金躍101井7000m一次上返固井技術

陳 江，李蘇新，孟凡忠，于永金，任洪濤，溫培源

（1.西部鉆探工程有限公司固井壓裂工程公司，新疆克拉瑪依834000；2.中國石油集團鉆井工程技術研究院固井完井研究所，北京102206）

金躍101井7000m一次上返固井技術

陳 江1，李蘇新1，孟凡忠1，于永金2，任洪濤1，溫培源1

（1.西部鉆探工程有限公司固井壓裂工程公司，新疆克拉瑪依834000；2.中國石油集團鉆井工程技術研究院固井完井研究所，北京102206）

金躍101井位于塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起西斜坡，二開完鉆井深7161m，垂深7153.28m，造斜點6942m，?200.03mm+?177.8mm技術套管下深7159m。針對該區(qū)塊地層承壓能力低、易漏失、水泥漿一次上返至井口、常規(guī)固井方法無法滿足固井要求等問題，采用三凝雙密度大溫差水泥漿體系，同時制定對應技術措施防止下套管及固井過程中發(fā)生漏失。先導漿及領漿采用1.35g/cm3低密度大溫差水泥漿，封固段0～5449m，尾漿采用1.88g/cm3常規(guī)密度水泥漿，封固段5449～7161m。聲幅測井結果顯示，固井質量合格，現(xiàn)場應用表明，采用低密度大溫差水泥漿技術，提高了低壓易漏井、長封固井段的固井質量，為該區(qū)塊超深井一次上返固井提供了借鑒。

超深井；長封固段；大溫差；一次上返；固井

金躍101井是塔里木盆地塔北隆起輪南低凸起西斜坡的一口評價井，鉆探目的是探索金躍區(qū)塊金躍101縫洞帶奧陶系一間房組—鷹山組含油氣性。二開使用?241.3mm鉆頭鉆進至7161m，?200.03mm+?177.8mm套管下至7159m。上部2根套管采用?200.03mm，其余套管均為?177.8mm，鉆井液密度1.27g/cm3，井底溫度132℃。二開采用1.35g/cm3低密度大溫差水泥漿配合1.88g/cm3常規(guī)密度水泥漿一次上返固井，固井質量合格。

1 固井難點及對策

1.1 固井難點

（1）地層承壓能力低，易漏失。塔里木油田塔北地區(qū)二疊系低壓易漏，下套管及固井過程中易發(fā)生漏失，尤其是在下套管過程中，由于激動壓力大，很容易發(fā)生漏失，而且一旦發(fā)生漏失只能被迫采取正注反擠工藝固井，無法達到一次上返的效果。

（2）封固段長，注替量大。水泥漿要求一次上返至井口，封固段長7161m，地層存在多套壓力體系。地層承壓能力低，可能出現(xiàn)的井漏、井涌等井下復雜情況，若固井過程中發(fā)生漏失，固井質量難以保證。若井徑按10%擴大率考慮，理論計算水泥漿量220.42m3，替漿量為130.94m3，注水泥量及替漿量大，施工時間長，水泥漿稠化時間需足夠長，保證固井施工安全。

（3）井底溫度高，上下溫差大。設計1.35g/cm3低密度水泥漿作為領漿，封固5449～0m井段。領漿封固段底部溫度132℃，頂部溫度30℃，溫差達到102℃。為保證施工安全，延長領漿稠化時間可能會造成水泥石頂部強度發(fā)展緩慢，對水泥漿體系性能要求高。

（4）固井施工難度大。技術套管管柱質量大（套管凈重372.91t），坐套管頭時對套管抗擠毀要求高。下套管作業(yè)時間長，對井壁穩(wěn)定性要求高，封固段長，頂替效率要求高。

1.2 技術對策

（1）切實做好電測后的下鉆通井工作，對存在縮徑、遇阻、狗腿度變化大的井段認真劃眼、短起下鉆確保井眼暢通、無阻卡。最后一次通井時,循環(huán)處理好鉆井液性能，降低鉆井液摩阻，提高潤滑性。

（2）為防止壓力激動壓漏地層，嚴格控制下放速度，均勻下放管串，嚴禁猛提猛放。

（3）針對封固段長、頂替效率低、封固段上下溫差大的難題，替漿過程中采用部分1.60g/cm3的重鉆井液，以降低固井過程中的施工壓力，盡量提高頂替排量，以提高水泥漿環(huán)空返速，從而提高頂替效率；采用大溫差水泥漿體系，保證低溫水泥面處強度發(fā)展，防止長封固段固井超緩凝問題出現(xiàn)，有效保證固井質量。

2 水泥漿室內試驗

雙密度水泥漿體系均采用抗高溫降失水劑GT-11LH及緩凝劑GT-21LH為主劑。電測前，由于井底溫度未知，選取3個循環(huán)溫度點作為試驗溫度進行室內試驗，即：100℃、110℃和120℃，相對應的井底靜止溫度分別為118℃、129℃和141℃（溫度系數(shù)按0.85計算）。在3個試驗溫度下，對以GT-11LH為主劑的低密度水泥漿及常規(guī)密度水泥漿綜合性能進行了評價。

