冀中坳陷雁63斷塊水平井固井實踐

覃　毅,徐梓剛,白文濱,王　嘯（渤海鉆探工程有限公司第一固井分公司,河北任丘062552）

冀中坳陷雁63斷塊水平井固井實踐

覃毅,徐梓剛,白文濱,王嘯
（渤海鉆探工程有限公司第一固井分公司,河北任丘062552）

冀中坳陷饒陽凹陷蠡縣斜坡北段雁63斷塊是某油田在雁翎區(qū)塊的重點開發(fā)區(qū)塊，為開發(fā)雁63斷塊Es1下段油層儲量而部署8口水平井。通過從基礎數(shù)據(jù)入手，分析固井難點，通過采取井眼準備、下套管措施、優(yōu)化前置液性能、優(yōu)選高密雙凝水泥漿體系、替漿技術等有效措施，經(jīng)過應用實踐，取得了固井優(yōu)質(zhì)的良好效果，該固井工藝技術在雁翎區(qū)塊值得推廣應用。

雁63斷塊;水平井;固井實踐;現(xiàn)場應用;固井質(zhì)量

冀中坳陷饒陽凹陷蠡縣斜坡北段雁63斷塊是某油田在雁翎區(qū)塊的重點開發(fā)區(qū)塊，部署8口水平井是為了進一步探明沙一至沙三層段砂巖儲層產(chǎn)量，達到開發(fā)雁63斷塊Es1下段油層儲量的鉆井目的。實鉆鉆遇地層依次為平原組、明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組、沙河街組。實鉆資料、測井資料解釋及測試資料分析，該區(qū)塊Nm地層孔隙壓力系數(shù)1.02～1.05，Ng地層孔隙壓力系數(shù)1.02～1.05，Ed地層孔隙壓力系數(shù)0.95～1.00，Es地層孔隙壓力系數(shù)0.85～0.95。該斷塊8口水平井固井難度大，套管處于水平井段，套管居中度困難，極易發(fā)生竄槽，從而影響水平井的產(chǎn)油量。使用水平井固井工藝技術，經(jīng)過8口水平井的固井現(xiàn)場應用實踐，效果良好，固井質(zhì)量全部優(yōu)質(zhì)。

1　基礎數(shù)據(jù)

冀中坳陷饒陽凹陷蠡縣斜坡北段雁63斷塊是某油田在雁翎區(qū)塊的重點開發(fā)地區(qū)。已經(jīng)完成的雁翎區(qū)塊雁63斷塊8口水平開發(fā)井固井施工中，雁63平1至雁63平8井8口井二開使用φ215.9mm鉆頭鉆進，下入φ139.7mm套管完井。完鉆井深、套管下深、最大井斜及其水平位移等數(shù)據(jù)見表1。

表1　井身數(shù)據(jù)表

2　固井難點

（1）井眼軌跡控制難度大。水平位移都是600m以上，最大井斜大都接近90°，斜井段鉆進不僅要增加井斜，還要對方位進行同步調(diào)整，鉆井過程中摩阻較大。

（2）井眼穩(wěn)定性差。所鉆遇地層坍塌壓力較低，需要維持較高的鉆井液密度，容易引起井漏，嚴重影響鉆井速度。

（3）摩阻較大，導致套管下入困難，難以保證套管一次下到底。

（4）套管居中度難以保證，頂替效率差。根據(jù)水泥漿的流變學原理，如套管貼邊不居中，導致環(huán)空間隙小，常規(guī)鉆井液和水泥漿的流變性能均不能適應，造成頂替不良，在環(huán)空中形成竄槽，鉆井液頂替不干凈，尤其在套管居中度不良時，頂替效率降低[1]，致使井眼在油氣水等流體存在時易于發(fā)生竄流，影響頂替效率。

（5）優(yōu)化水泥漿體系困難。巖屑在重力作用下沿井眼徑向沉降在井眼下側，注水泥時這些積存的巖屑使得在井眼下側的鉆井液難以置換，水泥環(huán)內(nèi)將殘留一條鉆井液通道，這就大大降低了水泥環(huán)的完整性，極易引起地層間的互相竄通，對水泥漿的失水量、流變性、穩(wěn)定性和稠化時間提出了較高的要求。

