老油田復(fù)雜斷塊固井技術(shù)

摘要：勝坨油田是開發(fā)五十多年的老油田，經(jīng)過多次加密鉆井、高壓注水、高強(qiáng)度開采，綜合含水率已達(dá)96%以上，縱向上形成了高壓低滲、低壓高滲、異常高壓、欠壓和低壓漏失、多壓力層系共存的局面，給調(diào)整井固井帶來了許多技術(shù)難題。另外地下水礦化度高，對(duì)套管腐蝕嚴(yán)重，為保護(hù)套管，水泥漿要返至地面，這就造成了長(zhǎng)封固段、大水泥量固井施工，增加了壓漏地層、污染油層、蹩泵低返等事故的風(fēng)險(xiǎn)。為滿足油田高效開發(fā)，必須保證固井質(zhì)量，通過分析原因，優(yōu)化固井設(shè)計(jì)，采用新工藝新水泥漿體系，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：老油田;調(diào)整井;固井技術(shù);水泥漿體系

勝利油田的勝坨油田是開發(fā)歷程最長(zhǎng)、產(chǎn)油最多的老油田，從明化鎮(zhèn)組地層至3沙四段，中間夾雜著93個(gè)小層，有的厚有的薄，主力油層在沙二段，厚度近900m，包含了十幾個(gè)砂層組。50年來，一直采用大段合采合注方式開發(fā)，經(jīng)過高強(qiáng)度的持續(xù)開發(fā)，該油田采收率已超過40%，可采儲(chǔ)量采出程度達(dá)到92%以上，綜合含水率已達(dá)96%以上。老油田調(diào)整挖潛對(duì)象轉(zhuǎn)向非主力薄差層、厚層頂部和層內(nèi)韻律層。要求不僅要搞好層間封隔，更要搞好第二界面固井質(zhì)量。

1 存在的主要技術(shù)難題

（1）長(zhǎng)期開采注水生產(chǎn)的影響

長(zhǎng)期注水開采，縱向上形成了高壓低滲、低壓高滲、異常高壓、欠壓和低壓漏失、多壓力層系共存的局面。

（2）多套壓力層系的影響

多套壓力層系共存且安全窗口低是最棘手的難題，采取針對(duì)高壓層的措施，會(huì)引起井漏，采取針對(duì)漏失層措施，因高壓壓不穩(wěn)而造成竄槽，平衡點(diǎn)難以掌握，平衡壓力固井設(shè)計(jì)難以實(shí)施。

（3）老區(qū)開發(fā)復(fù)雜性的影響

經(jīng)過多年的開采，新鉆井多為調(diào)整開發(fā)方案措施實(shí)施井，主要是剩余油挖掘和注水井，而剩余油多存在于支離破碎的低序級(jí)復(fù)雜斷層、微斷層夾角和厚度薄、穩(wěn)定性差、橫向延伸較短的儲(chǔ)層韻律段及層內(nèi)夾層以及在優(yōu)勢(shì)通道頂部滲流較弱區(qū)域，利用復(fù)雜結(jié)構(gòu)井和特殊工藝開發(fā)，這就對(duì)固井工藝、工具、水泥漿體系和配套技術(shù)提出了更高的要求。

（4）地下水或動(dòng)態(tài)干擾的影響

水泥漿凝固期間，臨井與之相關(guān)層系的注采狀態(tài)直接影響到水泥環(huán)的封固質(zhì)量。短時(shí)間內(nèi)，即使停注停采，也存在動(dòng)態(tài)的干擾，實(shí)驗(yàn)證明：地下的動(dòng)態(tài)滲流以及地下水礦化度對(duì)水泥漿與界面的膠結(jié)和對(duì)水泥石的腐蝕都具有較大的影響。

（5）射孔和壓裂的影響

選擇高能射孔彈;對(duì)于低滲透油層需要高壓壓裂。聚能彈射孔作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大應(yīng)力波，會(huì)造成水泥環(huán)內(nèi)部斷裂或膠結(jié)界面脫開，層間發(fā)生竄通。

2 固井技術(shù)措施

采取如下對(duì)策：（1）停采停注，為水泥漿凝固創(chuàng)造一個(gè)靜態(tài)或者穩(wěn)定的環(huán)境。（2）補(bǔ)水增壓，防止漏失，防止鉆井過程中形成厚濾餅或虛濾餅。（3）選擇適合地層巖性和油藏類型的鉆井液體系，改善界面膠結(jié)環(huán)境，優(yōu)選鉆井參數(shù)，為固井提供一個(gè)良好的井身質(zhì)量。（4）針對(duì)地下水對(duì)套管和水泥石的腐蝕性，選擇使用抗鹽、抗腐蝕的水泥漿體系。（5）根據(jù)水泥漿的收縮特性，選擇使用膨脹水泥漿體系，改善收縮并增大結(jié)構(gòu)應(yīng)力，進(jìn)一步壓實(shí)界面，提高界面膠結(jié)強(qiáng)度。（6）為滿足高能射孔和高壓壓裂防水泥石碎裂的要求，選擇使用柔性微膨脹抗沖擊水泥漿體系。（7）在保證井下安全、井壁穩(wěn)定的情況下，選擇界面活性沖洗液的數(shù)量和沖刷流速，沖掉虛濾餅;選擇使用界面增強(qiáng)隔離液，通過潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)改變?yōu)V餅電性，通過與濾餅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高濾餅強(qiáng)度，增強(qiáng)水泥漿與濾餅的膠結(jié)質(zhì)量。（8）針對(duì)剩余油開發(fā)采用的新鉆井技術(shù)和新完井工藝，優(yōu)選各種特殊工具和施工裝備，確保工藝成功和固井順利。

