延長油田西部地區(qū)低壓易漏地層固井技術

劉 云， 王 濤， 于小龍， 牛 萌

(1.延長油田股份公司勘探開發(fā)技術研究中心，陜西延安 716000；2.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西西安 710075)

?鉆井完井?

延長油田西部地區(qū)低壓易漏地層固井技術

劉 云1， 王 濤2， 于小龍2， 牛 萌1

(1.延長油田股份公司勘探開發(fā)技術研究中心，陜西延安 716000；2.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院，陜西西安 710075)

延長油田西部地區(qū)存在漏失層，固井過程中水泥漿易發(fā)生漏失失返，導致固井質(zhì)量較差。為此，在分析該地區(qū)水平井固井技術難點的基礎上，優(yōu)選復合粉煤灰低密度水泥漿、堵漏前置液配方和套管扶正器類型，優(yōu)化套管扶正器安放位置，制定提高頂替效率的技術措施，形成了適用于延長油田西部地區(qū)的低壓易漏地層固井技術。室內(nèi)試驗結(jié)果表明：復合粉煤灰低密度水泥漿綜合性能良好，API濾失量小于50 mL，在低溫下水泥石48 h抗壓強度達到12 MPa以上，沉降穩(wěn)定性好，上下密度差小于0.03 kg/L；前置液加入復合纖維封堵材料能封堵易漏層，提高其承壓能力。低壓易漏地層固井技術在延長油田西部地區(qū)已應用10余井次，固井成功率100%，固井質(zhì)量合格率達90%，漏失率降至3%。研究表明，低壓易漏地層固井技術能解決延長油田西部地區(qū)固井中存在的漏失問題，達到提高固井質(zhì)量的目的。

低密度水泥漿；水泥漿性能；堵漏；前置液；固井質(zhì)量；延長油田

延長油田西部地區(qū)主要包括陜西省西北部的吳起、定邊和靖邊等縣，位于鄂爾多斯盆地西傾單斜構造-陜西斜坡，主要目的層為三疊系延長組，屬低壓、低滲透致密性油氣田[1]，主要采用水平井開發(fā)[2]。鉆井過程中，鉆遇直羅組、安定組和延長組等多個易漏失層，60%以上的井在固井時水泥無法返至井口，部分漏失嚴重的井上部存在長約1 000.00 m的自由套管，井筒密封完整性非常差。國內(nèi)外對低壓易漏井固井技術進行了大量的研究，取得了超低密度水泥漿、防漏水泥漿、觸變性水泥和塞流固井等一系列研究成果[3-8]。筆者借鑒前人的研究成果，針對延長油田西部地區(qū)存在的固井技術難點及降本增效的要求，以成本較低的粉煤灰低密度水泥漿為基礎研發(fā)了復合粉煤灰低密度水泥漿，引入前置液堵漏技術，同時制定了提高頂替效率的措施，形成了適用于延長油田西部地區(qū)的低壓易漏地層固井技術，并在現(xiàn)場應用10余井次。應用結(jié)果表明，應用低壓易漏地層固井技術后，固井質(zhì)量合格率達90%以上，漏失率降至3%。

1 固井技術難點

1.1 易發(fā)生井漏

延長油田西部地區(qū)的主要目的層為延長組長6段和長7段，油藏埋深約1 800.00 m。目的層破裂壓力系數(shù)低，約為1.55～1.65[9]。在水平井鉆井過程中，安定組、洛河組和延長組等地層均有漏失發(fā)生，破裂壓力系數(shù)最低可至1.26。鉆井過程中漏速2～10 m3/h、漏失量200 m3以上的井達15%以上，漏失量500 m3以上的失返性漏失井達5%以上，滲透性漏失普遍存在。延長油田西部地區(qū)漏失類型及漏失原因見表1。

表1 延長油田西部地區(qū)漏失類型及原因

Table 1 Causes and types of leakage in western parts of the Yanchang Oilfield

地層漏失類型漏失原因第四系裂縫性存在大裂縫、孔洞洛河組裂縫性存在裂縫安定組孔隙型滲透砂泥巖直羅組和延安組孔隙型地層孔隙壓力低延長組孔隙型或裂縫性地層破碎、存在裂縫

由于延長油田西部地區(qū)存在多個漏失層位，造成固井時水泥上返至設計返深的成功率較低。據(jù)統(tǒng)計，延長油田西部地區(qū)60%以上的井水泥沒有上返至設計返深，固井質(zhì)量合格率僅為50%。

