加壓12 MPa，穩(wěn)壓5 min，井口溢流停止，座封成功；繼續(xù)加壓至28 MPa，分級箍未打開；投重力塞，經50 min候塞入座，加壓至30 MPa，壓力緩降至10 MPa，井口返泥漿；大泵分別單凡爾、雙凡爾、三凡爾循環(huán)，直至進出口鉆井液密度一致；注清水6 m3；注入三峽D級水泥65 t，水泥漿平均密度1.90 g/cm3；頂替鉆井液33.5 m3，其中大泵大排量頂替21 m3（排量2.0~2.5 m3/min），水泥車小排量頂替12.5 m3（排量由1.4 m3/min逐漸降至0.3 m3/min），未漏失；碰壓至25 MPa，關閉分級箍。

3實施效果

①測井顯示，封隔器座封在井深2 706~2 712 m的泥巖段，與預定位置相符。固井及候凝過程中未出現溢流層的油氣上竄。

②經檢驗，水泥返高1 568 m，油頂2 144 m至分級箍之間固井質量優(yōu)。

③鉆塞后，對溢流層裸眼試采，日產原油30 m3。

4結語

①采用后期裸眼完井方式不壓井固井，有利于保護裂縫性鹽間非砂巖產層，提高其開發(fā)效果。

②借助于管外封隔器、分級箍等井下工具，可實現欠平衡固井目的。管外封隔器鎖緊閥打開壓力，限壓閥關閉壓力及分級箍打開壓力，關閉壓力應視井下情況和固井要求而設定。

③鉆井過程中不漏的裂縫發(fā)育段，通過小排量方式頂替，可以防止固井時發(fā)生漏失。

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