如何提高套管開窗側(cè)鉆井的固井質(zhì)量

付林+王媛媛

摘 要：在油田開發(fā)中套管開窗側(cè)鉆是常用的技術(shù)措施，其主要作用為恢復(fù)油井生產(chǎn)，提高油井的利用率。與此同時(shí)其還可節(jié)約鉆井費(fèi)用和地面建設(shè)費(fèi)用，加強(qiáng)對(duì)套管開窗側(cè)鉆井固井質(zhì)量的研究，以達(dá)到提高油氣開發(fā)效果、延長(zhǎng)油井的使用壽命及降低成本的目的。

關(guān)鍵詞：套管開窗側(cè)鉆；固井質(zhì)量；開窗側(cè)鉆技術(shù)

引言：套管開窗側(cè)鉆是開采地下原油的一項(xiàng)技術(shù)措施。它是油田開發(fā)到中后期節(jié)約開采成本、提高原油采收率的重要技術(shù)手段，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略地位。因此，對(duì)如何提高套管開窗側(cè)鉆井的固井質(zhì)量的研究勢(shì)在必行。

1.套管開窗側(cè)鉆井的固井難點(diǎn)

固井工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，在施工中環(huán)空間隙的變化直接關(guān)系到固井的設(shè)計(jì)和施工，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量。影響固井質(zhì)量的因素是多方面的，就如套管在井筒內(nèi)的居中程度等都是重要的影響因素。

1.1水泥環(huán)質(zhì)量難以保證

目前的井身結(jié)構(gòu)中，水泥環(huán)的實(shí)際厚度與理論上并不相符，有一定的擴(kuò)大率，但往往也存在井眼縮徑。再考慮泥餅和井眼不規(guī)則的影響，水泥環(huán)的有效厚度將更薄。這樣薄的水泥環(huán)的膠結(jié)強(qiáng)度很低，封隔效果就更差，且很難有界面之分，一旦出現(xiàn)問題其危害程度就更大。這樣的水泥環(huán)很難在以后的生產(chǎn)作業(yè)中滿足射孔、測(cè)試、生產(chǎn)及產(chǎn)層改造的要求。

1.2尾管不容易下入

由于套管在環(huán)空間隙小的井眼中下入，井壁的摩阻及粘附作用很大，因此加大了套管的下入難度。一旦遇到地層縮徑及井眼不規(guī)則等情況尾管下入就更加困難，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致懸掛器故障從而套管下入失敗。

1.3尾管固井壓力高

在實(shí)際操作中，由于環(huán)空間隙小而產(chǎn)生憋堵現(xiàn)象，進(jìn)而過流面積變小，同時(shí)受地層縮徑和懸掛器坐封的作用，過流面積就會(huì)更小。從而引起高流阻、高泵壓現(xiàn)象，而影響固井施工質(zhì)量。在固井時(shí)很容易發(fā)生憋堵，造成憋高壓事故。

1.4水泥漿失重的影響

水泥漿具有的失重特性在不同環(huán)空間隙條件下有著不同的影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明：小間隙的先期失重速率較一般間隙和大間隙的失重速率要快。在滲透性大的地層，水泥漿由于小間隙條件下的高泵壓環(huán)境，極易因大量失水產(chǎn)生“橋堵”失重，因而對(duì)固井施工和候凝帶來不利影響。

1.5套管居中度難以保證，嚴(yán)重影響頂替效率

在確保固井質(zhì)量中，套管居中是基本且重要的條件。由于套管居中度偏差大，頂替效率降低導(dǎo)致固井的質(zhì)量受到影響。對(duì)于小間隙固井，套管居中的要求更嚴(yán)格，最好能在80%以上。但是，由于技術(shù)原因一般結(jié)構(gòu)的套管扶正器不能得到使用，短節(jié)式套管扶正器因其價(jià)格原因也不被認(rèn)可。未被扶正的管串更不能應(yīng)用。固井的頂替效率極低，無法保證固井的質(zhì)量。

2.提高側(cè)鉆井主要固井技術(shù)工藝的措施

2.1調(diào)整現(xiàn)行井身結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大環(huán)空間隙

采取綜合措施，調(diào)整現(xiàn)行井身結(jié)構(gòu)，努力擴(kuò)大環(huán)空間隙，盡可能降低小間隙這個(gè)瓶頸因素對(duì)固井的嚴(yán)重影響。首先，就是要實(shí)施用咖118mm偏心鉆頭擴(kuò)眼。其次就是改變套管的規(guī)格、品種。進(jìn)而使環(huán)空間隙擴(kuò)大，有利于套管扶正器的下入，同時(shí)緩解了施工的壓力，降低了套管下入失敗的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于原井身的結(jié)構(gòu)，其不但擴(kuò)大了水泥環(huán)厚度、提高膠結(jié)強(qiáng)度，而且使套管居中度及頂替效率都有所提高，因此固井的質(zhì)量也有了保障。

2.2使用扶正器。不斷提高套管居中度

為了可靠地使用扶正器，安全順利地下入管串，最大程度地保證套管居中度，就需要認(rèn)真地做好套管的居中設(shè)計(jì)和扶正器的選型。扶正器的安放位置和使用數(shù)量要依據(jù)井斜、方位數(shù)據(jù)用設(shè)計(jì)軟件確定，設(shè)計(jì)的原則還要兼顧地層和流動(dòng)阻力的因素，力求以最少的扶正器獲得最好的使用效果。