此外，目前延長油田西部地區(qū)固井時大部分以清水為前置液，清水前置液雖然能在一定程度上稀釋鉆井液，對附著在套管和井壁上的鉆井液有一定的清洗效果，但清水前置液的懸浮能力差，濾失量大，會對地層造成傷害，且用量過大會導致井壁失穩(wěn)。

1.2 套管下入易遇阻

延長油田西部地區(qū)水平井完鉆井深2 600.00～3 500.00 m，主要采用二級井身結(jié)構：一開，采用φ311.1 mm鉆頭鉆至井深320.00 m左右，下入φ244.5 mm套管；二開，采用φ215.9 mm鉆頭鉆至完鉆井深，下入φ139.7 mm套管。該地區(qū)水平井造斜點在井深1 500.00 m左右，水平段長600.00～1 400.00 m，定向造斜率最高達9°/30 m，套管下入困難。井斜角大于45°時，套管在自重作用下容易貼在下井壁上，導致摩阻增大；井斜角為55°～75°時，由于巖屑清除難度大，導致套管下入摩阻進一步增大。圖1是該地區(qū)某水平井未安放套管扶正器條件下套管下入摩阻模擬結(jié)果。由圖1可知，套管下到底時大鉤載荷曲線已逼近螺旋屈曲線，為提高套管的居中度需安放大量套管扶正器，而安放套管扶正器會增大套管下入遇阻風險。因此，需要優(yōu)選套管扶正器的類型和優(yōu)化套管扶正器的安放位置，以降低套管下入遇阻的風險。

圖1 套管下入過程中的摩阻Fig.1 Friction resistances during casing installation

1.3 注水泥頂替效率低

套管下入遇阻的風險限制了套管扶正器的外徑及安放數(shù)量，因此，該地區(qū)水平井水平段套管的居中度難以達到要求，而套管偏心會影響注水泥過程中的頂替效率。由于該地區(qū)地層具有低壓易漏的特性，不能采用大排量進行頂替，頂替過程中無法通過紊流提高頂替效率。由該地區(qū)現(xiàn)場固井施工情況可知，頂替后期泵壓可達16 MPa以上(50%以上為循環(huán)摩阻)，為防止壓漏地層，普遍采用降排量的方法降低井底壓力，而排量低時環(huán)空中為層流頂替，頂替效率低。

2 低壓易漏地層固井技術

由上述固井技術難點可看出，在固井過程中保證不發(fā)生漏失是提高該地區(qū)水平井固井質(zhì)量的關鍵。因此，為實現(xiàn)固井防漏、提高固井質(zhì)量的目的，主要從以下3個方面著手：1)優(yōu)化固井漿體結(jié)構，減小環(huán)空靜液柱壓力，形成高強復合低密度水泥漿固井技術；2)優(yōu)化前置液，提高前置液的堵漏能力，以提高地層承壓能力，強化井筒的完整性；3)進行配套固井工藝研究，以提高頂替效率和固井質(zhì)量。

2.1 復合粉煤灰低密度水泥漿

低密度水泥漿是解決低壓、易漏井固井時水泥漿漏失的主要途徑之一[10]。目前配制低密度水泥漿的減輕劑多選用漂珠，但漂珠相對于水泥顆粒較大，且粒徑、壁厚不均，在水泥漿中易上浮、破碎，造成水泥漿沉降穩(wěn)定性和體積穩(wěn)定性變差，尤其是自身承壓能力弱，造成實際入井水泥漿的密度大于常壓配制時的密度。粉煤灰是一種具有較高承壓能力的密度減輕材料，因其內(nèi)部含有大量活性玻璃體而具有潛在的水硬性，用其配制的水泥漿穩(wěn)定性好，形成的水泥石滲透率低[11]，而且粉煤灰來源廣、成本低，因此，進行復合粉煤灰低密度水泥漿研究。

復合粉煤灰低密度水泥漿由復合低密度材料TJLW、降濾失劑THFS、增強劑TJP和早強劑組成。復合低密度材料TJLW以粉煤灰為主，并與控水膨脹性材料和超細材料等復配，經(jīng)過特殊加工而成?？厮蛎浶圆牧峡裳a償粉煤灰水泥漿凝固時體積的收縮。超細材料(粒徑0.02～0.50 μm)是根

