東勝頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井關(guān)鍵技術(shù)

杜曉雨 王學(xué)海 賈彥龍 李鵬程 萬(wàn)永華

摘要：為實(shí)現(xiàn)“稀井高產(chǎn)、效益開(kāi)發(fā)”的目的，實(shí)現(xiàn)有效動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量和提高頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量，在重慶南川東勝區(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)超長(zhǎng)水平段水平井，探索形成適合于非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)工程新模式。超長(zhǎng)水平段水平井固井面臨套管下入難度大、頂替效率差、水泥漿性能差異化等技術(shù)挑戰(zhàn)。通過(guò)開(kāi)展超長(zhǎng)水平段水平井套管下入技術(shù)、長(zhǎng)效密封水泥漿體系及配套工藝研究，形成以“套管安全高效下入及居中度控制+防漏防竄長(zhǎng)效封固水泥漿+固井施工參數(shù)精細(xì)化設(shè)計(jì)與控制”為核心的超長(zhǎng)水平段水平井固井關(guān)鍵技術(shù)系列。該技術(shù)系列在該區(qū)第一口超長(zhǎng)水平段水平井SY9-2HF（水平段長(zhǎng)3 583 m）成功完成應(yīng)用，固井質(zhì)量合格率100%，優(yōu)質(zhì)率95%，為該井后期壓裂施工、高效開(kāi)發(fā)奠定了良好工程基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：東勝區(qū)塊；頁(yè)巖氣；水平井；固井；超長(zhǎng)水平段；長(zhǎng)效密封

In order to achieve the objective of “high yield and beneficial development in scare wells of wide spacing”， effectively produce geological reserves and improve the single well production of shale gas， pilot test of well with ultralong horizontal section was conducted in the Dongsheng block， Nanchuan district， Chongqing， to explore and form a new mode suitable for unconventional oil and gas development projects.The cementing of well with ultralong horizontal section is faced with technical challenges such as difficult casing running， poor displacement efficiency， and different cement slurry performances.By means of research on the casing running technology， longterm sealing cement slurry system and supporting technology of well with ultralong horizontal section， a series of key cementing technologies for wells with ultralong horizontal sections， represented by the safe and efficient casing running and centrality control + leak resistance and channeling resistance longterm sealing cement slurry + fine design and control of cementing operation parameters， were formed.These technologies have been successfully applied in the first ultralong horizontal well SY9-2HF （horizontal section length of 3，583 m） in the block， with the cementing quality acceptability of 100% and the highquality rate of 95%， which lays a good engineering foundation for subsequent fracturing operation and efficient development of the well.

Dongsheng? Block；shale gas；horizontal well;

cementing；ultralong horizontal section；longterm seal

0 引 言

重慶南川東勝區(qū)塊以常壓頁(yè)巖氣為主，采用常規(guī)水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)，限制了頁(yè)巖氣資源的進(jìn)一步高效開(kāi)發(fā)［1］。為了實(shí)現(xiàn)“稀井高產(chǎn)、效益開(kāi)發(fā)”目的，在該區(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)實(shí)施超長(zhǎng)水平段水平井。針對(duì)頁(yè)巖氣水平井固井技術(shù)難題，國(guó)內(nèi)已形成水平段長(zhǎng)1 500～2 500 m頁(yè)巖氣水平井固井成熟技術(shù)方案。漂珠低密度水泥漿、常規(guī)彈韌性水泥漿體系及配套工具、工藝均得到了廣泛推廣應(yīng)用，固井質(zhì)量較頁(yè)巖氣勘探初期得到明顯改善；常規(guī)彈韌性水泥環(huán)滿足了常壓頁(yè)巖氣水平井近30段分段壓裂技術(shù)需求［2］。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣水平井固井及壓裂實(shí)施案例及經(jīng)驗(yàn)，東勝區(qū)塊常壓頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井面臨套管安全快速下入、固井質(zhì)量改善、高壓裂載荷循環(huán)加載下水泥環(huán)完整性保障等技術(shù)要求更加苛刻的難題［3-4］。針對(duì)以上技術(shù)難題，筆者重點(diǎn)介紹SY9-2HF井139.7 mm生產(chǎn)套管固井實(shí)踐中探索形成的超長(zhǎng)水平段水平井固井技術(shù)系列，以期為東勝區(qū)塊常壓頁(yè)巖氣資源效益開(kāi)發(fā)提供借鑒和指導(dǎo)。

