水平井固井質(zhì)量的影響因素及提升措施探討

董大秋

（大慶鉆探工程公司鉆井生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)一公司，黑龍江大慶163358）

近年來，隨著國內(nèi)外不斷加大的原油需求，使得提高原油產(chǎn)量迫在眉睫，而水平井開發(fā)是其中的一個主要技術(shù)手段，也是各油田高度重視的技術(shù)手段。要想保證油井的使用壽命就必須提升水平井的固井質(zhì)量，這就要從各種有效的保障措施出發(fā)來提升固井施工的優(yōu)質(zhì)率，使其符合設(shè)計要求。

1 影響水平井固井質(zhì)量的因素分析

水平井固井質(zhì)量的影響因素包括很多方面，主要包括：井身質(zhì)量的影響、鉆井液性能不達(dá)標(biāo)、水泥漿和前置液指標(biāo)不符合要求、固井施工不連續(xù)、下套管困難、套管難以居中、水泥漿頂替率低等。

1.1 井身質(zhì)量

在水平井的施工過程中，由于目的層深度帶有不確定性，就會導(dǎo)致油層的分布無法處于預(yù)定軌跡，因此在鉆井過程中，需要相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，在分析實(shí)鉆地層的基礎(chǔ)上來調(diào)整軌跡，以此來保障油層的鉆遇率，在這一過程中必然會引起實(shí)鉆的井眼軌跡曲率變化較大。這一過程雖然實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)目的，但同時也使得鉆井施工的風(fēng)險變得更高，對于井身質(zhì)量而言，更是無法保證其符合預(yù)期要求，這樣就會影響到后期的固井質(zhì)量。

1.2 鉆井液的性能分析

部分施工單位處于追求利益最大化的目標(biāo)，往往存在施工過程中各種鉆井液處理劑加量不足，甚至是某些處理劑不添加，以此來追求節(jié)約成本，但這樣的施工條件下，鉆井液的流變參數(shù)、摩阻系數(shù)、含砂、失水以及密度等性能都不能滿足設(shè)計需求，使得施工過程中出現(xiàn)較大的井徑擴(kuò)大率以及不規(guī)則的井眼，出現(xiàn)此類現(xiàn)象的井中，無法保障套管處于居中位置，導(dǎo)致固井質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

1.3 下套管的問題

水平井的井眼軌跡存在一定的特殊性，水平井下套管過程中會出現(xiàn)比常規(guī)井更大的摩擦阻力。尤其是在水平井段和大斜度井段中，井壁會受到套管較大的側(cè)壓力，因此加大了下套管過程中受到的摩擦阻力。與直井相比，為了保證套管居中，水平井下入套管需要更多的扶正器，這也極大地增加了套管下入的阻力。水平井的下套管過程會遇到很大的阻力，嚴(yán)重時無法下達(dá)到預(yù)定位置，而這樣的現(xiàn)象會更明顯地出現(xiàn)在淺層水平井中。在重力作用下，套管會出現(xiàn)偏心而更接近井壁下側(cè)，在水平井段或是大斜度井段的套管更不容易實(shí)現(xiàn)居中。對于此類井，固井施工中，下井壁處的泥漿不可能完全被頂替干凈，使得固井質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

1.4 前置液和水泥漿

在水平井施工中，鉆進(jìn)水平段或造斜段施工中通常會采用在鉆井液中加入油性潤滑物質(zhì)，這樣就會在井壁上形成油膜，油膜的存在會使得套管壁與井壁之間無法獲得預(yù)期的水潤界面，對膠結(jié)面的膠結(jié)強(qiáng)度和質(zhì)量都會造成較大影響。從這一層面來分析，要想獲得良好的固井質(zhì)量，就需要采取合理的前置液來改善套管和井壁之間的潤濕性能。