據(jù)顆粒級配理論將不同粒徑的超細材料混合而成，其可使水泥漿的顆粒結(jié)構更加致密，有利于提高水泥石強度。降濾失劑THFS為非滲透性聚合物，以鏈狀膠束顆粒形態(tài)存在于水泥漿中，通過聚合物交聯(lián)技術可在水泥漿與地層之間形成一層致密的不滲透膜，且膠束顆粒充填在水泥顆粒間的縫隙中，能夠有效地阻止地層流體向井筒運移，達到防氣竄和防水竄目的。

為使降濾失劑THFS的降濾失效果最優(yōu)，進行了降濾失劑THFS加量優(yōu)選，結(jié)果為：當降濾失劑THFS的加量為3%、4%、5%和6%時，基漿的API濾失量分別為150，140，70和35 mL。由此可以看出，降濾失劑THFS的加量達到6%，基漿的API濾失量就可以降至50 mL以下。因此，確定降濾失劑加量為6%。

為使水泥漿的早強效果達到最優(yōu)，分別將2%的早強劑A、B、C和TJC加入到基漿中，測定所形成水泥石24和48 h的抗壓強度，結(jié)果為：分別加入早強劑A、B、C和早強劑TJC時，水泥石24 h抗壓強度分別為15.1，14.2，17.8和21.7 MPa；48 h抗壓強度分別為16.2，17.7，20.4和28.6 MPa。由此可以看出，早強劑TJC比早強劑A，B，C的早強效果要好，加入2%早強劑TJC就可使基漿所形成水泥石24 h抗壓強度達20 MPa以上。因此，早強劑選用TJC。水泥漿凝固過程中，早強劑TJC可以充填在硅酸鈣凝膠微晶交織形成的網(wǎng)狀結(jié)構中，使水泥石結(jié)構更加致密，提高水泥石的強度和抗?jié)B等性能，改善水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量。

通過正交試驗確定復合粉煤灰低密度水泥漿的配方為：G級水泥+60.0%～100.0%復合低密度材料TJLW+5.0%微硅+6.0%降濾失劑THFS+4.0%增強劑TJP+2.0%早強劑TJC+0.3%消泡劑+水。復合粉煤灰低密度水泥漿的基本性能和稠化性能見表2和圖2。

表2 復合粉煤灰低密度水泥漿的基本性能Table 2 Performances of composite flyash low-density cement slurry

由表2和圖2可以看出：復合粉煤灰低密度水泥漿的密度最低可至1.40 kg/L，具有良好的流變性能，流動度22～24 cm；API濾失量低于50 mL；在低溫下稠化時間適宜且過渡時間短，水泥石48 h抗壓強度達到10 MPa以上；沉降穩(wěn)定性好，上下密度差不超過0.03 kg/L。由此可看出，復合粉煤灰低密度水泥漿的性能符合油氣井注水泥推薦標準要求。

圖2 復合粉煤灰低密度水泥漿的稠化曲線Fig.2 Thickening curve of composite flyash low-density cement slurry

2.2 堵漏前置液

2.2.1 設計思路

要解決固井中的漏失問題，必須通過堵漏來提高地層的承壓能力。國內(nèi)外近年來通常采用在水泥漿中加入纖維的方法來解決漏失問題，但是將纖維加入到水泥漿中的難度較大，而且僅靠纖維還不能完全解決漏失問題。為此，筆者考慮在前置液中加入堵漏劑，利用其對漏層進行暫堵，以提高漏層的承壓能力，解決水泥上返高度低的問題。

相比于水泥漿堵漏，在前置液中加入堵漏材料比較容易。堵漏材料包含纖維和顆粒材料，這些材料加入到前置液中可顯著提高架橋作用，而且纖維可提高井壁濾餅的韌性，有利于水泥石的膠結(jié)，提高固井第二界面的膠結(jié)質(zhì)量。

2.2.2 堵漏前置液配方的優(yōu)選

首先優(yōu)選前置液的添加劑。分別以羥乙基纖維素(HEC)和YC-DG為主劑，輔之以表面活性劑RT配制成2種前置液。HEC為前置液常用增黏劑，加入表面活性劑可使其分散均勻。YC-DG為復合添加劑，主要由生物高分子聚合物、懸浮穩(wěn)定劑和螯合劑組成，其中生物高分子聚合物主要用來提高前置液的黏度，降低其濾失量；懸浮穩(wěn)定劑主要懸浮巖屑及堵漏材料；螯合劑可與生物高分子聚合物和懸浮穩(wěn)定劑參與螯合作用，形成網(wǎng)狀凝膠結(jié)構，起到二級懸浮作用。根據(jù)HEC、YC-DG與RT不同加量下的流變性和懸浮性能測定結(jié)果，確定2種前置液的配方為0.8%HEC+5.0%RT和10.0%YC-DG+5.0%RT。

