復雜斷塊油藏固井工藝難點與技術對策研究

鄧家宇 葉祖璇

摘要：隨著開發(fā)技術的不斷成熟，勘探開發(fā)的目標也越來越廣泛。對于復雜區(qū)塊的復雜的地下地質(zhì)特征，需要更為先進的鉆井完井工藝，固井則是鉆井作業(yè)中重要的一步。固井都有哪些方式、如何適應復雜的地下地質(zhì)環(huán)境、固井工藝如何實施以保證油田的順利開發(fā)，是需要我們不斷創(chuàng)新、研究的課題。

關鍵詞：固井工藝；復雜斷塊；措施；

1.固井工藝難點

固井是在井內(nèi)下套管，在井眼和套管中間的環(huán)形空間里注入水泥，以起到保護支撐套管、封隔油氣水層的目的。固井工藝的實施與地下油藏的特征有重要的關系，復雜的地下油藏特征，對固井工藝的順利實施，有更大的難度和更高的要求。

1.1構(gòu)造復雜

某油田是一個被斷層復雜化的背斜構(gòu)造，由若干個小型局部構(gòu)造組成，油田內(nèi)斷層十分發(fā)育，皆屬正斷層，從始新世晚期到中新世長期活動，控制著沉積、構(gòu)造和油氣分布。斷層交錯，把某油田切割成24個斷塊，己證實含油的斷塊17個。區(qū)域內(nèi)最主要的二級斷層為KD斷層，是張扭性正斷層，整體表現(xiàn)為一斷裂破碎帶，受其影響斷層大多數(shù)為北東向展布，斷層發(fā)育，發(fā)育大小斷層150余條。KD斷層在K二段沉積期開始活動，在K二段底的垂直斷距約300m～1000m，至明化鎮(zhèn)沉積期基本停止活動。KD斷層下降盤斷塊多、構(gòu)造破碎，具備良好圈閉條件的斷塊就成為油氣聚集的場所，斷層對本區(qū)的沉積、油氣演化和聚集起著重要的控制影響作用。

1.2油水關系復雜

油水關系受沉積和構(gòu)造共同控制，某油田處于滄縣隆起和埕寧隆起的物源交匯處，沉積微相變化較快，導致儲層物性差異較大，很多是由巖性物性差異導致的含油界面。此外，油層分布還與構(gòu)造有關，位于斷塊中部的井鉆遇油層較厚，有些小斷塊是在半背斜構(gòu)造背景上，由斷層切割形成的半封閉型層狀油藏；有些自然斷塊為四面由斷層封堵形成的斷塊油藏。有邊水，底水不活躍，驅(qū)動能量主要是邊水及流體和巖石的彈性能。該區(qū)原油具有低比重、低粘度、高含蠟、高凝固點、高膠質(zhì)瀝青質(zhì)、低含硫的特點。

1.3固井技術限制

隨著勘探開發(fā)的目標越來越復雜，鉆井數(shù)越來越多，完成的任務越來越大，鉆井的難度也越來越大，對固井技術的要求也就越來越高。對一些高壓的油氣井、深井、超深井以及復雜結(jié)構(gòu)的油氣井，固井工藝面臨的挑戰(zhàn)越來越大，對套管、泥漿、固井設備和措施實施過程要求越來越嚴格，當然，固井質(zhì)量的風險也隨之越來越大。在我國，大部分油田都已經(jīng)進入了高含水、特高含水開發(fā)階段，為了增加產(chǎn)量，一般會采用加密井網(wǎng)，增強注水開發(fā)的效果。但是，固井過程中環(huán)空帶壓以及多套壓力層系間的密封問題，依舊難以徹底的解決。

