固井施工技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用淺談

林植源

【摘要】針對不同油田區(qū)塊、不同油藏特點、不同施工特點、不同地層特點對固井技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，切實提高固井技術(shù)應(yīng)用的針對性，確保固井施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】固井技術(shù) 固井施工 技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用

一、結(jié)合區(qū)塊特點完善技術(shù)措施，提高技術(shù)的針對性，促進(jìn)施工技術(shù)優(yōu)化

孤島采油廠中1區(qū)塊，是中國石化重點實驗區(qū)塊，該區(qū)塊共固油層9口，一界面固井優(yōu)質(zhì)率為88.9%。該區(qū)塊的井井斜一般在30°—40°，泥漿密度為1.40g/cm3左右，大多為定向井，該區(qū)塊油層含油層系比較多，且含油水層和水層較多，距離較近，完鉆層位為館陶組。該區(qū)塊特點：各小層油水界限不統(tǒng)一，油水關(guān)系復(fù)雜，夾層較小，分隔距離短，水泥漿凝固過程易受縱向流體的干擾，影響水泥石的層間封隔質(zhì)量；中區(qū)屬于老區(qū)塊，開發(fā)井、注水井較多，水泥漿受地下流體橫向干擾嚴(yán)重，水泥石膠結(jié)質(zhì)量難以保證。根據(jù)該區(qū)塊實際，要完善固井技術(shù)措施：一是在封固油層段的水泥漿中加入遇水膨脹劑，提高水泥石本身的抗竄能力；同時，使用套管外封隔器封堵井下高壓干擾層，輔助水泥漿壓穩(wěn)地層。二是按要求下人足量的扶正器，重點封固油層下入樹脂螺旋剛性扶正器，提高套管居中度，提高水泥漿頂替效率。三是優(yōu)選沖洗液并適當(dāng)增加前置液用量，增加紊流接觸時間，有效驅(qū)替套管外壁及環(huán)空與井壁的殘留鉆井液，提高水泥漿頂替效率。

二、結(jié)合油藏特點完善技術(shù)措施，提高技術(shù)的有效性，促進(jìn)固井質(zhì)量提升

孤東館陶組油藏長期注水開發(fā)，造成異常高壓區(qū)連通性非常好，即使停注與泄壓也不可能在短期內(nèi)得到緩解。同時長期注水和生產(chǎn)會使地層原始狀態(tài)發(fā)生改變，形成多套壓力層系，開采難度越來越大，持續(xù)開發(fā)潛力越來越小。因此，孤東區(qū)塊的調(diào)整井開發(fā)重點逐步由館陶組油藏向壓力系數(shù)相對較低的沙河街組油藏轉(zhuǎn)變。根據(jù)其油藏特點明確了固井措施，即在水平井段每一根套管下入一只扶正器，斜井段每兩根套管下入一只扶正器，提高套管的居中度。優(yōu)選輕質(zhì)樹脂螺旋套管扶正器。技術(shù)套管下部井段內(nèi)使用滾珠式剛性扶正器，降低在上層套管內(nèi)的摩擦系數(shù)。應(yīng)用含多種表面活性劑的沖洗液和隔離液，使井壁和套管外壁表面的油潤濕狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗疂櫇駹顟B(tài)，改善膠結(jié)環(huán)境，提高界面膠結(jié)質(zhì)量。應(yīng)用膠凝強度發(fā)展迅速、臨界時間短、體積微膨脹的塑性抗竄水泥漿體系，以此克服或減輕高壓流體外竄問題對界面膠結(jié)質(zhì)量的影響，提高界面膠結(jié)強度。確定使用遇水膨脹水泥漿體系，利用壓差式水力脹封套管外封隔器，控制水泥漿失重過程中高壓地層流體的外竄。在上層套管內(nèi)或裸眼井段使用遇油氣膨脹封隔器，用于填堵殘余鉆井液通道、密封微環(huán)隙。在孤東區(qū)塊固井施工的15口井，優(yōu)質(zhì)率達(dá)到85%。