1 固井技術(shù)難點(diǎn)分析

SY9-2HF井位于南川地區(qū)武陵褶皺帶萬(wàn)縣復(fù)向斜平橋背斜構(gòu)造帶，采用“導(dǎo)管+二開(kāi)制”井身結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管采用406.4 mm鉆頭施工，339.7 mm套管下深385.63 m，固井封固上部淺表水層；一開(kāi)采用311.2 mm鉆頭施工，中完井深2 382 m，244.5 mm技術(shù)套管下深2 379.98 m，封固淺層氣層、韓家店組、小河壩組及龍馬溪組上部大套泥巖易漏地層，為二開(kāi)儲(chǔ)層順利鉆進(jìn)奠定良好工程基礎(chǔ)；二開(kāi)采用215.9 mm鉆頭施工，專攻龍馬溪組目的儲(chǔ)層，完鉆井深6 455 m，139.7 mm套管下深6 450.76 m。

該井二開(kāi)鉆遇頁(yè)巖氣目的層龍馬溪組因上部存在大套泥頁(yè)巖地層，存在漏失、垮塌風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中6 150、6 337 m發(fā)生漏失，通井期間發(fā)生漏失最大漏速達(dá)到8.5 m3/h。產(chǎn)層施工具有一次性封固段長(zhǎng)，固井液體環(huán)空運(yùn)移摩阻大，固井施工替漿后期壓力較高等特點(diǎn)，存在漏失風(fēng)險(xiǎn)。

該井為工區(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)的首口超長(zhǎng)水平段水平井，水平段長(zhǎng)3 583 m，套管下入過(guò)程中水平井段套管對(duì)井壁側(cè)壓力大，增大下入摩阻；且水垂比較大，驅(qū)動(dòng)力不足，導(dǎo)致難以保證套管安全高效下入；超長(zhǎng)水平段套管居中度差，水泥漿紊流狀態(tài)難以保證；油基鉆井液導(dǎo)致井壁油膜、泥餅難以清除，環(huán)空清潔不充分，水泥漿對(duì)環(huán)空不能有效封固；超長(zhǎng)水平段水平井壓裂段數(shù)較常規(guī)水平井明顯增加，壓裂高載荷循環(huán)作用于水泥環(huán)，對(duì)水泥環(huán)的強(qiáng)度和彈韌性要求更高。

2 固井技術(shù)措施

2.1 套管安全高效下入及居中度控制技術(shù)

套管安全高效下入及提升套管居中度是頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井成功的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)SY9-2HF井139.7 mm生產(chǎn)套管下入過(guò)程控制，筆者基于套管下入模型，進(jìn)行摩阻系數(shù)等關(guān)鍵因素分析與優(yōu)、化扶正器選型和安放優(yōu)化以及漂浮接箍適應(yīng)性評(píng)價(jià)，形成超長(zhǎng)水平段水平井套管安全高效下入工藝技術(shù)［5-6］。

2.1.1 套管居中度分析

為了保證139.7 mm生產(chǎn)套管居中度，SY9-2HF井直井段及與上層套管重疊段按照4根套管安放1只樹(shù)脂旋流扶正器設(shè)計(jì)；由于套管與造斜井段井壁接觸造成的摩阻較大，同時(shí)還需保證套管順利通過(guò)，因此在造斜井段按照2根套管安放1只樹(shù)脂旋流扶正器設(shè)計(jì)；為了保證套管居中度，同時(shí)保證生產(chǎn)套管延伸能力，降低下入摩阻，水平井段按照1根套管安放1只扶正器的方案，滾珠扶正器與整體式彈性扶正器交叉使用［7］，如表1所示。