在2種前置液中加入橡膠粉、蛭石[12]和纖維類混合堵漏劑YCP-4等堵漏材料，形成不同的堵漏前置液配方。采用縫隙板模擬地層裂縫，利用鉆井液堵漏材料試驗儀評價不同配方堵漏前置液的堵漏效果，結(jié)果見表3。延長油田西部地區(qū)延長組地層裂縫的長度為0.2～0.5 mm，考慮鉆井過程中鉆井液的沖蝕，選用1.0 mm的縫隙板模擬裂縫。

由表3可以看出，配方2，4和6均可封堵住1.0 mm的縫隙板，承壓能力大于8 MPa，而封堵效果最好的是配方4和配方6。

表3 不同配方堵漏前置液堵漏性能評價結(jié)果

Table 3 Performances of plugging materials with different formulations

堵漏前置液配方承壓能力/MPa總漏失量/mL結(jié)果112310未封堵280320已封堵，承壓大于8MPa307全部漏失未封堵480250已封堵，承壓大于8MPa51249015MPa下全部漏失680237已封堵，承壓大于8MPa

注：堵漏前置液1—6的配方分別為0.8%HEC+5.0%RT+2.0%橡膠粉+2.0%YCP-4，0.8%HEC+5.0%RT +7.0%橡膠粉+2.0%YCP-4，0.8%HEC+5.0%RT +7.0%蛭石，0.8%HEC+5.0%RT +5.0%YCP-4，10.0%YC-DG+5.0%RT +7.0%蛭石和10.0%YC-DG+5.0%RT +5.0%YCP-4。

堵漏前置液除了應具有良好的堵漏效果外，還應具有較好的穩(wěn)定性和流變性[13]，同時與水泥漿混合后應有一定的強度。為此，對配方4和配方6的堵漏前置液進行了穩(wěn)定性、流變性和水泥漿混合強度測試，結(jié)果見表4。水泥漿與堵漏前置液按體積比75∶25混合，測試其形成水泥石48 h抗壓強度。

表4 堵漏前置液穩(wěn)定性、流變性及與水泥漿混合強度測試結(jié)果

Table 4 Rheological properties,stability of pre-pad and strength of the mixture with cement slurry

配方上下密度差/(kg·L-1)塑性黏度/(mPa·s)動切力/Pa48h混合強度/MPa40033115未凝固6001149887

由表4可以看出，2種配方堵漏前置液的流變性能均較好，能滿足前置液需求，但在穩(wěn)定性及與水泥漿的混合相容性方面，配方6均優(yōu)于配方4，且水泥漿與其混合后所形成的水泥石仍具有一定的強度。因此，選擇配方6的前置液作為延長油田西部地區(qū)固井用堵漏前置液。

2.3 配套技術措施

2.3.1 優(yōu)選套管扶正器及優(yōu)化其安放位置

一般情況下，常規(guī)彈性套管扶正器具有較高的復位力，且復位力的大小與作用在其上的載荷有關，然而產(chǎn)生大復位力的同時，也會產(chǎn)生較大的下入阻力，影響套管的正常下入。依據(jù)延長油田水平井套管下入難度，采用高支撐力的剛性套管扶正器，可抬起套管，減小套管與井壁的接觸面積，降低套管下入摩阻，保障套管順利下入。因此，選用樹脂旋流套管扶正器和樹脂滾輪套管扶正器。樹脂旋流套管扶正器的優(yōu)點在于當井壁不規(guī)則時，下套管過程中井壁可對套管扶正器產(chǎn)生一定的橫向分力，降低阻力。同時在固井過程中，水泥漿流經(jīng)樹脂旋流套管扶正器的螺旋條時產(chǎn)生旋流，有利于提高水泥漿的頂替效率。在套管進入斜井段時，樹脂滾輪套管扶正器可使大段套管不緊貼在井眼底邊，減小摩擦面積，且由于滾輪的滾動，使常規(guī)下套管時的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，也可降低套管與井壁之間的摩擦阻力，使套管順利下入。