三、結(jié)合施工特點完善技術(shù)措施，發(fā)揮技術(shù)的保障性，促進(jìn)施工難點化解

濱649區(qū)塊位于濱南—利津斷裂帶東段濱南大斷層的下降盤上，屬于濱649大型滾動背斜構(gòu)造的南臺階。由于濱649井區(qū)位于基巖溝的中心部位，受本區(qū)沙四、沙三段地層沉積的繼承性作用，使該塊兩側(cè)（濱649井區(qū)外）逐漸抬高。濱649塊地層溫度125℃，溫度梯度3.1℃/100m，原始地層壓力30MPa，壓力系數(shù)為1.02，屬于常溫常壓系統(tǒng)，濱濱649塊存在異常復(fù)雜的油水關(guān)系，不同的小層具有各自相對獨立的油水系統(tǒng)，未見統(tǒng)一的油水界面。濱649區(qū)塊井深一般3000米左右，采用長裸眼鉆井，水泥漿要求返高一般在地面，水泥漿一次封固段長達(dá)近3000m，采用常規(guī)固井方法，常常因為水泥漿失重，不能夠有效平衡地層壓力，造成油氣上竄，影響固井質(zhì)量。下部地層存在水層，影響了固井質(zhì)量。為此，根據(jù)施工特點完善了具有針對性固井技術(shù)措施：一是上部采用漂珠低密度水泥漿體系，下部油層段采用晶格水泥漿體系，封固質(zhì)量良好。二是選用驅(qū)油型沖洗液和前置液，沖洗套管內(nèi)外壁和井壁清理油污和鉆井液，使水泥漿與井壁和套管接觸良好，有利于雙界面交接質(zhì)量。三是在高壓層上部使用雙管外封隔器，通過機械的方法阻止油氣上竄的通道，配合晶格膨脹水泥漿體系能更有效的控制油氣上竄。四是采用震蕩器固井技術(shù)，在注水泥，替泥漿，水泥候凝過程利用機械震蕩，液壓脈沖，水利沖擊等手段產(chǎn)生的震動波作用與套管，鉆井液，水泥漿提高固井技術(shù)。在濱4區(qū)塊采用遇水膨脹體系共施工16口井，其中固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)井15口、合格井1口，優(yōu)質(zhì)率為94%。在孤南15、16區(qū)塊，震動固井技術(shù)配合雙凝水泥漿體系固井技術(shù)不斷推廣；礦粉水泥漿體系在陳373區(qū)塊使用，二界面質(zhì)量提高了16.4%；在樁西大斜度井中，采用優(yōu)良沖洗液，充分沖洗井壁，清除虛泥餅，有效提高了雙界面固井質(zhì)量。

四、結(jié)合地層特點完善技術(shù)措施，提高技術(shù)的先進(jìn)性，有效降低施工風(fēng)險

孤南24區(qū)塊是開發(fā)中心重點區(qū)塊，該區(qū)塊屬河灘油田為層狀油藏，縱向上主要發(fā)育沙1～沙3段約40多個小層，地層流體對水泥石的干擾影響固井質(zhì)量；河灘油田層系較多、夾層較小，射孔對水泥石造成的縱向損壞會影響相鄰層間水泥環(huán)的有效封隔，導(dǎo)致開發(fā)過程層間干擾。根據(jù)以上地層特點制定如下措施：一是通井保證井眼通暢，固井前適當(dāng)降低鉆井液粘度，提高水泥漿的頂替效率，同時扶正器油層段一根一個，其余井段3—5根一個，確保套管居中。二是水泥漿體系采用雙凝水泥漿體系，油層段采用遇水膨脹水泥漿體系，防止地層流體橫向竄流，提高油層段封固質(zhì)量，并采用多功能沖洗液作為前置液，有效沖洗井壁泥餅，隔離鉆井液與水泥漿，給水泥漿提供一個清潔干凈的膠結(jié)環(huán)境，提高水泥漿頂替效率和固井質(zhì)量。三是在活躍層位頂部加一只管外封隔器，防止地層流體縱向竄流，提高油層段封固質(zhì)量，在層位較密集且處下入樹脂螺旋扶正器，提高水泥漿的頂替效率。在該區(qū)塊還采用震動固井技術(shù)，振動固井技術(shù)是在下套管、注灰、頂替和候凝的過程中，采用機械振動、水力沖擊等手段，產(chǎn)生振動波作用于套管、鉆井液和固井液來提高固井質(zhì)量的一項新技術(shù)。該技術(shù)可以提高水泥石強度，提高頂替效率，消除水泥中的氣泡，形成完好的水泥環(huán)，防止固井后的油、氣、水混竄，有利于提高一、二界面的膠結(jié)強度。孤南24—斜214井，完鉆井深2273米，施工中應(yīng)用振蕩固井技術(shù)取得成功，電測質(zhì)量檢驗顯示，封固井段質(zhì)量為優(yōu)。

科技創(chuàng)新是推動企業(yè)發(fā)展的核心環(huán)節(jié)，不斷推進(jìn)固井技術(shù)創(chuàng)新是實現(xiàn)固井技術(shù)發(fā)展必經(jīng)之路，只有立足現(xiàn)有優(yōu)勢、鞏固完善現(xiàn)有技術(shù)，強化科技攻關(guān)與創(chuàng)新，才能不斷推動固井技術(shù)實現(xiàn)新的進(jìn)步。