對(duì)表1扶正器安放進(jìn)行模擬計(jì)算，居中度分析結(jié)果如圖1所示，其中造斜井段套管平均居中度達(dá)到67%以上，水平井段套管居中度大于80%，滿足頁(yè)巖氣水平井固井技術(shù)要求。

2.1.2 套管下入方式優(yōu)選

超長(zhǎng)水平段水平井套管下入過(guò)程摩阻大，套管下入難度大，因此需要開(kāi)展套管常規(guī)下入與漂浮下入方式優(yōu)選評(píng)價(jià)。為了提高模擬分析預(yù)測(cè)精度，下套管前最后一次通井，通過(guò)記錄起下鉆大鉤載荷，精確測(cè)算當(dāng)時(shí)井況起下鉆摩阻系數(shù)，作為套管下入模擬分析中的摩阻系數(shù)，設(shè)計(jì)扶正器類型及安放方案，進(jìn)行套管下入過(guò)程模擬。結(jié)果如圖2和圖3所示。

由圖2可知，通過(guò)對(duì)139.7 mm生產(chǎn)套管常規(guī)下入方式進(jìn)行模擬分析，其中套管重疊段摩阻系數(shù)FFc為固定值0.18。當(dāng)裸眼段平均下入摩阻系數(shù)FFo＞0.23時(shí)，套管下入過(guò)程中存在屈曲風(fēng)險(xiǎn)，易發(fā)生自鎖，導(dǎo)致套管無(wú)法正常下入；當(dāng)FFo≤0.23，套管下入無(wú)屈曲風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)模擬套管下至井底的大鉤載荷≥450 kN，生產(chǎn)套管能夠順利下至井底。

由圖3可知，通過(guò)對(duì)139.7 mm生產(chǎn)套管漂浮下入方式進(jìn)行模擬分析，其中漂浮接箍安裝在井深4 450 m處，漂浮段長(zhǎng)2 000 m，套管重疊段摩阻系數(shù)為固定值0.18。當(dāng)裸眼段平均下入摩阻系數(shù)FFo＞0.26時(shí)，套管下入過(guò)程中存在屈曲風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致套管無(wú)法正常下入；當(dāng)FFo≤0.26時(shí)，套管下入無(wú)屈曲風(fēng)險(xiǎn)，且此時(shí)模擬套管下至井底大鉤載荷≥460 kN，生產(chǎn)套管能夠順利下至井底。

現(xiàn)場(chǎng)下套管前最后一次通井顯示，通井鉆柱下入過(guò)程中，套管重疊段下入摩阻系數(shù)為0.18，裸眼段下入摩阻系數(shù)FFo為0.22。設(shè)置不同漂浮段長(zhǎng)，進(jìn)行套管下入安全性模擬分析。結(jié)果如表2和圖4所示。

根據(jù)結(jié)果分析，SY9-2HF井實(shí)際井況條件下，未設(shè)置漂浮空氣段，套管下入過(guò)程中，大鉤載荷呈先增加后減小變化趨勢(shì)，最大值691.0 kN出現(xiàn)在A靶點(diǎn)（井深2 870 m）；下至井底時(shí)，大鉤載荷為480.3 kN；套管在水平段延伸過(guò)程中，大鉤載荷始終大于450 kN，能夠保證套管順利下入。設(shè)置2 000 m以內(nèi)漂浮段，能夠減小套管懸重，套管下至井底時(shí)，大鉤載荷較無(wú)漂浮方式無(wú)明顯增加。設(shè)置3 000 m漂浮段，套管下至井底時(shí)，大鉤載荷較無(wú)漂浮方式增加約100 kN。最終選擇常規(guī)方式完成生產(chǎn)套管下入，全程無(wú)遇阻現(xiàn)象，套管下到位時(shí)，大鉤載荷為435 kN，與模擬分析結(jié)果480.3 kN誤差為10%，說(shuō)明模擬分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工具有一定指導(dǎo)意義。