根據(jù)2種套管扶正器的特點，優(yōu)化套管扶正器安放位置：從井斜角45°到B靶點的井段全部安放樹脂滾輪套管扶正器，每根套管安放一只；造斜點至井斜角45°的井段全部安放樹脂旋流套管扶正器，每2根套管安放一只；直井段安放彈性套管扶正器，每3根套管安放一只；與上層套管重疊井段安放剛性套管扶正器。

2.3.2 采用紊流-塞流復合頂替

針對延長油田水平井固井過程中后期頂替壓力高無法達到紊流、頂替效率低的難點，結(jié)合目前國內(nèi)對于塞流固井在防漏方面的研究成果[14]，設計采用紊流-塞流[15]復合頂替方式。利用流變學公式[16]計算延長油田水平井在不同施工排量下的頂替速度可知：延長油田水平井在施工排量較大的情況下(1.8～2.4 m3/min)，能夠?qū)崿F(xiàn)紊流頂替；排量較小(0.2～0.3 m3/min)時能夠?qū)崿F(xiàn)塞流頂替。為了實現(xiàn)紊流-塞流復合頂替，應選擇合適的減阻劑并優(yōu)化其加量，以控制水泥漿的流變參數(shù)。利用流變學公式計算達到紊流和塞流時的水泥漿流性指數(shù)為0.6，同時計算不同排量下達到紊流和塞流時水泥漿的稠度系數(shù)，結(jié)果見表5。

表5 不同井徑和排量下達到紊流和塞流時水泥漿的稠度系數(shù)

Table 5 Requirements forK(Pa·sn)under different well diameters and displacement conditions

塞流(紊流)排量/(m3·min-1)稠度系數(shù)/(Pa·sn)216mm?220mm?230mm?240mm?250mm?020(20)060044034054047024(24)084061090076065030(30)107078064049041

注：*為井徑。

表5中的結(jié)果可為水泥漿設計提供支持，為實施紊流-塞流頂替提供保障。在保證安全的前提下，替漿前期采用大排量頂替，替漿后期采用小排量塞流頂替，下部主要目的層經(jīng)過紊流塞流變排量頂替，有利于提高水泥漿的頂替效率；另外可以降低環(huán)空摩阻和注水泥發(fā)生漏失的風險。

3 現(xiàn)場應用

低壓易漏地層固井技術在延長油田西部低壓易漏地區(qū)進行了十余井次的現(xiàn)場應用，固井成功率100%，固井質(zhì)量優(yōu)良率達到了90%，漏失率降至3%。下面以新平15井為例介紹低壓易漏地層固井技術的具體應用情況。

新平15井采用二開井身結(jié)構，二開采用φ215.9 mm鉆頭，鉆至井深2 942.52 m完鉆，完鉆時鉆井液密度為1.10 kg/L。該井在鉆井過程中多次發(fā)生漏失，累計漏失鉆井液200 m3。二開要求φ139.7 mm套管下至井深2 940.10 m，水泥返至井口。該井二開井段井徑平均為241.6 mm，井徑擴大率平均為8.7%，采用雙密度水泥漿固井，設計以密度1.40 kg/L的復合粉煤灰低密度水泥漿為領漿，封固上部地層(0～1 900.00 m)，以密度1.88 kg/L的常規(guī)水泥漿為尾漿，封固水平段(1 900.00～2 940.00 m)。注水泥前先注入密度1.15 kg/L的堵漏前置液15.8 m3，對漏失層進行暫堵，之后連續(xù)注入隔離液5.0 m3、領漿58.0 m3、尾漿30.0 m3。整個固井過程施工順利，未發(fā)生漏失，前置液、水泥漿返至井口。固井結(jié)束候凝48 h后，聲幅測井顯示水泥膠結(jié)良好，固井質(zhì)量合格率98%，上部井段固井質(zhì)量優(yōu)良率達到了70%。

4 結(jié)論與建議

1) 通過優(yōu)化降濾失劑加量，優(yōu)選早強劑等水泥外加劑，根據(jù)正交試驗，確定了復合粉煤灰低密度水泥漿配方，其密度可調(diào)、性能優(yōu)越，所形成水泥石抗壓強度高，能夠滿足低壓易漏層固井要求。