2.固井技術及工藝類型

2.1技術理論

固井過程中應用的技術主要有防竄技術、平衡壓力技術等。對于防竄技術，首先要明確一個概念，就是環(huán)空氣竄，導致環(huán)空氣竄的因素有很多，在泥漿進入套管和井眼之間的環(huán)狀空間后，會在井壁上形成泥餅，有的甚至會堵塞井徑，導致液柱壓力小于地層K隙壓力，從而發(fā)生氣竄。同樣，由于井壁形成泥餅，會導致界面與地層界面的膠結(jié)不好，也會發(fā)生氣竄。為了防止氣竄，研究人員改變泥漿體系的性質(zhì)。目前水泥漿體系主要有鎖水抗竄水泥漿、觸變水泥漿、非滲透水泥漿等，鎖水抗竄水泥漿主要是向泥漿中加入速凝劑、膨脹劑、減阻劑、抗?jié)B透劑等泥漿添加劑，使得泥漿注入環(huán)空后形成致密的泥石，擠壓井壁和套管壁，改善膠結(jié)不好的情況。觸變水泥漿是在靜止時可以快速凝固，呈膠凝態(tài)，但在攪動的時候又可以具有流動性，這種特殊的泥漿是硅酸鈉、氯化鈉和氫氧化鈉組成的低密度泥漿，可以很好的防止氣竄現(xiàn)象。非滲透率泥漿是通過添加高分子聚合物材料，形成不滲透膜，阻隔氣體的運動，從而達到防氣竄的目的。

平衡壓力固井技術是通過保持液柱壓力和地層壓力的平衡，來保證固井施工過程避免竄漏，使注替過程順利進行。在泥漿固井過程中，液壓傳遞也會產(chǎn)生一些問題，平衡壓力固井技術的關鍵和核心內(nèi)容就是保持整體的壓力平衡、達到高效頂替。

2.2工藝類型

目前已經(jīng)應用的固井工藝有膨脹管工藝、尾管固井工藝、管外封隔器固井工藝、分級注水泥工藝等。膨脹管工藝是將柔性的管柱送到目的層，通過一些機械或者壓力手段，使柔性的膨脹管變形，與地層完美契合，以達到封隔地層的作用，對于井漏現(xiàn)象、坍塌地層有很好的作用。尾管固井又分為旋轉(zhuǎn)尾管固井工藝、封隔尾管固井工藝和膨脹尾管固井工藝。在注水泥的過程中，一些注入水泥過多、水泥封固段過長，都需要分級注水泥工藝，以保證固井質(zhì)量。分級注水泥有兩種方式，一種是打開式分級注水泥，一種是尾管分級注水泥工藝。多套的壓力層系，易發(fā)生漏失和氣竄，造成固井安全問題，分級注水泥工藝可以較好的避免這些問題。

3.固井措施方案

固井工藝主要包含下套管、注水泥、安裝套管三步。固井措施方案的順利實施，需要滿足下面幾個問題。首先，保證井眼質(zhì)量，合格的井眼是固井成功的第一步，井徑要規(guī)則，并且壓力穩(wěn)定、不漏，而且要保證井眼的清潔。其次，做好下套管的工作。下套管之前，檢查設備和工具的標準、合格和安全，下套管過程中要時刻監(jiān)測套管內(nèi)液面以及泥漿的返出量，并且保證套管的居中程度，套管的居中程度對頂替效率有重要的影響作用。最后，做好防竄、防漏工作。在井筒中，易遇到異常高壓和漏失的現(xiàn)象，需要通過堵漏，來提高地層的承壓能力，保證壓穩(wěn)和防漏相統(tǒng)一的原則。

4.結(jié)論與認識

固井是鉆完井過程中重要的一部分，起到支撐保護套管、封隔油氣水層的重要作用。固井質(zhì)量的高低，對油田能否穩(wěn)定開發(fā)、保證產(chǎn)量和效益有著重要的意義。筆者以大港某油田為研究區(qū)塊，結(jié)合油田復雜的地下地質(zhì)特征，從多層復雜的構(gòu)造特征、多套油水系統(tǒng)以及固井本身的技術難點出發(fā)，總結(jié)不同固井工藝類型，研究固井措施的具體實施方案，對油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)有重要的指導意義。

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