2.2 防漏防竄長(zhǎng)效封固水泥漿技術(shù)

頁(yè)巖氣水平井后期需進(jìn)行大型分段壓裂以實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣高效開(kāi)發(fā)。而超長(zhǎng)水平段水平井后期壓裂段數(shù)較常規(guī)水平井會(huì)明顯增加，近50段分段壓裂施工高載荷循環(huán)作用于水泥環(huán)，對(duì)水泥環(huán)密封完整性是巨大挑戰(zhàn)。

固井水泥漿不僅要保證固井質(zhì)量，同時(shí)要滿足頁(yè)巖氣井全生命周期長(zhǎng)效密封技術(shù)需求。由于SY9-2HF井二開(kāi)水平段鉆進(jìn)多次發(fā)生漏失，所以水泥漿設(shè)計(jì)同時(shí)要考慮施工防漏，實(shí)現(xiàn)環(huán)空水泥漿理想返高，進(jìn)一步保障環(huán)空密封完整性。

綜合考慮防漏防竄和長(zhǎng)效密封固井的目的，對(duì)SY9-2HF井139.7 mm生產(chǎn)套管固井設(shè)計(jì)機(jī)械充氮泡沫固井技術(shù)，采用“泡沫低密度+高強(qiáng)彈韌性防氣竄”雙凝雙密度水泥漿體系，設(shè)計(jì)水泥漿返高至井深1 000 m，領(lǐng)、尾漿分界面2 500 m。開(kāi)發(fā)了彈韌性水泥漿（1#）和高強(qiáng)彈韌性防氣竄水泥漿（2#）。

1#彈韌性水泥漿：G級(jí)水泥+6%微硅+3%彈性材料+0.05%高溫懸浮劑+5%降失水劑+3%液硅+0.15%緩凝劑+48%現(xiàn)場(chǎng)水，密度1.80 g/cm3。

2#高強(qiáng)彈韌性防氣竄水泥漿：G級(jí)水泥+6%彈性材料+3.5%降失水劑+3%液硅+0.3%分散劑+0.25%早強(qiáng)劑+0.15%緩凝劑+42%現(xiàn)場(chǎng)水，密度1.88 g/cm3。

其中1#水泥漿作為領(lǐng)漿基漿，施工過(guò)程中充氮?dú)庵僚菽兔芏人酀{，封固1 000～2 500 m，實(shí)現(xiàn)固井防漏防竄目的；2#水泥漿作為水平段尾漿，利用其高強(qiáng)低彈性能，改善固井質(zhì)量的同時(shí)滿足后期大型壓裂對(duì)水泥環(huán)力學(xué)性能需求。如表3所示。

2.2.1 泡沫低密度水泥漿體系優(yōu)化與評(píng)價(jià)

針對(duì)普通發(fā)泡劑在水泥漿中發(fā)泡能力差、泡沫穩(wěn)定周期短等技術(shù)難題，基于增溶與置換的界面吸附原理，研發(fā)了以陰離子/兩性離子為主的水泥漿高效發(fā)泡劑［8］。該發(fā)泡劑發(fā)泡時(shí)間短于15 s，發(fā)泡倍數(shù)達(dá)到25倍以上;針對(duì)地層溫度條件下泡沫聚集分層、排液速度加快的難題，基于納米吸附與增黏穩(wěn)泡作用機(jī)理，開(kāi)發(fā)了耐溫穩(wěn)泡劑。該穩(wěn)泡劑能有效阻止氣泡聚合，減少液膜排液，顯著增強(qiáng)了地層溫度條件下穩(wěn)泡效果［9］。泡沫低密度水泥漿體系在93 ℃高溫條件下半衰期達(dá)到33.8 h以上且靜切力達(dá)到12 Pa［10］，能夠有效保障水泥漿流態(tài)-塑態(tài)-固態(tài)全生命周期的穩(wěn)定性。