3　技術措施

3.1井眼軌跡控制技術

（1）二開后使用聚磺鉆井液體系，混入原油等材料，根據(jù)現(xiàn)場實鉆情況進行調(diào)節(jié)[2],達到增強鉆井液抗溫能力、提高防粘卡能力、改善泥餅質(zhì)量、保持井壁穩(wěn)定以及增強鉆井液懸浮攜帶能力、保持井眼清潔、抑制巖屑床的形成等作用。

（2）針對該井井眼軌跡控制難度和摩阻較大的問題，采用國內(nèi)成熟的定向控制技術，通過精確測量井斜方位，提高井眼軌跡控制精度。進入大斜度井段后，采用相應的導向定向鉆井技術，能夠?qū)嶃@地層信息進行精確描述，保證水平段A、B靶中靶準確率100%。

3.2井眼準備

（1）把好井身質(zhì)量關，完井電測后必須使用合理的鉆具結構進行下鉆通井，在阻卡井段反復進行短起下作業(yè)，必要時進行劃眼，保證井眼暢通。通井到底后，充分循環(huán)鉆井液，使不規(guī)則井段及其水平段井眼老漿被新漿驅(qū)替干凈，有利于水泥漿充填，保證水泥環(huán)膠結質(zhì)量。

（2）調(diào)整鉆井液性能達到完鉆電測之前時的性能，具有良好的濾失性。

（3）通井起鉆過程中如有掛卡，要進行短起下作業(yè)，并根據(jù)井下情況，應加足潤滑劑或塑料小球，降低鉆井液摩阻系數(shù)。如井下情況復雜，應進行處理，以保證井眼暢通無阻。

3.3下套管措施

（1）管串結構：浮鞋＋浮箍＋長套管1根＋浮箍＋套管串＋聯(lián)頂節(jié)。

（2）下套管過程中，使用標準套管螺紋密封脂，按規(guī)定扭矩上扣，控制好下放速度，嚴禁猛剎猛放，以防壓漏地層，同時要注意井口鉆井液返出情況。

（3）要求每下一定數(shù)量的套管后及時灌滿一次鉆井液，灌鉆井液時注意活動套管，以防套管粘卡，注意泥漿出口返出情況，判斷下套管過程中是否發(fā)生漏失。

（4）按協(xié)作會要求加好套管扶正器：50°～水平段每2根套管加1只剛性扶正器和1只彈性扶正器后，隔1根套管，然后再重復上面的加法；從造斜點到井斜角50°井段每2根套管加1只彈性扶正器，斜點以上水泥封固段每4根加一只扶正器。剛性扶正器提前在場地固定好，彈性扶正器卡放在套管接箍上。

（5）套管下到底后，采用小排量頂通循環(huán)一周后，再采用完鉆時排量至少循環(huán)鉆井液兩周以上，性能良好達到注水泥漿要求。

3.4優(yōu)化前置液性能

使用驅(qū)油去污前置液和沖洗液。施工時高效沖刷、清洗井壁上的油渣油漿、油膜、泥餅，改善井壁、管壁的親水性。在保證井下安全的情況，需要性能良好的前置液,并加大驅(qū)油去污前置液的量，有效清除井壁及套管，替凈環(huán)容的泥漿，防止泥漿與水泥漿接觸污染，并保證隔離液的絮流接觸時間大于10min，以保證水泥漿在大井斜段的膠結強度。密度1.05g.cm-3；流變性能：塑性粘度≤8mPa?s，動切力≤3Pa，n值≥0.7，K值≤0.2。