2.3優(yōu)化化水泥漿體系，保證水泥漿性能

水泥漿性能對(duì)固井質(zhì)量有重要的影響。要對(duì)水泥漿的失水、析水和體系穩(wěn)定性要著重關(guān)注。要選用質(zhì)量較好、性能穩(wěn)定的降失水劑、分散劑和調(diào)凝劑，以及在水泥中加入微硅、增強(qiáng)劑等固體顆粒材料，來確保水泥漿體系穩(wěn)定性?？梢约尤肱蛎洸牧蟻硖岣呓缑婺z結(jié)質(zhì)。還可以復(fù)合使用一些纖維材料改善水泥石的微觀結(jié)構(gòu)來提高它的抗破壞能力。合理的采用MTC固井技術(shù)，其不但具有綜合的優(yōu)良性能而且對(duì)井眼凈化和頂替效率的要求較為寬松。并且其配漿液中含有鉆井液成分，對(duì)井筒內(nèi)的泥餅及殘存鉆井液有一定的固化作用。極大地提高小間隙固井質(zhì)量。

2.4設(shè)法穩(wěn)定井眼，做到平衡壓力固井

由于油田受長(zhǎng)期開發(fā)采注的影響，產(chǎn)層、地層常常會(huì)有壓力虧空增高，地層連通性好等現(xiàn)象。這樣就容易引起井下的漏失、上竄、甚至溢流，對(duì)固井的危害相當(dāng)大。因此，要高度重視并做好管理協(xié)調(diào)、技術(shù)保證、精細(xì)施工等方面的工作，確保井眼的穩(wěn)定。針對(duì)漏失現(xiàn)象，要先堵漏，并且堵漏效果要滿足固井需要，然后在進(jìn)行固井。在需要時(shí)可對(duì)固井設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)理，來幫助壓穩(wěn)。固井設(shè)計(jì)必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，運(yùn)用流變學(xué)設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件來緩解固井施工中壓力的平衡。

3.側(cè)鉆井固井設(shè)計(jì)施工的其他要點(diǎn)

3.1鉆井液性能調(diào)整

對(duì)于套管下入和循環(huán)頂替，鉆井液性能調(diào)整有著重要作用，尤其是小間隙尾管固井更加突出，其調(diào)整必須以井下安全為前提，使粘切和觸變性盡量的降低，進(jìn)而提高流變性能。針對(duì)小間隙尾管固井，可單獨(dú)調(diào)整鉆井液在固井前注入井內(nèi)，在得到充分循環(huán)后再實(shí)施固井作業(yè)。

3.2前置液的使用

在套管側(cè)鉆井固井中，沖洗液?jiǎn)为?dú)使用是不可取的，以稀水泥漿為隔離液也存在一定的負(fù)作用和風(fēng)險(xiǎn)。然而前置液的使用就避免了以上缺點(diǎn)，其所采用的隔離液具有分散減輕以及懸浮攜帶的作用，會(huì)使沖洗作用和隔離效果有效的增強(qiáng)。所以在小間隙尾管固井中對(duì)前置液的合理使用有著重要的意義。

3.3泥漿計(jì)算及密度控制

在固井中水泥附加量不宜過大，并且井徑曲線要嚴(yán)格校核、取值計(jì)算要精確。施工環(huán)節(jié)中要按設(shè)計(jì)打好密度，來確保施工現(xiàn)場(chǎng)水泥漿和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的性能一致。因小間隙尾管井所用的水泥漿數(shù)量較小，充填較長(zhǎng)的井段則需要很少的水泥漿就可以完成。并且施工中對(duì)水泥漿密度沒有調(diào)節(jié)的機(jī)會(huì)。所以，在固井時(shí)注水泥設(shè)備要保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并運(yùn)用二次批量混配技術(shù)，已使入井的水泥漿能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

3.4排量選擇

注替排量的選擇在小間隙尾管固井中是比較困難的，要依據(jù)實(shí)際情況來選擇排量的大小。在大井眼固井環(huán)空流阻壓耗大部分在套管內(nèi)，而小間隙尾管固井時(shí)環(huán)空流阻壓耗所占的比例卻大幅度增加，所以我們要結(jié)合固井現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件合理地選擇注替排量，預(yù)防環(huán)空漏失或憋堵現(xiàn)象發(fā)生。

3.5替計(jì)量

渦輪流量?jī)x在固井是比較常用，其計(jì)量的精度有一定排量要求，小間隙尾管固井的注替排量很小，為避免計(jì)量誤差影響固井施工，可以采取儀器、水泥車、和計(jì)量罐相結(jié)合的計(jì)量方式。

3.6空憋壓

根據(jù)小間隙井眼的失重規(guī)律，清洗完水泥漿后不停泵、不起鉆，繼續(xù)循環(huán)至稠化時(shí)間。在循環(huán)的過程中，可以上下活動(dòng)鉆具，也可以逐步加大循環(huán)排量提高泵壓，減小失重危害。

結(jié)語：為了提高套管開窗側(cè)鉆井固井質(zhì)量，必須采取系統(tǒng)的方法，并解決一般的技術(shù)要求及克服小間隙尾管固井這一主要矛盾帶來的不利影響。通過改變井身結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大環(huán)空間隙、合理使用扶正器、提高套管居中度來提高開窗側(cè)鉆井固井質(zhì)量。同時(shí)注重提高鉆井液流變性和前置液使用效果，優(yōu)化水泥漿性能，平衡壓力固井等有效的方法和途徑。并且組織、精心設(shè)計(jì)、精心施工、提高設(shè)計(jì)符合率，來提高開窗側(cè)鉆井固井質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊智；影響固井水泥石韌性強(qiáng)度的因素研究[D]；成都理工大學(xué)；2011

[2]萬兆；鉆井套管失效機(jī)理分析及可靠度設(shè)計(jì)方法研究[D]；武漢理工大學(xué)；2007年