超深超高壓井膏鹽巖層尾管固井現(xiàn)場試驗(yàn)
——以西部某油田XX井為例

丁　輝，李　坤，劉　銳，朱劍飛

（塔里木油田分公司，新疆庫爾勒841000）

超深超高壓井膏鹽巖層尾管固井現(xiàn)場試驗(yàn)
——以西部某油田XX井為例

丁輝*，李坤，劉銳，朱劍飛

（塔里木油田分公司，新疆庫爾勒841000）

XX井是西部某油田的一口評價(jià)井，該井四開完鉆井深7657.93m，鉆井液體系為油基泥漿體系，密度為2.57g/cm3。該井四開鉆進(jìn)過程中多次出現(xiàn)井漏、高壓鹽水等復(fù)雜，井底溫度較高、漿體密度較高，混配困難，固井難度較大，通過采用“正注反擠+短回接”非常規(guī)固井工藝，優(yōu)化固井漿體配方并結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)，順利地解決了該井鹽膏層固井難題，也為超深、超高壓井膏鹽巖層固井提供了現(xiàn)場應(yīng)用參考。

鹽膏層；超深、超高壓固井；正注反擠；固井質(zhì)量；超高密度加重劑

西部某油田在下部層段發(fā)育有較厚的膏鹽巖層，厚度200～3000m，是良好的油氣蓋層，具有低溫脆變、高溫塑變特征，在其下步層系砂巖儲層中有良好的油氣聚集。膏鹽巖層，特別是長封固段膏鹽巖段的固井水泥石封固質(zhì)量顯得極為重要，是下步鉆進(jìn)及后期開發(fā)的重要保障。由于膏鹽巖具有蠕變、易出高壓鹽水、井漏等特點(diǎn)，井下情況非常復(fù)雜，固井井眼條件苛刻，導(dǎo)致固井難度較大。

為了解決超深、超高壓膏鹽巖層固井技術(shù)難題，結(jié)合單井情況，采用特殊的固井工藝技術(shù)，進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用。XX井是西部某油田的一口評價(jià)井，該井四開完鉆井深7657.93m，鉆井液體系為油基泥漿體系，密度為2.57g/cm3。鉆遇地層為鹽層、石膏層、白云巖段及泥巖、膏鹽巖互層。該井四開鉆進(jìn)過程中多次出現(xiàn)井漏、高壓鹽水等復(fù)雜，且井底溫度較高，固井難度較大。

1　基本情況

1.1井身結(jié)構(gòu)（見表1）

表1　XX井井身結(jié)構(gòu)

1.2鉆井液體系及性能（見表2）

表2　XX井油基泥漿性能

1.3鉆遇復(fù)雜

（1）該井四開鹽膏層段溢漏同層，多次發(fā)生井漏和溢流復(fù)雜。

（2）鉆進(jìn)至井深6883.34m時(shí)發(fā)生卡鉆事故，后進(jìn)行側(cè)鉆，側(cè)鉆點(diǎn)井深6742.14m，井段7470～7657.93m為168.3mm鉆頭鉆進(jìn)后采用?241.3mm鉆頭擴(kuò)眼，井徑不規(guī)則。

2　固井施工難點(diǎn)

（1）封固段鹽膏層埋深較深，溫度較高，鹽層易蠕變，對套管性能及下套管技術(shù)要求較高。

（2）裸眼段較長，環(huán)空間隙較小，井徑不規(guī)則，且易漏，頂替效率較低，容易發(fā)生混竄。

（3）封固段溫度較高，存在高壓鹽水層，對水泥漿抗高溫、抗鹽要求較高。

（4）高密度水泥漿體系地面混配難度較大，漿體沉降穩(wěn)定性很難控制。

3　技術(shù)工藝措施

（1）為提高高壓鹽水層套管抗擠性能，增大環(huán)空間隙，采用高鋼級套管?206.38mm×16mm×TP140×TPFJ無接箍套管。

（2）計(jì)算剛度比，優(yōu)化通井管柱，同時(shí)進(jìn)行鹽層蠕變試驗(yàn)和模擬下套管工作，確保井眼通暢，保證鹽層套管順利安全下入。

（3）采用超高密度加重劑GM-1與超細(xì)微錳Micromax混配水泥漿體系，并加入一定比例硅粉和微硅，通過顆粒級配原理，保證漿體的穩(wěn)定性。

（4）水泥漿中混入一定比例防氣竄劑和固井用堵漏纖維，增加水泥石的防氣竄性能和韌性，并減少固井期間漏失。

（5）提前進(jìn)行地面高密度水泥漿混配實(shí)驗(yàn)，保證固井現(xiàn)場配漿一次性成功，同時(shí)現(xiàn)場地面施工采用“二次循環(huán)+小過渡”工藝，進(jìn)行混漿，保證漿體配制均勻和施工的連續(xù)性。