泡沫水泥漿因自身孔隙結(jié)構(gòu)較多且圈閉大量可膨脹高壓儲(chǔ)能泡沫，在水泥漿膠凝階段，高壓泡沫膨脹能夠有效補(bǔ)償水泥漿“失重”造成的壓力損失。水泥漿在流態(tài)-塑態(tài)-固態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)壓穩(wěn)氣層，防止環(huán)空氣竄［11-12］。1#彈韌性水泥漿充氮?dú)庵撩芏葹?.50 g/cm3泡沫低密度水泥漿，與常規(guī)漂珠低密度水泥漿（密度1.50 g/cm3）分別在試驗(yàn)溫度55、90 ℃開(kāi)展防竄性能評(píng)價(jià)對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，因自身儲(chǔ)能微泡膨脹作用，泡沫水泥漿孔隙壓力的變化非常緩慢，泡沫水泥漿較常規(guī)漂珠低密度水泥漿失重時(shí)間明顯延長(zhǎng)，氣竄流量減小，所以泡沫水泥漿具有更好的防氣竄能力。

1#彈韌性水泥漿充氮?dú)庵撩芏葹?.50 g/cm3泡沫低密度水泥漿，在27.5 ℃、20 MPa水浴條件下養(yǎng)護(hù)72 h形成固化水泥石，單軸力學(xué)測(cè)試顯示該水泥石抗壓強(qiáng)度14.8 MPa，彈性模量4.5 GPa，力學(xué)性能滿足頁(yè)巖氣水平井固井技術(shù)需求。利用COME LAB滲透儀測(cè)定密度為1.50 g/cm3泡沫低密度水泥石滲透率為0.018 mD，泡沫水泥石在井下環(huán)境中屬于一種低滲透性水泥石。

2.2.2 高強(qiáng)彈韌性防氣竄水泥漿體系優(yōu)化及評(píng)價(jià)

常規(guī)水泥石具有抗壓強(qiáng)度高、變形能力差、易脆性破壞等特征。目前主要采用低彈模材料填充水泥石來(lái)改善水泥石硬脆性，增強(qiáng)水泥石變形能力［13］。

彈性材料是非活性物質(zhì)，不會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，屬于水泥石中的薄弱環(huán)節(jié)，在彈性材料周圍存在界面過(guò)渡區(qū)，是微裂紋和微裂縫擴(kuò)展的源頭，所以其摻入降低了水泥石的抗壓強(qiáng)度。針對(duì)以上技術(shù)難題，基于有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化復(fù)合理論，對(duì)彈性材料的表面進(jìn)行微結(jié)構(gòu)調(diào)控，使其表面由疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，同時(shí)形成梯度界面，在與水泥漿發(fā)生水化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生“釘扎效應(yīng)”和“嵌鎖結(jié)構(gòu)”。有效改善固井水泥石彈韌性的同時(shí)，使水泥石保持良好的抗壓強(qiáng)度［14］。

為了進(jìn)一步提升水泥漿體系防竄性能，構(gòu)建高強(qiáng)彈韌性水泥漿體系中添加適量納米液硅防氣竄劑。其具有極強(qiáng)的表面活性，可參與水泥水化反應(yīng)，迅速提高水泥漿膠凝強(qiáng)度，降低水泥石滲透率，增加氣竄阻力；同時(shí)納米液硅可有效束縛水泥漿中的自由水，防止形成水泥漿高邊水槽；另外存在的親水鏈和親油鏈可改善不同界面的潤(rùn)濕性，改善界面膠結(jié)質(zhì)量［15］。如表5所示。

2#高強(qiáng)彈韌性防氣竄水泥漿體系在93 ℃、42 MPa水浴條件下養(yǎng)護(hù)48 h形成固化水泥石。單軸力學(xué)測(cè)試顯示，該水泥石抗壓強(qiáng)度28.2 MPa，測(cè)試彈性模量隨加載應(yīng)力變化規(guī)律，高強(qiáng)彈韌性水泥石彈性模量小于6 MPa，較常規(guī)水泥石彈性模量降低50%以上，見(jiàn)圖5。進(jìn)一步開(kāi)展三軸循環(huán)加載力學(xué)試驗(yàn)（軸向壓力35 MPa，圍壓20 MPa），測(cè)得30次循環(huán)加卸載條件下高強(qiáng)彈韌性水泥石的殘余應(yīng)變僅為0.45%，較常規(guī)水泥石降低30%～50%，能夠滿足后期大型壓裂技術(shù)需求。