3.5優(yōu)選高密雙凝水泥漿體系

水平井固井要求水泥漿的性能不僅要有很好的防氣竄效果,而且要具有低濾失,零析水,微膨脹和很好的流動性和沉降穩(wěn)定性。經(jīng)過室內(nèi)研究，優(yōu)選出適應該區(qū)塊的高密雙凝水泥漿體系。水泥漿實驗條件是初始溫度18℃，最終溫度80℃，升溫時間37min，初始壓力8MPa，最終壓力32MPa。上部高密度水泥漿配方為華D+降失水劑+分散劑+消泡劑+現(xiàn)場水。其水泥漿性能為ρ：1.87g.cm-3，n：23cm，T100Bc：228min，F(xiàn)L：47mL，游離液：0mL，P24h：15.1MPa；下部高密度水泥漿配方為華G+降失水劑+微硅+分散劑+膨脹劑+消泡劑+現(xiàn)場水；其水泥漿性能為ρ：1.87g.cm-3，n：22cm，T100Bc：113min，F(xiàn)L：47mL，游離液：0mL，P24h：15.2MPa。

3.6替漿技術

替鉆井液時調(diào)節(jié)井隊柴油機轉(zhuǎn)速，水泥漿在環(huán)空中平均返速能達到1.20m.s-1，使泥漿達到紊流，提高水平段的頂替效率，留3m3左右改用水泥車進行小排量頂替至碰壓。碰壓后按規(guī)定穩(wěn)壓后，試阻流環(huán)，若好用不倒流，則敞壓候凝；若失效，頂至最高替壓以上1MPa，憋壓候凝，同時應安排專人觀察壓力變化，超過憋壓壓力2MPa應放回至憋壓壓力。

4　現(xiàn)場應用

4.1施工過程

（1）通井：用3NB-1300Φ170mm缸套雙泵大排量洗井，循環(huán)三周以上，在泥漿中加入藥劑處理泥漿。

（2）循環(huán)：小排量頂通后，用3NB-1300Φ170mm缸套雙泵6個凡爾大排量，保證洗井返速達到1.0m/s以上。泥漿處理達到固井前的性能要求。

（3）固井施工：注驅(qū)油前置液8m3；注水泥，領漿密度1.85-1.88g. cm-3之間，平均1.87g.cm-3；尾槳密度1.87g.cm-3以上，排量1.1m3. min-1，水泥漿密度要求均勻連續(xù)；壓后置液2m3；根據(jù)壓力變化，用3NB-1300Φ170mm缸套雙泵2.1m3.min-1的排量進行頂替，實現(xiàn)紊流頂替，根據(jù)時間與流量計計量留出3m3改用水泥車小排量頂替，直至碰壓；碰壓15MPa；按照規(guī)定穩(wěn)壓后，檢驗浮箍阻流環(huán)，密封良好，固井施工全部連續(xù)正常，一氣呵成，符合施工要求。敞壓候凝48H測聲幅。

4.2質(zhì)量檢測

經(jīng)過候凝聲幅顯示，測井固井質(zhì)量各項基本參數(shù)數(shù)據(jù)見表2。

表2　固井質(zhì)量各項參數(shù)基本數(shù)據(jù)表

（1）從表3中可知，固井質(zhì)量全部優(yōu)質(zhì)，為今后雁翎區(qū)塊水平井固井提供了有力的技術支撐，為該區(qū)塊增產(chǎn)增效奠定了堅實的基礎。（2）合理地設計前置液性能和用量是提高頂替效率、防止各種流體之間竄槽的關鍵。

（3）優(yōu)選出良好的水泥漿體系是水平井固井的關鍵。同時漿體必須具有良好的穩(wěn)定性,而漿體的流動性又是提高頂替效率的必要條件,需要借助合適的外加劑調(diào)節(jié)其性能來滿足水平井固井的需要。

（4）重視井眼條件對頂替效率的影響,最大程度的保持井眼干凈,提高頂替效率，確保固井質(zhì)量。

[1]王斌斌，王瑞和，步玉環(huán).不同流態(tài)下水泥漿環(huán)空頂替的數(shù)值模擬研究[J].鉆井液與完井液,2010,27(03):76-78.

[2]覃毅,連進報,肖龍雪等.劉莊儲氣庫注采氣井177.8mm套管配套固井技術[J].科學技術與工程，2012,12(08):1892-1894,1903.