江漢油田挑戰(zhàn)“頑疾”大力提升油氣固井質(zhì)量

□黃慧 王斌 羅初

“近日，我們在江漢油區(qū)2022年固井質(zhì)量評價會上對江漢油田30口油氣新井開展固井質(zhì)量評價，其中優(yōu)質(zhì)28口，優(yōu)質(zhì)率達93.3%，較2021年同期江漢油田固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率提高近10%?！比涨?，江漢油田工程技術(shù)管理部鉆井室主任易爭利表示。今年以來，江漢油田針對投產(chǎn)新井，提升管理水平，應(yīng)用先進科學(xué)技術(shù)，破解固井難題，有效提升了油氣新井固井質(zhì)量。

地層下的“頑疾”

固井是鉆井作業(yè)的重要步驟，是在生產(chǎn)套管下入井口后，用水泥封住套管與井眼之間的環(huán)形空間，封隔地層中的油氣層、水層，給油氣流提供良好的通道，防止不同壓力的油氣水突破井壁進入井壁與套管外側(cè)的環(huán)形空間導(dǎo)致地層水占油道、氣道。同時，避免地層氣進入環(huán)空水泥漿中造成氣竄，影響固井質(zhì)量，為油氣生產(chǎn)的開采創(chuàng)造有利條件。

走這條路徑清晰的固井道路，江漢石油人在氣區(qū)、油區(qū)作業(yè)時，卻頻遇“攔路石”。

據(jù)涪陵頁巖氣公司鉆井項目部工程師陳小龍介紹，位于重慶忠縣涪陵氣田復(fù)興區(qū)塊頁巖氣項目的層天然孔隙、微裂縫發(fā)育較多，油氣顯示活躍。在開展固井作業(yè)時，常出現(xiàn)地層氣突破井壁進入環(huán)空水泥漿的情況，可能導(dǎo)致水泥環(huán)封隔失效，造成環(huán)空帶壓，影響固井質(zhì)量；水泥漿密度、質(zhì)量、重力帶來的壓力大于地層破裂壓力，固井過程中壓漏地層，泥漿液易從地層中流失，水泥返高達不到設(shè)計要求。

新井現(xiàn)場錄取資料。汪睿 攝

同時，氣井在固井作業(yè)中，由于支撐井壁穩(wěn)定的鉆井液密度高、黏度高、固相含量高、流動性差，鉆井液中形成虛泥餅并粘在井壁上，剝離困難；水平井段套管受到虛泥餅阻礙，導(dǎo)致偏心或貼邊在井壁上，套管一側(cè)環(huán)空空間變寬，另一側(cè)變窄，窄邊空間狹小，影響之后灌入井筒的水泥流通和固井速度，同時窄邊鉆井液難以清除，混雜在之后灌入井筒的固井水泥漿中，造成凝固后密度不均勻、內(nèi)部不堅實，無法有效阻擋地層應(yīng)力，套管承受過高壓力易破損。以上因素導(dǎo)致2019年至2021年復(fù)興區(qū)塊固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率僅為40%。

類似情況也出現(xiàn)在江漢油區(qū)。江漢油區(qū)王場區(qū)塊地層天然裂縫多，隨著開采和注水過程中的地層改造，人工裂縫增加，地層壓力體系逐漸紊亂，固井施工中頻繁出現(xiàn)漏失現(xiàn)象。

為解決上述問題，江漢石油人充分發(fā)揮主觀能動性，在氣區(qū)和油區(qū)開展地層下的外科手術(shù)，攻克難關(guān)。

高壓儲能氣泡治“氣竄”

圍繞氣區(qū)固井難題，今年以來，油田工程技術(shù)管理部多次組織固井施工方案審查會和技術(shù)研討會，提出針對油氣活躍井采用自愈合防氣竄水泥漿體系的方案，同時，針對地層承壓能力低、發(fā)生漏失的井，采用泡沫水泥漿固井。

