吉林油田淺層水平井固井技術研究

王士鵬

摘 要：隨著吉林油田勘探技術開發(fā)的深入，勘探開發(fā)難度也明顯加大。吉林油田很多井位受地面條件限制，不能采用常規(guī)和直井定向井進行勘探開發(fā)，為有效降低開發(fā)成本、提高特低滲透油藏的整體開發(fā)效益，需引用淺層水平井固井技術進行油田的勘探與開發(fā)。為此，從淺層水平井固井技術的相關情況進行分析，探討技術優(yōu)勢和實施方案。

關鍵詞：吉林油田；淺層水平井；固井技術；探討研究

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.33.198

隨著吉林油田勘探技術開發(fā)的深入，勘探開發(fā)難度也明顯加大，影響今后石油開采作業(yè)以及多種不利后果產生。吉林油田油藏埋藏深度大多比較淺（400米左右），受地面條件限制，常規(guī)和直徑定向井無法進行開發(fā)勘測，單井產量低、經濟效益較低，為了加快吉林地區(qū)油田開發(fā)步伐，應用了性能優(yōu)良的固井工具及附件，通過對2005年實施的第一口淺層水平井進行數據施工等分析，不斷的優(yōu)化鉆井液配方、完善固控設備等具體實施方案的優(yōu)化與改進，提高淺層水平固井技術的整體開發(fā)效益，推動吉林油田的開發(fā)與發(fā)展。

1 淺層水平井固井技術施工要素探討

1.1 淺層水平井固井技術

隨著油田勘探程度的不斷加深，導致勘探過程中遇到復雜的地質結構，淺層水平井一般主要是指井斜角大于或等于86°，并且井身軌跡在油氣層中穿行一定長度的定向井。林區(qū)域油藏低溫、低滲、埋深錢，油藏水平井位比普通水平井位普遍大于2.0，該種情況下需要解決的突出問題表現在兩方面，一方面是保證有足夠強度的套管柱能夠克服阻力，另一方面是在大斜度或水平井段完全充滿優(yōu)質水泥漿的問題。這是水平井鉆井的一個關鍵技術，利用水平井鉆井手段，保護和解放油氣層，從而提高油田開采采收率，增加油田開采油層產能，促進油田開發(fā)水平。

1.2 淺層水平井固井技術難點

1.2.1 井身結構

淺層水平井的“地面定向”的淺水平井技術主要有淺層水平井和大斜度井，下入的套管一定需要承受底層縱向下榻應力，水泥環(huán)控支撐作用顯得極其重要。淺層水平井和大斜度井中尤其需要甄別的是生產層出水還是入水，出現濾液滲入油頁巖裂縫而導致施工難度加大等現象，這些技術實施要點都需要特別注意。在進行水平井和大斜度井固井時對固井技術要求也有所不同。

首先，對水泥漿性能的要求。在水平段，水泥漿注入井內后，由于重力的作用難以保持原有的穩(wěn)定性，水泥顆粒很容易在套管下層凝結沉淀，致使自由水析出。套管上側的水泥漿凝固后的水泥石強度降低，導致油氣水通道形成，所以在這一環(huán)節(jié)，提高水泥漿的穩(wěn)定性能，降低水泥漿析水是確保油田固井質量的關鍵。為此，在進行固井時全面提高水泥漿性能，保證水泥漿具有較好的穩(wěn)定性，嚴格控制水泥漿失水量。一般控制在50ml以內。

其次，分割注水泥井段內各組產層和其他滲透性巖層，確保井段內不會因為環(huán)空竄道引起出水。這就需要在水平井中，通過調整泥漿性能，確保自由水析出量較少，那么水泥漿穩(wěn)定性能越強，要求是在水平固井中，水泥漿API<50ml/30min。

1.2.2 注水泥特點和技術控制要點

注水泥漿的流變性。常規(guī)注水泥過程中，為了獲得更高的水泥漿頂替效率，都是通過降低水泥漿的膠凝強度、屈服值改善水泥漿流變性能，通過不斷摸索試驗配方，調整水泥漿性能，在進行水平井水泥漿設計時，一定要保證水泥漿的穩(wěn)定性，確保水泥漿的屈服值控制在15Pa左右。