2#高強(qiáng)彈韌性防氣竄水泥漿體系基本性能滿足固井施工要求，對(duì)相應(yīng)水泥環(huán)密封完整性進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。采用自研大型物理模擬評(píng)價(jià)裝置，模擬90 MPa壓裂載荷循環(huán)作用于水泥環(huán)，測(cè)試水泥環(huán)密封能力，模擬試驗(yàn)循環(huán)加載64次，未發(fā)生氣竄，其密封完整性評(píng)價(jià)情況見(jiàn)圖6。說(shuō)明該體系滿足頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求，在歷經(jīng)50次以上循環(huán)加載后能夠保障環(huán)空封固，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效密封。

2.3 超長(zhǎng)水平段水平井沖洗工藝技術(shù)

頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井鉆進(jìn)過(guò)程中巖屑返出井口周期長(zhǎng)，若油基鉆井液性能不佳導(dǎo)致攜巖能力差，巖屑會(huì)在水平段沉降堆積，為后期固井清潔環(huán)空帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)超長(zhǎng)水平段水平井，固井沖洗工藝技術(shù)不僅需考慮高效清潔界面油膜，同時(shí)需優(yōu)化工藝以滿足油基泥餅清除需求。

工區(qū)常規(guī)頁(yè)巖氣井固井多采用SCW洗油沖洗液體系，應(yīng)用效果良好。該體系沖洗液分子從油膜表面迅速滲入，產(chǎn)生溶脹作用，削弱油餅的內(nèi)聚力和結(jié)構(gòu)力；而沖洗液中的固相顆粒則在水力機(jī)械作用下對(duì)界面泥餅產(chǎn)生物理沖刷，加快清除井壁污物［16］。在SCW體系的基礎(chǔ)上創(chuàng)新提出“前置洗油沖洗液+加重隔離液+后置洗油沖洗液”的多級(jí)沖洗工藝，優(yōu)選溫敏懸浮材料以優(yōu)化沖洗液體系在井下高溫條件中的流體性能，并優(yōu)選合適粒徑加重劑以優(yōu)化沖洗液物理沖刷效率，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)水平段水平井固井環(huán)空清潔，保障固井界面膠結(jié)質(zhì)量。

2.4 固井施工關(guān)鍵參數(shù)精細(xì)化設(shè)計(jì)

綜合考慮壓穩(wěn)、防漏、保障頂替效率等因素；結(jié)合上述水泥漿柱結(jié)構(gòu)、多級(jí)沖洗工藝設(shè)計(jì)，模擬計(jì)算注水泥及替漿過(guò)程。重點(diǎn)關(guān)注井底、易漏薄弱點(diǎn)的壓力和當(dāng)量循環(huán)密度變化，關(guān)注環(huán)空頂替效率變化。通過(guò)優(yōu)化施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化固井，進(jìn)一步提升固井質(zhì)量。如表6、表7所示。

