青東區(qū)塊復雜地層固井技術探究

【摘要】目前，青東區(qū)塊已逐漸成為勝利油田增儲上產(chǎn)的能源接替板塊，受地層發(fā)育影響，該區(qū)塊沙一段至東營組大部分區(qū)帶很薄甚至缺失，成油層位基本在沙三段、沙四段儲層，且油水層都比較薄而且間隔距離近。該區(qū)塊固井施工主要存在著封固段長、水泥漿量大、壓漏地層的風險大、井壁不穩(wěn)定易坍塌、管串結構復雜、薄隔層較難分隔等技術難點。常規(guī)固井技術很難滿足固井施工的要求，因此，探索適合青東區(qū)塊的固井技術勢在必行。

【關鍵詞】青東油區(qū)；復雜地層；固井技術

一、青東油區(qū)工程概況

青東區(qū)塊位于東營市東營區(qū)東部，濟陽坳陷青東凹陷。該區(qū)塊在東營凹陷和萊州灣凹陷之間，自下而上發(fā)育有太古界、下古生界、中生界、孔店組、沙河街組、館陶組、明化鎮(zhèn)組及第四系地層，地層產(chǎn)狀整體北傾，沙一段至東營組地層缺失，成油層位基本在沙三段、沙四段儲層。該區(qū)塊是明顯的薄油層、薄隔層特性油藏，儲油層多為2～3米、薄隔層也是2～3米，大部分為砂巖地層，滲透性強，鉆井和固井過程中易發(fā)生漏失。

2010至2011兩年間，青東區(qū)塊采用常規(guī)固井技術共完成油層、技套固井10口次，其中，6口次第二界面固井質量不合格，第一界面優(yōu)良以上井段達不到80%。

二、青東區(qū)塊固井難點

1、青東區(qū)塊的地層特點給固井帶來了技術上的難點

（1）青東區(qū)塊油層的埋藏特點之一就是油層和水層間隔很近，而且每層的厚度較薄，屬于薄隔層固井，由于層薄且間隔近，水泥漿密度稍有不勻就有可能漏封油氣層或者無法有效封隔油、水層，造成油水互竄，無法開采。

（2）封固段長，井徑不規(guī)則，造成水泥漿注入量難確定、頂替效率低等問題。由于成油層位為砂巖地層，井壁不穩(wěn)定，易坍塌，出現(xiàn)“大肚子”井段，電測數(shù)據(jù)不準確，造成水泥漿注入量難確定。井徑大，替漿排量難以達到紊流頂替，造成替漿效率低下。

（3）受地層砂巖段較長等巖性特點影響，井壁不穩(wěn)定，鉆井和固井過程易發(fā)生漏失。

2、針對該區(qū)塊固井技術難點，采取了初步的固井技術措施

（1）在套管串結構中設計有液壓注水泥器和水泥漲封式封隔器，以此來實現(xiàn)油水層的良好分隔。

（2）采用晶格膨脹水泥漿體系，以減少水泥漿凝固期間造成的體積收縮，有效填充環(huán)空。

（3）適當加大低密度領漿的數(shù)量，延長接觸時間。固井前用“稠塞”清掃井眼并充分循環(huán)至少兩周，確保環(huán)空干凈。長封固段固井，做好壓力校核，小排量頂替，降低漏失的風險。

3、實際施工中存在的難點

在采用了以上技術措施后，固井質量雖有所提高，但在實際施工中仍存在諸多難點。以青東12斜2井為例，現(xiàn)場固井施工中存在著4個方面的困難。該井設計完鉆井深3026米，垂深2480米，表層下深606米，返高進表層200米，即406米，封固段長2620米，封固段內垂深2074米，水泥漿量94方。

（1）井底和領漿頂部溫差較大，理論計算井底靜止溫度89°，循環(huán)溫度71°，而領漿頂部400米處靜止溫度僅26°，水泥漿在上行過程中溫差變化很大，很難保證水泥漿體系的穩(wěn)定性，水泥漿體系設計難度很大。

（2）封固井段過長，封固井段2620米（垂深2074米），屬于超長封固段固井。如果一次封固，靜壓差過大，壓漏地層的風險很大，若漏失嚴重很可能造成油氣層漏封的情況。

（3）注、替水泥漿時，水泥漿在環(huán)空上行，由于水泥漿的攜巖和剪切作用較強，井壁上形成的虛泥餅被破壞攜帶一起上行。水泥漿在環(huán)空要經(jīng)歷2620米的行程，攜帶的大量虛泥餅若行至環(huán)空較窄的地方很容易產(chǎn)生蹩堵，造成異常高泵壓，壓漏地層，嚴重者甚至造成環(huán)空堵塞，固井作業(yè)無法繼續(xù)，造成固井失敗。

（4）本井管串帶有液壓注水泥器和管外封隔器，液壓注水泥器的工作壓力是20Mpa左右，且要求在碰壓后開始工作。而本井靜壓差已高達15Mpa，加上循環(huán)壓力4Mpa，即使替漿后期降低排量，施工壓力也在19Mpa左右，壓力間隔距離液壓注水泥器的工作壓力太近，安全系數(shù)太低，萬一液壓注水泥器提前進液開始工作，封隔器漲封，環(huán)空封閉，勢必造成替漿中斷，套管內留有大段水泥塞，從而造成“灌腸”固井事故。

三、青東區(qū)塊新固井技術探究

目前，青東區(qū)塊已逐漸成為勝利油田增儲上產(chǎn)的能源接替板塊，青東5區(qū)塊已建成20萬噸的產(chǎn)能，是油田海上保證鉆井進尺和經(jīng)營目標的主力施工區(qū)域。隨著油田的進一步開發(fā)，青東區(qū)塊工作量也會逐年增大。研究適合該區(qū)塊薄油層、薄隔層固井的水泥漿體系，探求相應的固井工藝技術，對于提高該區(qū)塊整體固井質量，保證該區(qū)塊油井的持續(xù)生產(chǎn)具有十分重要的意義。

1、研究薄油層、薄隔層的微膨脹、高早期強度、纖維堵漏復合水泥漿體系

（1）針對青東區(qū)塊砂巖易滲漏地層特性，選擇不同長度的纖維，做水泥漿承壓試驗，測試水泥漿堵漏能力；

（2）優(yōu)選晶格膨脹劑，與纖維水泥漿做配伍試驗，選擇合適摻入量，測試水泥石膨脹率，以滿足水泥凝固過程中體積不收縮甚至微膨脹；

（3）優(yōu)選與纖維、膨脹劑配伍的水泥早強劑，做水泥漿靜膠凝強度試驗，測試水泥早期強度。

現(xiàn)已完成了纖維水泥漿的選型，并在QD24、QD41井得以成功實施，實現(xiàn)了對漏失的控制。膨脹劑和早強劑的選型與添加劑的配伍試驗也在進行當中。

2、研究引進部分新工具、新工藝的技術

（1）配合應用在薄隔層之間加水泥漲封式封隔器固井技術，提高隔層封隔強度，防止近距離層間竄槽；

（2）引進應用井下?lián)伍_式套管扶正器技術，提高“大肚子”井段套管居中度；

（3）應用固井前先導鉆井液技術及加重隔離液技術，提高頂替效率。

通過立項，研究適合青東區(qū)塊的新型水泥漿體系，優(yōu)化工具組合，輔之以合理的技術措施，提高青東區(qū)塊整體固井質量。優(yōu)質的封固質量可延長油井使用壽命，有利于提高原油采收率，為油田帶來長期經(jīng)濟效益和社會效益。