水泥漿的稠化時間。水泥漿自由水析出是致使水平井固井質量降低的最主要原因，在水平井中，由于油氣層裸眼段比較長，裸眼環(huán)容比小間隙處環(huán)容大于1倍時，水泥漿與油氣層接觸面大，水泥漿的失水量控制成為難點，但是自由水析出是與水泥漿膠凝強度的緊密相關的，所以在進行施工時，設計水泥漿水平井時，一定要保證注水泥施工安全，做好充分保障措施，盡量的減少水泥漿稠化時間，做到“直角”稠化。

1.3 水泥漿外加劑的選用

根據各地區(qū)水平井的完鉆出口溫度情況，通過室內化驗與性能對比，選擇DSHJ將試水外加劑，此種外加劑主要是由降失水劑、降粘劑、抑泡劑以及速凝劑等組合而成，是一種可溶于水的固體粉末，通過DSHJ降失水劑的應用，借助降粘劑和交聯劑改變分子化合物，相互產生交聯作用，當濃度到達一定時，增大水泥漿體系的流動阻力，與水泥顆粒產生交叉網狀鏈接，改善水泥漿粘稠現象，會在水泥顆粒周圍形成屏蔽層，降低水泥漿的流動性。

1.4 對水泥漿體系性能綜合性評述

為保證水泥漿體系性能可通過控制水泥漿失水量和析出量，確保水泥漿低濾失、高沉降穩(wěn)定性，失水量可以控制在30mL，析水量為0。稠化時間按要求，保證固井施工順利，提高水泥環(huán)封隔地層的能力。首先，選用高效降濾失劑，可有效把水泥漿API失水控制在小于50ml以內；其次，確保水泥漿流動性和稠化時間，確保水泥漿稠化強度和性能；最后，由于水泥漿凝固后，水泥石強度會增長，為防止水泥石體積収縮形成微間隙，需要增強抵抗底層流體的能力。

2 吉林淺層水平井固井技術與配套措施

2.1 固井施工前進行地層承壓堵漏試驗

依據吉林地區(qū)油田鉆井工程設計的固井注水泥方案，為有效提高井眼的承壓力，在進行下套管前進行承壓堵漏，并為接下來的固井完井奠定良好的井眼基礎。

2.2 提高注水泥性能措施

淺層水平井固井需要的水泥漿量大，在進行水泥漿封漿工作時，通過降低水泥漿的膠凝強度、屈服值改善水泥漿流變性能，在進行水平井水泥漿設計時，一定要保證水泥漿的穩(wěn)定性，利用降低水泥漿紊流頂替排量，確保水泥漿的屈服值控制在15Pa左右，通過提高注水泥排量達到或接近頂替排量，提升注水泥頂替效率具。

3 合理確定頂替排量

在實際油田勘測中，大排量頂替有利于提高頂替效率，但大排量頂替會給該地區(qū)埋下較大的井漏風險，因此，根據實測井徑數據，利用降低水泥漿紊流頂替排量，確保井段內不會因為環(huán)空竄道引起出水，確保環(huán)空流速達到1.0-1.2m/s即可。

4 現場應用

根據吉林地區(qū)油田實際生產量將淺層水晶古井技術進行現場應用，采用性能優(yōu)良的雙凝微膨水泥漿體系，選用DSHJ降失水劑，在進行淺水層固井前做好充分準備，確保固井技術、注水泥漿性能等完善穩(wěn)定的基礎保障下，進行淺層水平井固井技術實施。在當地要考慮到地質情況、工程情況和成本預算等三方面的基礎上，在扶余、紅崗、新廟地區(qū)完成了35口水平井，再經電測解釋：固井一界面優(yōu)質、二界面合格，其中，優(yōu)質井量占到80%以上，為吉林油田的1000萬多噸的淺層石油地質儲量求得切實可行的新方法。

5 結語

在進行淺層水平井設計和鉆眼施工時，必須結合當地油田儲存的實際情況，從井身軌跡設計和實鉆井眼的符合方面保證套管的安全下入，選用科學合理的水泥注漿體系，采用合適的水泥漿體系與合理的施工參數及技術措施，確保鉆井液具有良好攜帶和懸浮能力以及不影響開采成本，提高封固質量，跟上油田上產的需求，不斷在實踐中豐富和完善固井技術，提高淺層水平固井技術的整體開發(fā)效益，推動吉林油田的開發(fā)與發(fā)展，從而提升我國油田的原油開采率。

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