該井二開(kāi)鉆進(jìn)過(guò)程中在一開(kāi)套管鞋位置（2 390 m）進(jìn)行地破試驗(yàn)，鉆井液密度1.45 g/cm3，承壓當(dāng)量密度1.75 g/cm3，地層未破。二開(kāi)固井前對(duì)井底及水平段漏層薄弱點(diǎn)進(jìn)行地層靜/動(dòng)態(tài)承壓試驗(yàn)：靜態(tài)承壓，起鉆至2 342 m，套壓增加1.45 MPa，穩(wěn)壓20 min，壓降0.05 MPa，總泵入0.92 m3水泥漿，泄壓回吐0.8 m3，鉆井液密度1.53 g/cm3，井底靜液柱當(dāng)量密度為1.584 g/cm3；動(dòng)態(tài)承壓，下鉆至井底，以固井施工最大排量1.8 m3/min循環(huán)2周驗(yàn)漏，無(wú)漏失，綜合考慮液柱壓力及循環(huán)摩阻（循環(huán)摩阻預(yù)計(jì)為8 MPa），井底動(dòng)態(tài)當(dāng)量密度為1.826 g/cm3。通過(guò)優(yōu)化施工參數(shù)，模擬計(jì)算注替過(guò)程中井底及漏層薄弱點(diǎn)當(dāng)量密度（ECD）如圖7所示。由圖7可知，各當(dāng)量密度均滿足防漏防竄技術(shù)要求。

3 生產(chǎn)套管固井效果評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)固井過(guò)程參數(shù)精細(xì)化設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)全過(guò)程平衡壓力固井，實(shí)際替漿到位泵壓為22 MPa，與模擬計(jì)算的21.02 MPa基本一致（見(jiàn)圖8）。候凝72 h，下鉆探塞，水泥漿返高至896 m，滿足設(shè)計(jì)要求的返高至1 000 m，證實(shí)固井過(guò)程及候凝階段未發(fā)生漏失。對(duì)固井質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，固井質(zhì)量合格率100%，全井優(yōu)質(zhì)率達(dá)到95%。該井后期完成50段分段壓裂施工后投產(chǎn)至今，井口無(wú)環(huán)空帶壓現(xiàn)象。該系列固井關(guān)鍵技術(shù)措施滿足了超長(zhǎng)水平段水平井固井技術(shù)需求，成功解決了常壓頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井漏失以及環(huán)空氣竄問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣井全生命周期長(zhǎng)效密封目標(biāo)。

該系列固井技術(shù)后期在同平臺(tái)SY9-6HF井再一次成功實(shí)施，刷新頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井記錄（3 601 m），固井無(wú)漏失發(fā)生，全井固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)率達(dá)到93.5%。后期順利完成46段分段壓裂施工后投產(chǎn)至今，井口無(wú)環(huán)空帶壓現(xiàn)象。超長(zhǎng)水平段水平井生產(chǎn)套管固井關(guān)鍵技術(shù)的成功實(shí)施，為工區(qū)頁(yè)巖氣資源高效開(kāi)發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

4 結(jié) 論

（1）基于鉆進(jìn)過(guò)程地層摩阻開(kāi)展的套管下入模擬計(jì)算，能夠有效優(yōu)化套管下入方式、扶正器選型及安放設(shè)計(jì)，對(duì)固井施工套管安全高效下入具有極為重要的指導(dǎo)意義。

（2）“泡沫低密度水泥漿+高強(qiáng)彈韌性防氣竄水泥漿”雙凝雙密度水泥漿體系能夠有效解決頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井漏失、環(huán)空氣竄等技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣水平井全生命周期長(zhǎng)效密封目標(biāo)。

（3）“前置洗油沖洗液+加重隔離液+后置洗油沖洗液”的多級(jí)沖洗工藝，滿足了超長(zhǎng)水平段水平井環(huán)空清潔技術(shù)需求，提升了固井水泥環(huán)與界面膠結(jié)質(zhì)量，進(jìn)一步保障了頁(yè)巖氣水平井環(huán)空密封效果。

（4）頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井固井技術(shù)系列，為實(shí)現(xiàn)東勝區(qū)塊常壓頁(yè)巖氣資源“稀井高產(chǎn)、效益開(kāi)發(fā)”目標(biāo)奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，具備廣闊的推廣應(yīng)用前景。

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第一杜曉雨，助理研究員，生于1990年，2016年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣井工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事頁(yè)巖氣固井水泥環(huán)完整性及固井工藝研究工作。地址：（102206）北京市昌平區(qū)。電話：（010）56606219。Email：dxyshiyou@163.com。2022-10-08