易爭利介紹，泡沫水泥漿即含有不連續(xù)微小的高壓儲能氣泡的可壓縮水泥漿，高壓儲能氣泡比水泥漿重量小，浮在其上方，造成相同體積條件下密度小的泡沫水泥漿取代密度大的常規(guī)水泥漿，水泥漿整體密度和質(zhì)量、重力均變小，不會超過井底和地層承重臨界值，避免固井過程中泥漿液從地層中流失、出現(xiàn)漏失。同時，高壓儲能氣泡有高壓力，補償壓力、重量較大的傳統(tǒng)水泥漿被低重量氣泡取代后失重造成的壓力損失，可以對井壁維持高壓，防止地層氣體壓力大于泥漿液柱壓力，突破井壁進入環(huán)空造成氣竄，影響固井質(zhì)量。

該油田工程技術(shù)管理部技術(shù)專家還強化井眼準備，在保證地質(zhì)目的前提下，兼顧鉆井工程難度，確保軌跡井眼軌跡平滑，為固井作業(yè)創(chuàng)造良好的井眼條件。在鉆進施工過程中，通過在鉆井液中加入各種堵漏材料和井壁強化材料，以實現(xiàn)井壁對地層承壓能力增強和井壁穩(wěn)定性；優(yōu)化固井施工工藝流程中的排量參數(shù)，用清潔的頂替液推動水泥漿，保障套管內(nèi)部清潔。固井施工完以后，通過井口加壓和環(huán)空憋壓壓力壓實水泥，阻擋氣層氣泄漏，防止氣竄，提高固井質(zhì)量。

今年以來，油田工程技術(shù)管理部專家對涪陵頁巖氣田承壓能力低、易漏失的焦頁85-S2HF、焦頁143-1HF、泰頁1-4HF3等口井進行了泡沫固井試驗，固井過程正常，未發(fā)生漏失現(xiàn)象，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，減少完井提承壓作業(yè)時間，大幅降低了承壓堵漏等直接費用，為壓裂改造提供合格井筒。

技術(shù)工具混搭給泥漿“減肥”

圍繞油區(qū)固井難題，今年1月以來，江漢油田工程技術(shù)管理部專家、江漢采油廠技術(shù)人員與江漢鉆井一公司技術(shù)人員成立固井聯(lián)合攻關(guān)小組，提出了提升固井質(zhì)量技術(shù)措施。針對復(fù)雜區(qū)塊及存在井漏風(fēng)險的區(qū)塊，不再局限于采用常規(guī)的單密度、雙密度水泥漿體系，提出以“堵漏先導(dǎo)漿+雙凝雙密度堵漏”水泥漿體系為技術(shù)構(gòu)架，配合防漏扶正一體化工具的混搭方案，治療固井“頑疾”。

由于過去沒有防漏扶正一體化工具作為承托工具且地層承壓能力差，常規(guī)的1.88克/立方厘米單密度水泥漿或1.45至1.88克/立方厘米雙密度水泥漿重量、壓力大于地層，泥漿容易漏入地層，導(dǎo)致水泥返高不夠及固井質(zhì)量變差。針對王場易漏區(qū)塊，采用了“堵漏先導(dǎo)漿+雙凝雙密度堵漏”水泥漿體系進行防漏施工。

同時，研制開發(fā)出一種防漏扶正一體化工具，加在套管串上，保證套管在井筒的居中度，防止套管貼邊導(dǎo)致注入的水泥漿竄槽，避免水泥漿兩側(cè)分布不均、固井效果不好。

日前，在王場區(qū)塊王4-5-斜11井、王西6-斜8井和老新區(qū)塊老21-斜13井固井過程中使用“堵漏先導(dǎo)漿+雙凝雙密度堵漏”水泥漿體系和防漏扶正一體化工具，未發(fā)生漏失，水泥返高達到設(shè)計要求，固井質(zhì)量較好。