JPH-431井固井技術(shù)

劉凱

摘 要：JPH-431井位于杭錦旗錦58井區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)邊部。該井地層承壓能力低，固井施工過(guò)程及易發(fā)生漏失，加上全井采用二開(kāi)結(jié)構(gòu)，裸眼段長(zhǎng)，水泥漿頂替過(guò)程產(chǎn)生的摩阻附加水泥漿液柱壓力，大大增加了固井漏失風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)水平井固井對(duì)套管下入，水泥漿性能要求以及固井附件的可靠性也提出了嚴(yán)格要求。

關(guān)鍵詞：漏失;套管下入;水泥漿;固井附件

根據(jù)杭錦旗工區(qū)施工情況分析，該區(qū)域主要漏失層位集中在劉家溝組中下部及石千峰組上部，JPH-431井鄰井有兩口井一次注水泥漿成功返至井口，而其余三口井在一次注水泥過(guò)程中發(fā)生漏失，正注返高至延長(zhǎng)組及以上，JPH-431井?dāng)M采用一次注水泥雙凝水泥漿體系固井，若發(fā)生井漏，則進(jìn)行水泥漿反擠作業(yè)，且水平段較長(zhǎng)，如何保證套管順利下入，保證水泥漿的封固質(zhì)量提出嚴(yán)格要求。

1 固井技術(shù)難點(diǎn)

①杭錦旗地層承壓能力低，普遍性鉆、固井漏失嚴(yán)重，造成固井質(zhì)量相對(duì)較差;②水平段長(zhǎng)，由于井眼軌跡的變化，套管在拉力和自重作用下，通過(guò)造斜井段和水平段時(shí)與井壁大面積接觸，套管嚴(yán)重偏心和貼壁，下入摩阻增大，易發(fā)生下套管阻卡等復(fù)雜情況;③在斜井段和水平段，因重力作用，水泥顆粒下沉，自由水極易聚集在井眼高邊形成連續(xù)的水槽或水帶，不能有效膠凝或形成足夠的強(qiáng)度，形成油氣竄流的通道;④該井采用一次注水泥全封固固井工藝，封固段長(zhǎng)，套管內(nèi)外壓差大，要求固井工具附件在高溫、長(zhǎng)時(shí)間沖刷條件下起密封作用，一旦浮箍浮鞋等固井附件失效，發(fā)生水泥漿倒流、留水泥塞現(xiàn)象，水平段套管內(nèi)基本會(huì)被水泥漿充填。造成固井失敗;⑤該井因井下復(fù)雜，通井時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月，通井過(guò)程中劉家溝組發(fā)生失返性漏失，因泥巖垮塌，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間通井困難，石千峰組和盒三組掉塊嚴(yán)重，多次遇阻卡，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間通井劃眼導(dǎo)致井下多處存在大肚子井眼及溝槽，給井眼清洗造成困難，嚴(yán)重影響固井頂替效率。

2 固井技術(shù)措施

2.1 井眼準(zhǔn)備

首先，井隊(duì)和固定隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)實(shí)鉆情況制定完善的通井、下套管及固井措施;鉆井過(guò)程中出現(xiàn)漏失的，下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa的承壓試驗(yàn)，否則不能下套管，為固井提供合格的井眼條件。下完套管后固井前循環(huán)鉆井液排量要控制在環(huán)空返速在1.2m/s以上清潔井眼。

其次，下套管前采用雙扶正器通井，對(duì)遇阻遇卡井段進(jìn)行反復(fù)劃眼，達(dá)到起下鉆順暢，循環(huán)泥漿至少兩個(gè)循環(huán)周，調(diào)整好泥漿性能后再起鉆。

最后，為降低下套管摩阻，要求通井結(jié)束起鉆前在水平及大斜度井段泥漿中加入潤(rùn)滑材料或者2%的玻璃微珠，提高潤(rùn)滑性能，降低下套管摩阻，使摩阻系數(shù)<0.06。