1.5 水泥漿性能

水泥漿性能主要包括高沉降穩(wěn)定性、流變性、零析水低失水、短稠化和過渡時間、觸變性。水平井固井過程中，穩(wěn)定的水泥漿是保障實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)性能的關(guān)鍵，特別是對于水平段和大斜度井段。不穩(wěn)定的水泥漿體系會加大滲透率、降低頂部強(qiáng)度、形成較大的上下密度差且不能獲得均質(zhì)水泥環(huán)，出現(xiàn)油氣水竄的情況。通?？赏ㄟ^添加固相惰性材料來保證其穩(wěn)定性。流變性決定了其驅(qū)替能力和穩(wěn)定性，通常會要求其有著15Pa左右的屈服值。在水平段施工過程中，水泥顆?？赡軙谥亓ψ饔孟鲁霈F(xiàn)沉淀而影響性能。過長的水泥漿稠化時間會導(dǎo)致較慢的強(qiáng)度發(fā)展，析出大量的自由水，這就要求將其過渡時間盡量控制在15min以下，力求直角稠化。良好的觸變性能保證體系的穩(wěn)定和性能，在失重狀態(tài)下，水泥漿體系內(nèi)的結(jié)構(gòu)里能有效抵抗地層流體帶來的侵蝕。

2 水平井固井質(zhì)量的控制措施

2.1 井身質(zhì)量的控制

通常情況下，對于井斜，直井段應(yīng)小于3°，造斜點(diǎn)處應(yīng)小于2°，對于水平位移在直井段應(yīng)小于25m，造斜點(diǎn)應(yīng)小于25m，對于最大全角變化率，直井段小于1.25°。對于水平井段，可通過現(xiàn)場著陸小組來對井眼軌跡進(jìn)行確認(rèn)，井眼軌跡要追求更加平滑，半靶高（A、B）應(yīng)不低于0.5m，保障水平段長度以及位移都在設(shè)計值范圍內(nèi)。

2.2 鉆井液性能的控制

在井斜角度超過45°以后，可將潤石墨及極壓潤滑劑、防塔潤滑劑和原油加入到鉆井液中，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)充，在達(dá)到水平段后加入原油，使其含量接近7%，為避免卡鉆等情況，要對潤滑劑及時補(bǔ)充；在到達(dá)目的層前使鉆井液API失水≤5mL、HTHP失水≤15mL，同時應(yīng)用超細(xì)碳酸鈣來保護(hù)儲層，提升鉆進(jìn)速度。保證振動篩，中、高速離心機(jī)、除泥器和除砂器的使用率在80%以上。在下套管和電測之前要對鉆井液的流變性進(jìn)行調(diào)整，同時輔助添加塑料小球封閉液，對斜井段的強(qiáng)度加固，保障下套管過程正常。

2.3 應(yīng)用扶正器

在水平井固井中，下套管施工質(zhì)量對于整體固井質(zhì)量有著很大影響，主要可通過自旋轉(zhuǎn)式剛性扶正器來保證其處于正中。對于不同形式的扶正器，都需要導(dǎo)流翼片能具有合適的螺旋角度和光潔度，才能達(dá)到旋轉(zhuǎn)要求，也有助于下入套管，保持套管居中。

2.4 應(yīng)用前置液和沖洗液

沖洗液和前置液的應(yīng)用對于鉆井液的稀釋以及與水泥漿之間的隔離都有很好的促進(jìn)作用。吸附在油水界面的前置液能有效改善油水界面的張力，降低原油的吸附力。應(yīng)用沖洗液能有效降低鉆井液的切力和粘度，從而改善頂替效果。隔離液必須保證不與水泥漿和鉆井液出現(xiàn)不良反應(yīng)，不然就不會出現(xiàn)界面流變性。

2.5 水泥漿性能

應(yīng)用與水平井固井的水泥漿體系要保證具有低失水、零析水、直角稠化的特性，同時還要保證水泥漿具有良好的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)水泥漿沉降現(xiàn)象，這樣才能夠保證水平井的固井質(zhì)量。

3 結(jié)束語

水平井固井質(zhì)量會受到諸多因素的影響，在實(shí)際的固井質(zhì)量控制過程中，要保證水平井自身的井身質(zhì)量，強(qiáng)化水平井鉆井液管理，選用合適的套管扶正器，優(yōu)化管串結(jié)構(gòu)，保證套管居中，提高頂替效率，這樣才能夠保證水平井固井質(zhì)量。

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