2) 通過研究低密度水泥漿、堵漏前置液及制定提高頂替效率的技術措施，形成了適用于延長油田西部地區(qū)的低壓易漏地層固井技術?，F(xiàn)場應用表明，該技術能夠顯著提高延長西部低壓易漏地層的固井質(zhì)量。

3) 注水泥前利用前置液對易漏地層進行封堵可提高低壓易漏地層的固井質(zhì)量，但要根據(jù)地層特點優(yōu)選合適的堵漏材料，并要確定其對水泥石抗壓強度的影響較小。為提高堵漏前置液的堵漏效果和低壓易漏地層的固井質(zhì)量，應研制對水泥石抗壓強度無影響的堵漏材料。

[1] 姚涇利，鄧秀芹，趙彥德，等.鄂爾多斯盆地延長組致密油特征[J].石油勘探與開發(fā)，2013，40(2)：150-158. YAO Jingli,DENG Xiuqin,ZHAO Yande,et al.Characteristics of tight oil in Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2013,40(2):150-158.

[2] 李偉，張文哲，鄧都都，等.延長油田水平井鉆井液優(yōu)化與應用[J].鉆井液與完井液，2017，34(2)：75-78. LI Wei,ZHANG Wenzhe,DENG Dudu,et al.Optimization and application of horizontal drilling fluid in Yanchang Oilfield[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2017,34(2):75-78.

[3] 張錦宏.彭水區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井關鍵技術[J].石油鉆探技術，2013，41(5)：9-15. ZHANG Jinhong.Key drilling & completion techniques for shale gas horizontal wells in Pengshui Block[J].Petroleum Drilling Techniques,2013,41(5):9-15.

[4] 步玉環(huán)，尤軍，姜林林.觸變性水泥漿體系研究與應用進展[J].石油鉆探技術，2009，37(4)：110-114. BU Yuhuan,YOU Jun,JIANG Linlin.Research and application of thixotropic cement slurry[J].Petroleum Drilling Techniques,2009,37(4):110-114.

[5] 龍志平，王彥祺，周玉倉.隆頁1HF頁巖氣井鉆井關鍵技術[J].石油鉆探技術，2016，44(2)：16-21. LONG Zhiping,WANG Yanqi,ZHOU Yucang.Key drilling technologies for shale gas well Longye 1HF[J].Petroleum Drilling Techniques,2016,44(2):16-21.

[6] 李曉春，李坤，劉銳，等.塔里木盆地超深天然氣井全過程塞流防漏注水泥技術[J].天然氣工業(yè)，2016，36(10)：102-109. LI Xiaochun,LI Kun,LIU Rui,et al.Plug flow based full-process leakage-proof cementing technology for ultra-deep gas wells in the Tarim Basin[J].Natural Gas Industry,2016,36(10):102-109.

[7] 李偉，王濤，王秀玲，等.陸相頁巖氣水平井固井技術：以延長石油延安國家級陸相頁巖氣示范區(qū)為例[J].天然氣工業(yè)，2014，34(12)：106-112. LI Wei,WANG Tao,WANG Xiuling,et al.Cementing technology for horizontal wells of terrestrial shale gas:a case study of the Yan’an national terrestrial shale gas E & P pilot area[J].Natural Gas Industry,2014,34(12):106-112.

[8] 李曉琦.魯邁拉油田易漏層固井技術研究與應用[J].鉆井液與完井液，2015，32(5)：54-57. LI Xiaoqi.Cementing of wells with lost circulation in Rumaila Oilfield[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2015,32(5):54-57.

[9] 俞忠寶.延長油田井壁穩(wěn)定性及防漏堵漏鉆井液技術研究[D].西安：西安石油大學，2015：10-11. YU Zhongbao.Research on borehole wall stability and plugging drilling fluid technology in Yanchang Oilfield[D].Xi’an:Xi’an Shiyou University,2015:10-11.

[10] 劉學鵬，張明昌，馮明慧，等.復合空心微珠低密度水泥漿的研究與應用[J].石油鉆采工藝，2014，36(6)：39-41. LIU Xuepeng,ZHANG Mingchang,FENG Minghui,et al. Research and application of composite hollow microbead low density cement slurry[J].Oil Drilling & Production Technology,2014,36(6):39-41.

[11] 陳學航，李焱，高文龍，等.粉煤灰漂珠提取及其在石油固井中的應用[J].硅酸鹽通報，2015，34(5)：1320-1324. CHEN Xuehang,LI Yan,GAO Wenlong,et al.Fly ash cenospheres extraction and application in oil well cementing[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2015,34(5):1320-1324.