（6）采用“正注反擠+短回接”非常規(guī)固井工藝技術(shù)，根據(jù)固井施工情況，先采用正注反擠方式，保證套管鞋和喇叭口封固質(zhì)量。再采用短回接方式，確保高壓鹽水層封固安全。

4　固井水泥漿配方及性能

4.1實(shí)驗(yàn)條件

150℃×197MPa×90min。

4.2正注水泥漿配方（2.65g/cm3）

G級水泥+22%硅粉+8%微硅+110%加重劑+1%防氣竄劑+4.5%降失水劑+2.8%緩凝劑+1.5%分散劑+ 0.18%懸浮劑+0.1%消泡劑+3.5%鹽+22%超細(xì)加重劑+ 0.1%固井防漏纖維。

4.3反擠水泥漿配方（2.65g/cm3）

G級水泥+22%硅粉+8%微硅+110%加重劑+1%防氣竄劑+4.5%降失水劑+2.2%緩凝劑+1.5%分散劑+ 0.18%懸浮劑+0.1%消泡劑+3.5%鹽+22%超細(xì)加重劑+ 0.1%固井防漏纖維。

4.4水泥漿性能（見表3）

表3　X井水泥漿配方

5　固井施工情況及固井質(zhì)量

5.1正注固井

施工過程：

注密度2.60g/cm3的前置液10m3，排量15L/s，泵壓18MPa；

注密度2.65g/cm3的水泥漿20m3，排量18L/s，泵壓25MPa；

注密度2.60g/cm3的后置液3m3，排量15L/s，泵壓18MPa；

替鉆井液 71.3m3，排量 15～20L/s，泵壓 24～32MPa；

碰壓31↗33MPa，檢查無回流，起鉆至井深6436m；

關(guān)井泥漿泵正擠鉆井液20m3，排量14～20L/s，泵壓18～32MPa，套壓3～4.4MPa；

起鉆至井深6010m，關(guān)井泥漿泵反擠鉆井液8m3，排量7～20L/s，泵壓5～12MPa，套壓3～8MPa，準(zhǔn)備反擠固井。

5.2反擠固井

注密度2.60g/cm3的前置液15.5m3，排量16L/s，泵壓16MPa；

注密度2.65g/cm3的水泥漿43m3，排量18L/s，泵壓25MPa；

關(guān)井正擠密度2.60g/cm3的后置液3.5m3，排量15L/s，泵壓18MPa，套壓3.9MPa；

關(guān)井泥漿泵正擠鉆井液52m3，排量15～20L/s，泵壓29～32MPa，套壓3.1～6.2MPa；

關(guān)井泥漿泵反擠鉆井液12m3，排量20L/s，泵壓13MPa，套壓9.6MPa；

卸水泥頭，上起鉆具至5981m，立壓3MPa，套壓3MPa，關(guān)井憋壓候凝，立壓3↘0.5MPa，套壓3↗13MPa，后根據(jù)現(xiàn)場取樣強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)情況進(jìn)行探鉆塞并銑喇叭口進(jìn)行短回接固井。

5.3短回接固井

注密度2.6g/cm3的前置液17m3；

注密度2.65g/cm3的水泥漿27m3；

注密度2.6g/cm3的后置液4m3；

替鉆井液56.5m3，碰壓（壓力20↗23MPa，帶壓下插，加壓25t，泄壓無回流，倒扣脫手），起鉆，關(guān)井憋壓候凝，后根據(jù)現(xiàn)場取樣強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)情況進(jìn)行探鉆塞并電測固井質(zhì)量。

5.4固井質(zhì)量情況

該井成功完成了同區(qū)塊水泥漿密度最高固井施工作業(yè)，鹽膏層尾管固井合格率75.53%，短回接固井合格率96.56%，固井質(zhì)量合格。

6　結(jié)論

（1）對于超深、超高壓鹽膏層段存在溢、漏等復(fù)雜情況固井，可采用正注反擠、短回接等非常規(guī)固井工藝技術(shù)進(jìn)行封固。

（2）對于超高密度水泥漿體系，超高密度加重劑與超細(xì)加重劑微錳混合使用可提高漿體穩(wěn)定性，保證高密度漿體的良好性能。

（3）對于超高密度漿體地面配制可使用過渡罐“二次循環(huán)過渡混配”，保證水泥漿混配均勻和密度控制。

［1］卓勤功，李勇，宋巖，等.塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶古近系膏鹽巖蓋層演化與圈閉有效性［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35（1）：42-47.

［2］劉振通，李利軍，宋元洪，等.KS204井鹽膏層長封固段尾管固井技術(shù)［J］.鉆井液與完井液，2012，29（3）：61-63.

［3］劉崇建，黃柏宗，等.油氣井注水泥理論與應(yīng)用［M］.石油工業(yè)出版社，2001.

TE2

B

1004-5716（2016）05-0050-03

2015-05-08

2015-05-11

丁輝（1987-），男（漢族），湖北襄陽人，助理工程師，現(xiàn)從事固井專業(yè)工作。