3 實(shí)施

3.1 制定針對(duì)性措施 針對(duì)高壓低滲、低壓高滲、異常蹩壓、多套壓力共存等情況，合理確定與鉆井相關(guān)層系的泄壓和補(bǔ)償?shù)臅r(shí)機(jī)。與之相關(guān)層系500～1500m之內(nèi)的注水井開鉆至固井后24小時(shí)停注，300～500m之內(nèi)采油井在鉆開油層之前至固井后12小時(shí)停采。

3.2 確保井身質(zhì)量 優(yōu)化鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)選鉆井液體系，在保證井下安全的情況下，低粘、低切、低密度，控制失水，改善泥餅質(zhì)量。優(yōu)選鉆頭和鉆井參數(shù)，控制井眼擴(kuò)大率和井眼軌跡，井徑規(guī)則。發(fā)生漏失要承壓堵漏，為固井創(chuàng)造一個(gè)良好的井眼條件。

3.3 提高頂替效率 計(jì)算確定扶正器的加放間距和數(shù)量，確保套管居中度大于67%;下套管之前通井、固井之前調(diào)整鉆井液性能;使用性能良好的沖洗液和加重的隔離液;有條件應(yīng)當(dāng)活動(dòng)套管;在井徑擴(kuò)大率超標(biāo)井段加放旋流發(fā)生器。

3.4 優(yōu)化固井設(shè)計(jì) 在停采停注、泄壓補(bǔ)壓的基礎(chǔ)上，進(jìn)行平衡壓力固井設(shè)計(jì)，采用針對(duì)性的固井工藝和水泥漿體系。選擇管外封隔器、旋流發(fā)生器等特殊工具和抗竄、防漏、微膨脹、低失水、韌性等水泥漿體系[1] [2]。

3.4.1 封隔器輔助封隔技術(shù)[3]在不同滲透率、不同壓力等級(jí)的油氣層之間，加放管外封隔器、水泥漿充填封隔器或遇油遇水膨脹封隔器，阻斷漏失或竄通的通道，保證層間密封和有效開采。

3.4.2 特殊工藝完井固井技術(shù) [4]跨斷層水平井、階梯水平井、繞水錐水平井、側(cè)鉆水平井、三維繞障多靶點(diǎn)聰明井、魚骨狀分支井。固井選用：射孔完井固井、尾管完井固井、篩管頂部注水泥、封隔器輔助完井固井、篩管分段完井選擇性固井工藝等。

3.5 采用多功能水泥漿體系。水泥漿具有防漏、防竄、防腐、增韌、低失水、微膨脹、早強(qiáng)等功能，選擇：低密度水泥漿體系、復(fù)合纖維增韌防漏微膨脹體系等。

4 實(shí)施與效果

勝坨老區(qū)開發(fā)井，運(yùn)用了各種技術(shù)措施和配套的固井工藝技術(shù)：采用了封隔器完井、水平井篩管頂部注水泥、選擇性完井固井等工藝;對(duì)于漏失井和要求返至地面的長(zhǎng)封固段井，采用了低密度+防漏水泥漿體系;水竄或地層干擾的井，采用了早強(qiáng)快凝水泥漿體系;高壓井采用了三凝防竄微膨脹水泥漿體系;剩余油開發(fā)應(yīng)用了水平井精密濾砂篩管、封隔器輔助完井、免鉆一體式篩管頂部注水泥等配套的固井工藝和多功能的水泥漿體系，保證了固井質(zhì)量，一界面固井質(zhì)量?jī)?yōu)良率達(dá)到95.3%，二界面固井質(zhì)量合格率達(dá)到86.4%。實(shí)現(xiàn)了不同壓力層系之間有效封隔，滿足了老油田調(diào)整井精細(xì)開采和有效開發(fā)要求。

5 結(jié)論

（1）老油田開發(fā)，針對(duì)老油田開發(fā)后期存在的一系列技術(shù)難題，研究并采用適合油藏特征和剩余油復(fù)雜性的鉆井、完井、固井新工藝新技術(shù)，才能最大限度地提高采收率。

（2）良好的井身質(zhì)量和穩(wěn)定的水泥漿凝結(jié)環(huán)境是保證固井質(zhì)量的前提。

（3）采用復(fù)合多功能水泥漿體系是解決復(fù)雜難題的重要措施，多種外加劑配伍的混配質(zhì)量、均勻的水泥漿密度、較高的頂替效率、優(yōu)良的裝備、縝密的生產(chǎn)組織、連續(xù)的固井施工是優(yōu)良固井質(zhì)量的保證。

（4）良好的水泥層間封隔質(zhì)量和界面膠結(jié)質(zhì)量是保證復(fù)雜油藏有效開采的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉錚，張宏軍，劉傳仁等。復(fù)合纖維水泥漿體系在川東北鉆井承壓堵漏中的應(yīng)用[J]。鉆采工藝，2007，30（6）116-118。

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[4]張宏軍，楊立明。復(fù)雜斷塊油藏立體開發(fā)鉆井完井優(yōu)化技術(shù)[J]。石油鉆采工藝，2010，32（6）：38-41。

作者簡(jiǎn)介：王欽華，工程師，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè) ，現(xiàn)在東營(yíng)大明石油工程科技開發(fā)有限責(zé)任公司從事固井技術(shù)工作。

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