提升套管內(nèi)側(cè)鉆固井質(zhì)量的對(duì)策探討

劉青江

（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）

側(cè)鉆井技術(shù)的最初是應(yīng)用在落物卡鉆井處理和套損井單井的維修中，逐步發(fā)展后在難動(dòng)用、低產(chǎn)老區(qū)塊油層中，能有效提升油藏的平面動(dòng)用程度，提升剩余油的挖掘潛力。對(duì)于側(cè)鉆井而言，其自身問(wèn)題會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐步出現(xiàn)，平均壽命明顯低于平常生產(chǎn)井。對(duì)側(cè)鉆井壽命短的因素進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，主要的影響因素是固井質(zhì)量差，造成固井質(zhì)量差的原因包括2個(gè)方面：其一，井眼與套管之間較小的環(huán)空間隙，形成不均勻、韌性較差的薄水泥環(huán)，在采油和作業(yè)過(guò)程中極易受損；其二，受到隔夾層分布、地層巖性特征以及厚度、底水、邊水、頂水的分布及活躍程度、流體性質(zhì)以及儲(chǔ)層壓力等因素影響，可能出現(xiàn)油層出砂和早期水淹，影響其壽命。

1 側(cè)鉆井固井質(zhì)量分析

評(píng)價(jià)側(cè)鉆井固井質(zhì)量主要是從全井段、重合井段、窗口位置以及裸眼井段4個(gè)方面進(jìn)行。對(duì)于裸眼井段，不合格的固井質(zhì)量就不能完好封固完鉆井深與窗口之間井段的水層和油層，水泥封固未能發(fā)揮作用，開(kāi)采中過(guò)早地出現(xiàn)水淹而導(dǎo)致油井停產(chǎn)，在統(tǒng)計(jì)的側(cè)鉆井中，此類固井不合格約占10%左右。對(duì)于窗口位置，不合格的固井質(zhì)量是窗口位置4m距離內(nèi)的井段固井質(zhì)量不合格。在上下段有著良好封固效果的情況下，不會(huì)影響到采油作業(yè)，但如果是進(jìn)行注蒸汽操作，可能會(huì)導(dǎo)致套管端的斷裂、脫扣和變形。對(duì)于重合井段，不合格的固井質(zhì)量是指新和老井套管重合部分固井未達(dá)到要求。此處不合格的固井質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致高壓水上竄，可能因高含水而關(guān)閉。如果是全井段固井不合格，這樣的井不能投產(chǎn)，強(qiáng)行投入使用也會(huì)短期內(nèi)造成套管變形、油層水淹和出砂而停產(chǎn)。

2 固井質(zhì)量不合格的原因

造成套管內(nèi)側(cè)鉆井固井質(zhì)量不合格的因素有很多種，主要包括復(fù)雜的地質(zhì)因素、不合理的井身結(jié)構(gòu)、套管不居中、不完善的固井工藝以及配套工具不完善。

隔夾層分布、地層巖性特征以及厚度、底水、邊水、頂水的分布及活躍程度、流體性質(zhì)以及儲(chǔ)層壓力等因素影響都可能導(dǎo)致固井時(shí)坍塌、竄槽和井漏。套管內(nèi)側(cè)鉆井通常應(yīng)用于老區(qū)塊，此類區(qū)塊地層壓力低，固井中容易造成水泥漿漏失而導(dǎo)致過(guò)低的水泥返高，無(wú)法封固上面的水層，這種現(xiàn)象較為普遍。

在?177.8mm套管內(nèi)使用?152.4mm鉆井進(jìn)行裸眼鉆進(jìn)，完井后下入?127mm套管，但是在接箍處的直徑達(dá)到?141.3mm，導(dǎo)致環(huán)空間隙只有5.5mm，在其他情況下存在更小的情況。過(guò)小的環(huán)空間隙會(huì)加大施工難度，過(guò)快的上返速度，容易導(dǎo)致水泥漿竄槽。過(guò)小的環(huán)空間隙也無(wú)法下扶正器，套管會(huì)貼近井壁，直接接觸到地層，在套管偏心作用下，窄邊間隙更小，此處鉆井液無(wú)法進(jìn)行有效頂替。過(guò)小的排量和過(guò)大的流動(dòng)阻力使得水泥漿的塞流和紊流無(wú)法頂替；窄邊水泥環(huán)在偏心的影響下可能很薄或不存在，這就降低了密封質(zhì)量。

套管內(nèi)側(cè)鉆井的封固通常采用的方法是尾管膠塞碰壓和尾管內(nèi)管并注水泥漿的形式，受到側(cè)鉆尾管固定技術(shù)的影響，該技術(shù)還存在一定的不足，較大的施工難度以及復(fù)雜的技術(shù)導(dǎo)致較低的固井合格率。主要表現(xiàn)在頂替不到位、碰壓失敗和膠塞失效等；無(wú)法控制替量，可能存在替空、留水泥塞以及返高不足的情況；過(guò)小的環(huán)空間隙和過(guò)大的循環(huán)阻力導(dǎo)致井漏低返。在配套工具方面，還需要對(duì)空心膠塞和鉆桿膠塞結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，保障大小膠塞的符合度。對(duì)阻流環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其能承受長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)，可使用流量計(jì)來(lái)對(duì)替泥漿的量進(jìn)行計(jì)量來(lái)避免替空和不上壓事故。

3 提升套管內(nèi)側(cè)鉆固井質(zhì)量的措施

在之前的分析中可以看到影響套管內(nèi)側(cè)鉆井固井質(zhì)量的因素，對(duì)固井質(zhì)量的提升主要可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：優(yōu)化環(huán)空間隙、完善施工工藝、完善側(cè)鉆井配套工藝、提升水泥漿頂替效率等。