[12] 初永濤.MS型堵漏隔離液的研究與應用[J].石油鉆探技術，2013，41(3)：89-93. CHU Yongtao.Research and application of MS spacer fluid for plugging[J].Petroleum Drilling Techniques,2013,41(3):89-93.

[13] 袁進平，于永金，劉碩瓊，等.威遠區(qū)塊頁巖氣水平井固井技術難點及其對策[J].天然氣工業(yè)，2016，36(3)：55-62. YUAN Jinping,YU Yongjin,LIU Shuoqiong,et al.Technical difficulties in the cementing of horizontal shale gas wells in Weiyuan Block and the countermeasures[J].Natural Gas Industry,2016,36(3):55-62.

[14] 莊建山，宋元洪，高飛，等.塔里木山前區(qū)塊超深井尾管塞流固井技術[J].鉆井液與完井液，2016，33(4)：83-86. ZHUANG Jianshan,SONG Yuanhong,GAO Fei,et al.Plug flow liner cementing technology for ultra deep well in piedmont Tarim[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2016,33(4):83-86.

[15] 丁士東.塔河油田紊流、塞流復合頂替固井技術[J].石油鉆采工藝，2002，24(1)：20-22. DING Shidong.Combination displacement cementing of turbulent and plug flow in Tahe Oilfield[J].Oil Drilling & Production Technology,2002,24(1):20-22.

[16] 王濤，王國峰，李偉，等.提高固井過程中環(huán)空摩阻計算精度的方法[J].科學技術與工程，2015，15(11)：49-52. WANG Tao,WANG Guofeng,LI Wei,et al.Method to increase the accuracy of annular friction calculation while cementing[J].Science Technology and Engineering,2015,15(11):49-52.

[編輯 劉文臣]

Cementation Technology for Low-Pressure Formations Susceptible to Lost Circulation in Western Area of the Yanchang Oilfield

LIU Yun1,WANG Tao2,YU Xiaolong2,NIU Meng1

(1.ResearchCenterforExploration&DevelopmentTechnology,YanchangOilFieldCo.,Ltd.,Yan’an,Shaanxi,716000,China;2.ResearchInstituteofShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi,710075,China)

The western parts of the Yanchang Oilfield contain layers with a high tendency toward lost circulation.Frequent lost circulations of cement slurry during cementation can lead to poor quality in cementation.Under such circumstances,technical challenges in the cementation of horizontal wells in the area had been studied to develop cementation technologies suitable for low-pressure formations susceptible to lost circulation in the western parts of the Yanchang Oilfield.These technologies involved deployment of composite low-density cement slurries,plugging pre-pad fluids with desirable formulations,casing centralizer of suitable type,optimization of installation positions of casing centralizers and technologies with satisfactory displacement efficiencies.The newly developed composite low-density cement slurry had outstanding overall performances with API filtration rates below 50 mL,low-temperature 48 h compress strength of cement stone over 12 MPa,outstanding settlement stability with density differences below 0.03 kg/L.By adding composite fiber plugging materials,the pre-pad fluids could effectively seal off formations susceptible to lost circulation and enhance the bearing capacities of the formation.The cementation technology was deployed in over 10 wells in western parts of the Yanchang Oilfield with success rate of 100%,with a high-quality cementation rate of 90% and lost circulation rate of 3%.Research results showed the newly developed cementation technology for the low-pressure formations susceptible to lost circulation could effectively eliminate lost circulation in cementation operations in western parts of the Yanchang Oilfield.Eventually,the quality of cementation operations could be enhanced dramatically.

low-density cement slurry;cement slurry property;loss circulation control;pre-pad fluid;cementing quality;Yanchang Oilfield

2016-07-22；改回日期：2017-07-07。

劉云(1984-)，男，陜西志丹人，2008年畢業(yè)于西安石油大學石油工程專業(yè)，2014年獲西安石油大學油地質(zhì)工程專業(yè)工程碩士學位，工程師，主要從事鉆完井工程方面的研究。E-mail：liuyun211321@163.com。

延長石油集團青年基金項目“低成本低密度水泥漿體系研究”(編號：YCSY2017QNJJ-b-07)研究內(nèi)容。

10.11911/syztjs.201704009

TE256

A

1001-0890(2017)04-0053-06