2.2 套管下入技術(shù)和工具附件優(yōu)選

①水平井使用的是強(qiáng)制關(guān)閉的彈簧式浮箍浮鞋，但其閥芯的密封面固定不變，長(zhǎng)期沖刷下易損壞失去密封性，彈簧也易發(fā)生疲勞損壞而使密封失效。為了保證固井附件可靠性，我們優(yōu)選質(zhì)量可靠的附件廠家，保證固井施工質(zhì)量;②為進(jìn)一步提高水平井固井施工的成功率，降低因水泥漿倒流入套管造成留水泥塞，造成固井失敗。采用碰壓關(guān)井閥，該裝置在使用時(shí)安裝于浮箍之上，在完成注水泥及壓塞作業(yè)后進(jìn)行替漿作業(yè)時(shí)，固井膠塞在套管內(nèi)下移，最后固井膠塞碰觸滑套并憋壓剪斷剪銷，滑套下移后插入閥座永久關(guān)閉液流通道，由此完成碰壓關(guān)過(guò)程;③采用“抬頭工藝”，即在浮鞋段連續(xù)加放3個(gè)彈性扶正器，使浮鞋在大斜度井段離開(kāi)井壁，以減小前部套管摩阻，導(dǎo)引套管順利進(jìn)入大斜度井段;④控制套管下放速度，做好下套管過(guò)程中的中途循環(huán)，避免泥漿長(zhǎng)時(shí)間靜止導(dǎo)致觸變性變強(qiáng)引起開(kāi)泵困難導(dǎo)致憋漏地層。每300m中途循環(huán)一次，盡量把下套管過(guò)程中產(chǎn)生沉沙，泥皮循環(huán)出井筒，為套管正常到底后正常開(kāi)泵提供良好的井下條件，降低開(kāi)泵頂通難度;⑤為了保證套管居住，提高頂替效率，在水平段及斜井段每2根套管加上一組樹(shù)脂剛性扶正器，直井段每5根套管加一組彈性扶正器。

2.3 固井技術(shù)方案優(yōu)選

①為了降低環(huán)空液柱壓力，降低漏失風(fēng)險(xiǎn)，該井采用1.25g/cm3超低密度水泥漿，通過(guò)優(yōu)選低失水、零析水高密度防竄水泥漿配方，優(yōu)化固井工藝措施，保證固井質(zhì)量;②優(yōu)選前置液，采用井隊(duì)HP或其他自備高粘配置前置液保證入井不低于10m3，注水泥時(shí)注入6-10 m3較低密度的低密度水泥漿，充當(dāng)沖洗液作用，同時(shí)可以作為平衡液減小環(huán)空動(dòng)液柱壓力，降低漏失風(fēng)險(xiǎn);③控制施工排量，要求固井施工注替排量小于循環(huán)排量，控制在1.6-1.8 m3/min，保證水泥漿環(huán)空上返速度不低于0.8m/min，控制井口替漿壓力不超過(guò)8MPa，超過(guò)這一壓力值后改用水泥車單車頂替，合理運(yùn)用“紊流+塞流”復(fù)合頂替技術(shù)，就可以提高水泥漿頂替效率又能降低固井施工過(guò)程中的漏失風(fēng)險(xiǎn)。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工

本井于2018年7月27日開(kāi)始固井施工，該井采用雙車注灰。注入高沾前置液10 m3，8 m3密度為1.10-1.20 g/cm3低密度水泥漿充當(dāng)沖洗液，1.25 g/cm3低密度水泥漿98 m3，高密度水泥漿42 m3，注入排量1.6-1.8 m3/min，水泥車壓塞2 m3，大泵替井漿37.2 m3，替漿排量1.6-1.8 m3/min，水泥車碰壓，碰壓20MPa，開(kāi)井候凝。該井由于通井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致測(cè)井井經(jīng)于實(shí)際井經(jīng)嚴(yán)重不符，水泥漿未返出地面，后經(jīng)反擠補(bǔ)救，因壓力過(guò)高，水泥漿未擠入，初步判斷水泥漿進(jìn)入表套，該井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)良好。

4 經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論

①采用1.25 g/cm3超低密度水泥漿有效降低了水泥漿柱壓力和注替過(guò)程中的循環(huán)摩阻，大大降低了固井漏失風(fēng)險(xiǎn)，提高固井一次上返高度;②性能良好的套管附件、碰壓閥的應(yīng)用確保了長(zhǎng)封固段水平井的施工安全，避免了水泥漿倒返入套管留水泥塞現(xiàn)象;③優(yōu)化固井工藝措施，優(yōu)選合理的注替排量，有效提高了固井優(yōu)良率，降低了漏失風(fēng)險(xiǎn)。