2.1 1.35g/cm3低密度水泥漿綜合性能評價

1#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+4.5%GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

2#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.3%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

3#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+4.5%GT-11LH降失水劑+3.5%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

4#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.7%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

5#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+4.5%GT-11LH降失水劑+3.5%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

6#阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.7%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水。

從表1可以看出，低密度水泥漿綜合性能良好。水泥漿具有較好的流動性；API失水量有效控制在100mL以內；水泥漿稠化時間易調；頂部強度發(fā)展快，滿足固井施工要求。

表1 低密度水泥漿綜合性能

2.2 常規(guī)密度水泥漿綜合性能評價

7#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+5.5%GT-11LH降失水劑+2.2%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

8#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0%GT-11LH降失水劑+2.6%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

9#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+5.5%GT-11LH降失水劑+2.5%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

10#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0%GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

11#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+5.5%GT-11LH降失水劑+2.8%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水；

12#阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0%GT-11LH降失水劑+3.2%GT-21LH緩凝劑+1.7%GT-31LH減阻劑+水。

從表2可以看出，以GT-11LH為主劑的常規(guī)密度水泥漿綜合性能良好，水泥漿的流動性好；API失水量可以控制在100mL以內；水泥漿稠化時間可調；24h抗壓強度高；頂部強度發(fā)展快，滿足固井施工要求。

3 配方適應性試驗

金躍101井?200.03mm+?177.8mm技術套管固井使用一次上返固井工藝，封固段長，注替量大。為了考察水泥漿對工況適應性和不可預見的停注現(xiàn)象，重點進行了水泥漿溫度、密度適應性試驗及模擬間歇式注水泥試驗。

3.1 水泥漿溫度、密度適應性試驗

金躍101井電測溫度132℃，循環(huán)溫度按113℃計算。為保證固井作業(yè)施工安全，進行了溫度、密度高點稠化試驗。

表2 常規(guī)密度水泥漿綜合性能

水泥漿配方設計：

（1）領漿配方：阿克蘇G級水泥+29%GT-160S玻璃微珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.5% GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

（2）尾漿配方：阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0% GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+1.7% GT-31LH減阻劑+水。

從表3數(shù)據(jù)可知：水泥漿體系對于密度和溫度的升高，稠化時間無顯著變化，說明體系對自身密度變化和溫度變化有較強的適應性。

表3 水泥漿溫度高點、密度高點稠化試驗

3.2 模擬間歇式注水泥試驗

停機實驗設計：稠化實驗到達升溫時間10min后，停稠化儀電機30min，再啟動電機，測定稠化時間。

（1）領漿配方：阿克蘇G級水泥+29%GT-160S漂珠+10%微硅+5.0%GT-11LH降失水劑+3.5%GT-21LH緩凝劑+4.8%GT-31LH減阻劑+水；

（2）尾漿配方：阿克蘇G級水泥+35%硅粉+6.0% GT-11LH降失水劑+3.0%GT-21LH緩凝劑+1.7% GT-31LH減阻劑+水。

由表4可知：停機試驗與未停機試驗稠化時間變化不大，說明水泥漿對現(xiàn)場施工有較好的適應性；停機前后的漿體稠度變化較小，說明水泥漿體系具有一定網(wǎng)架結構，漿體的觸變性較小，且無沉降，施工過程中不會因短時間停泵的意外情況而影響施工安全，水泥漿綜合性能滿足固井要求。

表4 間歇式注水泥模擬試驗

4 現(xiàn)場施工

固井管線試壓25MPa，穩(wěn)壓5min壓力不降；注密度1.30g/cm3前置液10m3，平均排量1.50m3/min，壓力8MPa；注低密度水泥漿165m3，平均密度1.35g/cm3，平均排量1.80m3/min，壓力11～7MPa；注常規(guī)密度水泥漿54m3，平均密度1.88g/cm3，平均排量1.80m3/min，壓力7～4MPa；注膠塞液2m3，替鉆井液129m3，其中密度為1.60g/cm3的重鉆井液60m3，密度1.27g/cm3的鉆井液69m3，排量1.80～1.00m3/min，壓力14～4MPa，未碰壓。固井優(yōu)良率87.4%。

5 結論

（1）通過采取科學合理的固井技術措施及高性能水泥漿體系保證了該井固井質量。

（2）以抗高溫降失水劑GT-11LH及緩凝劑GT-21LH緩凝劑為主劑的常規(guī)密度水泥漿體系與低密度大溫差水泥漿體系均具有良好的綜合性能，能夠滿足塔里木盆地高溫深井及長封固段固井需求。

（3）該井固井成功為該區(qū)塊7000m超深井一次上返固井提供了借鑒。

TE256

B

1004-5716(2015)01-0042-04

2014-02-24

陳江(1969-)，男（漢族），四川彭山人，工程師，現(xiàn)從事現(xiàn)場固井施工工作。