HD28井超深井低密度水泥漿固井技術(shù)

賀鑫欣

摘 要：HD28井是塔里木油田塔北項(xiàng)目部沙雅縣境內(nèi)的一口評價(jià)井，該井二開中完井深6365米，井底靜止溫度122℃，采用Φ200.03mm套管雙級固井工藝，固井作業(yè)面臨裸眼封固段長（一級封固3365米）、壓力窗口窄、地層易漏、施工壓力高等一系列問題。介紹了HD28井基本情況，分析了技術(shù)難點(diǎn)，采取一系列的技術(shù)措施如一級領(lǐng)漿和二級使用漂珠低密度水泥漿體系，現(xiàn)場應(yīng)用良好，經(jīng)聲幅測井解釋固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，取得了較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：超深井；長封固段；低密度水泥漿；雙級固井

HD28井是塔里木油田在新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)的部署的一口評價(jià)井，二開中完井深6365米。該區(qū)塊地層壓力低、承壓能力低，屬于低壓易漏井固井。研究出一套在高溫高壓條件下不分層、不沉降、流變性良好、強(qiáng)度達(dá)到要求的低密度水泥漿體系及配套的固井相關(guān)技術(shù)，是保障固井施工安全、提高固井質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 HD28井基本概況

完井采用200.03mm套管雙級固井工藝。鉆井液為聚磺鉆井液體系，密度1.27g/cm3，漏斗粘度45s，失水2.8ml，塑性粘度20mpa·s。易漏失井段在4495-4695m，地層當(dāng)量密度為1.35g/cm3。該井最大井斜24.74°，裸眼井段平均井徑256mm，平均井徑擴(kuò)大率6.43%。

2 技術(shù)難點(diǎn)

2.1施工工藝難點(diǎn)

①二疊系地層承壓能力低，下套管及固井施工中存在井漏的風(fēng)險(xiǎn)；

②斜井斜度大，套管不宜居中，有套管貼邊的風(fēng)險(xiǎn)，對固井質(zhì)量造成影響；

③裸眼段長，循環(huán)阻力大，施工壓力高，存在易漏地層，施工排量受限不容易實(shí)現(xiàn)紊流頂替。

2.2 技術(shù)措施

①合理設(shè)計(jì)分級箍位置及水泥漿漿柱結(jié)構(gòu)，采用合適的施工排量，減少地層漏失的風(fēng)險(xiǎn)；

②優(yōu)化扶正器的加放，確保套管居中度；

③采用平衡壓力固井，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工排量，保持施工的排量和壓力穩(wěn)定，確保施工及候凝整個(gè)過程的壓力平衡，防止井漏等復(fù)雜情況的發(fā)生。

3 水泥漿體系設(shè)計(jì)

3.1 難點(diǎn)分析

長封固裸眼段對低密度水泥漿性能要求極高，采用Landy-30S漂珠作為減輕材料，由于大量外摻料的摻入，致使水泥漿密度的降低和水泥漿性能發(fā)生矛盾，突出表現(xiàn)在：

①由于水泥漿中減輕材料的存在，其與水泥漿顆粒比重相差較大，容易產(chǎn)生沉降分層，這樣會破壞水泥漿柱的整體均持性，導(dǎo)致水泥石產(chǎn)生疏松凝結(jié)，影響水泥石膠結(jié)質(zhì)量。嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致漂珠上浮、堆積，產(chǎn)生橋堵造成別泵，給施工造成很大風(fēng)險(xiǎn)；

②游離液和濾失水的產(chǎn)生將會使水泥漿拌合水明顯減少，造成流變參數(shù)、稠化時(shí)間等漿體性能偏離設(shè)計(jì)值，影響頂替效率和施工質(zhì)量；

③高壓下空心漂珠進(jìn)水后，水泥漿中液相含量減少，水泥漿流變性能變差，泵送困難，給施工帶來風(fēng)險(xiǎn)；

④一級封固段長達(dá)3365m，上下溫差達(dá)64℃，頂部低密度水泥石強(qiáng)度發(fā)展緩慢。

3.2 室內(nèi)優(yōu)選

顆粒級配：利用緊密堆積原理，在水泥漿中優(yōu)化固相顆粒分布，采用三種不同尺寸的顆粒（水泥、漂珠、微硅）進(jìn)行級配，通過調(diào)節(jié)混合固相的大小分布，改變固相的堆積體積分?jǐn)?shù)，使不同粒徑的固相顆粒形成合理級配。

水泥、微珠、微硅的粒徑大小可用下面的關(guān)系表示：微珠粒徑>水泥粒徑>微硅粒徑。微硅的粒徑在三者中最小，所以微硅可以很好的填充固相顆粒之間的空隙，達(dá)到提高單位體積中固相含量的目的。此外，微硅還有一定降失水作用，并且具有一定懸浮性，能夠增加漿體穩(wěn)定性。

3.3 水泥漿配方

一級低密度水泥漿：干混：G級水泥+漂珠+微硅；濕混：淡水+降失水劑+緩凝劑+分散劑+消泡劑+纖維。一級常規(guī)密度水泥漿：干混：G級水泥+硅粉+微硅；濕混：淡水+降失水劑+分散劑+消泡劑+纖維。

二級低密度水泥漿：干混：G級水泥+漂珠+微硅；濕混：淡水+降失水劑+緩凝劑+分散劑+消泡劑+纖維。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

固井施工過程：

①一級固井注入密度1.40g/cm3前置液7m3，1.45g/cm3低密度水泥漿29m3，施工壓力12Mpa；注入1.88g/cm3常規(guī)密度水泥漿42m3，施工壓力降至0Mpa；注入1.03g/cm3后置液2.5m3，注入1.70g/cm3加重鉆井液100m3，1.27g/cm3鉆井液57m3，施工壓力由0升至16Mpa，碰壓壓力19Mpa；

②二級固井注入密度1.35g/cm3前置液7m3，1.45g/cm3低密度水泥漿73m3，施工壓力由7Mpa降至2Mpa；注入1.03g/cm3后置液2.5m3，注入1.70g/cm3加重鉆井液25m3，1.27g/cm3鉆井液48.7m3，施工壓力由0升至12Mpa，關(guān)孔壓力22Mpa。次固井施工過程順利，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，試壓合格，經(jīng)聲幅測井驗(yàn)證，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率為90%，滿足固井質(zhì)量要求。

5 結(jié)論

① 井身質(zhì)量好，井徑規(guī)則，無大肚子及縮徑井段，扶正器的作用得到了有效發(fā)揮，保證了套管的居中度，使水泥環(huán)分布均勻。

②采用雙級固井工藝及低密度水泥漿體系，有效降低了固井施工中的漏失風(fēng)險(xiǎn)，從而保證了全井的固井質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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