3.1 優(yōu)化環(huán)空間隙

合理的井眼與套管間隙是保證良好固井質(zhì)量的基礎(chǔ)。過(guò)大的間隙會(huì)加大井眼尺寸，使鉆井成本提升，過(guò)小的間隙又會(huì)加大注水泥和下套管作業(yè)的施工難度，可能導(dǎo)致固井竄槽。對(duì)于熱采井來(lái)說(shuō)，環(huán)空間隙應(yīng)該大于19.05mm。加大管外環(huán)空間隙主要可通過(guò)以下3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：其一，優(yōu)化鉆頭與套管的匹配關(guān)系；其二，應(yīng)用擴(kuò)孔技術(shù)來(lái)將裸眼井徑擴(kuò)大；其三是下入無(wú)接箍套管。

3.2 完善施工工藝

施工工藝的完善主要是從固井的各個(gè)步驟入手，做好固井設(shè)計(jì)、做好下套管前的井眼準(zhǔn)備、加強(qiáng)懸掛器的坐掛倒扣措施、做好套管居中保障措施、確保儀表計(jì)量的準(zhǔn)確性。

固井設(shè)計(jì)是固井質(zhì)量的根本，要想保障固井質(zhì)量，首先要做好固井設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)足夠抗擠強(qiáng)度的套管柱，選取好的懸掛器，采取雙級(jí)浮箍來(lái)提升密封性能，在保證設(shè)備能力和井眼安全的條件下通過(guò)大排量來(lái)達(dá)到紊流頂替。在下套管前，單扶正器、雙扶正器進(jìn)行通井，鉆具組合剛度不能小于套管剛度，如果是井眼曲率變化較大的井，可對(duì)鉆具穩(wěn)定器位置進(jìn)行調(diào)整來(lái)平衡鉆具剛度，避免出現(xiàn)消除阻卡和劃眼。通井到井底后要采取大排量洗井保障井底干凈。如果井內(nèi)摩阻大，可將混有減阻劑的鉆井液注入裸眼井段來(lái)方便套管下入。

懸掛器下到坐掛位置后可開(kāi)泵循環(huán)。開(kāi)始應(yīng)用較小的排量進(jìn)行頂通，在正常環(huán)空返出后，鉆井液循環(huán)達(dá)到懸掛器后可對(duì)排量進(jìn)行適當(dāng)提升。在閥球進(jìn)入到球座后壓力會(huì)升高，通過(guò)指重表變化來(lái)對(duì)坐掛是否成功進(jìn)行判斷，坐掛成功后，開(kāi)泵憋掉球閥，打開(kāi)循環(huán)通道來(lái)實(shí)現(xiàn)倒扣。在套管內(nèi)側(cè)鉆井中，受重力作用影響套管會(huì)出現(xiàn)向下傾斜而無(wú)法居中的情況。不采取居中措施而直接下入套管，就會(huì)使得固井中套管與井壁接觸處水泥少或沒(méi)有，這就必須要通過(guò)增加扶正器來(lái)保障套管居中。確保固井質(zhì)量的另外一個(gè)重要因素是保證儀表計(jì)量的準(zhǔn)確性，在施工前對(duì)儀表進(jìn)行全面檢查，對(duì)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使用過(guò)程中做好泵沖計(jì)量和人工計(jì)量，以此來(lái)保證記錄的準(zhǔn)確性。

3.3 完善配套工藝、提升水泥漿頂替效率

完善側(cè)鉆井完井的配套工藝主要包括完善尾管固井技術(shù)和改進(jìn)配套工具2個(gè)方面進(jìn)行。側(cè)鉆井工藝通常有著較低的地層壓力、較小的環(huán)空間隙和較小的井眼，應(yīng)對(duì)合適的固井施工工藝技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，可優(yōu)化尾管固井技術(shù)?？蓪⑺嗄z結(jié)時(shí)間控制在8～12h來(lái)滿足強(qiáng)度需求。在水泥漿的失水控制中可通過(guò)增韌材料的添加來(lái)提升其韌性，能有效抗裂抗沖擊，同時(shí)，其在水泥中產(chǎn)生的彈性膨脹也能有效提升水泥環(huán)的封隔效果。配套工具的改進(jìn)主要包括復(fù)合膠塞、浮箍浮鞋、空心膠塞、尾管計(jì)量裝置以及裸眼封隔器等。

提升水泥漿頂替效率方面，其主要因素是保證套管偏心度和紊流接觸時(shí)間，偏心度不能超過(guò)15%，紊流接觸時(shí)間應(yīng)在3～7min之間，其次是鉆井液的觸變性，應(yīng)降低鉆井液10min的靜切力。合理的設(shè)置水泥漿柱，適當(dāng)加入隔離液和沖洗液來(lái)提升窄間隙水泥頂替效果。提升水泥漿和鉆井液的壓力梯度到2～3，提升其動(dòng)切比至1.3～2，能有效提升頂替效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

側(cè)鉆井技術(shù)的應(yīng)用能有效提升油藏的采收率，對(duì)于剩余油開(kāi)發(fā)能力的挖掘有重要意義，也能提升開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于套管內(nèi)側(cè)鉆井的固井質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該從優(yōu)化環(huán)空間隙、完善施工工藝和提高頂替效率等幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)措施的改進(jìn)與完善，這樣才能有效提高套管內(nèi)側(cè)鉆井的固井質(zhì)量。

[1] 顧軍,何吉標(biāo),譙世均,蒲繼才,周福,張文平.MTA方法防氣竄固井技術(shù)在澀北氣田的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2014,34(4):83-89.

[2] 劉碩瓊,齊奉忠.中國(guó)石油固井面臨的挑戰(zhàn)及攻關(guān)方向[J].石油鉆探技術(shù),2013,41(6):6-11.