9-松滋油田固井技術(shù)現(xiàn)狀與分析

1、松滋油田固井技術(shù)現(xiàn)狀與分析艾道安楊寶國（江漢石油管理局鉆井公司）摘要：松滋油區(qū)勘探開發(fā)，固井技術(shù)走過了一段坎坷的過程，通過廣大固井技術(shù)工作人員的 固井摸索和技術(shù)攻關(guān)，充分認(rèn)識該地區(qū)固井技術(shù)難點，完善技術(shù)措施，改進(jìn)水泥漿體系和固井工 藝，固井質(zhì)量得到穩(wěn)步提高。隨著該地區(qū)紅花套組油層開發(fā)，水平井固井和不同固井方式的固井 給固井技術(shù)和固井質(zhì)量帶來更大難度，固井方式還要不斷優(yōu)化，固井技術(shù)也有待完善。詞：勘探開發(fā)；固井；水平井；地層；水泥漿體系；固井質(zhì)量自松滋油田勘探開發(fā)以來，江漢固井一直在該地區(qū)為四普、江漢、中原等油田鉆 井隊進(jìn)行固井施工服務(wù)，固井技術(shù)經(jīng)歷了一段探索與發(fā)展的過程，固井質(zhì)量也是一波 三折

2、、很不穩(wěn)定，通過十多年的固井摸索和技術(shù)攻關(guān)，在該地區(qū)固井完井準(zhǔn)備、水泥 漿體系、固井施工工藝已基本形成一套完善的模式，固井質(zhì)量也逐步趨于穩(wěn)定。隨著 紅花套油層開發(fā)，水平井固井技術(shù)和不同完井方式給完井和固井技術(shù)提岀了新的要求 和難題。1、固井基本情況在該地區(qū)套管層次主要為339. 7mm表層套管、0244. 5mm技術(shù)套管、139.7伽 油層套管，技術(shù)套管在2800m以內(nèi)、油層固井井深一般在3200-4750m之間。油層固井水泥漿封固要求：在以前中南局管理時，側(cè)重考慮減少水泥漿對油層污 染的影響，一致強(qiáng)調(diào)控制返深在油層以上300-500mo泥漿體系方面：不同鉆井公司井隊不盡相同，有淡水泥漿、飽和

3、鹽水泥漿、硅酸 鹽體系泥漿、聚磺體系泥漿等多種泥漿體系，對固井質(zhì)量影響各不相同。2、固井方式一直以來該地區(qū)固井大都采用常規(guī)單級注水泥固井，部分井采用了分級固井和尾 管懸掛等特殊工藝固井，在鉆遇高壓鹽水層和油水同層的井，固井時采用管外封隔器 進(jìn)行機(jī)械封堵。隨著紅花套組油層水平井開發(fā)，在sk8-17井、sh平2井進(jìn)行了水平 井尾管懸掛固井和水平段篩管頂部注水泥固井等高難度、高風(fēng)險固井作業(yè)。3. 水泥漿體系水泥漿體系發(fā)展過程：鹽水水泥漿體系f淡水水泥漿體系f鹽水水泥漿體系f淡 水水泥漿體系f雙凝雙密度水泥漿體系（或雙凝水泥漿體系）水泥漿性能由初期調(diào)整流動性、稠化時間、水泥石強(qiáng)度等基本性能，滿足i古i

4、井施 工，到嚴(yán)格控制好水泥漿api失水（100ml）,增強(qiáng)水泥漿抗地層流體污染能力，提 高固井封固質(zhì)量，同時也減小水泥漿對油層的污染，達(dá)到油層保護(hù)的目的。4、固井技術(shù)難點4. 1該地區(qū)井深，都為深井固井作業(yè)，完井準(zhǔn)備、下套管技術(shù)要求高，固井施工 難度大。4.2不同區(qū)塊、不同層位地質(zhì)特性復(fù)雜，有的層位夾雜含膏泥巖和鹽膏層，有的 鉆遇高壓鹽水層，在漁洋組鉆遇滲漏性地層，以及紅花套組底水油層和油水同層，對 i占1井質(zhì)量都有不同程度的影響。4.3在鉆井中各種不同泥漿體系的應(yīng)用，泥漿造壁性能、井眼狀況、對水泥漿性 能和膠結(jié)質(zhì)量影響各不相同，增加了完井準(zhǔn)備和固井作業(yè)難度。44多種特殊固井工藝的應(yīng)用，特別水

5、平井尾管固井和篩管頂部注水泥固井的應(yīng) 用，固井工藝技術(shù)復(fù)雜、固井施工難度大、作業(yè)風(fēng)險大。5、主要技術(shù)措施5. 1井眼準(zhǔn)備1）完井過程中嚴(yán)格按要求進(jìn)行通井和模擬通井，保持井壁清潔、穩(wěn)定。對新溝 嘴組下段易縮徑的膏泥巖、油層段進(jìn)行擴(kuò)劃，清除厚泥餅，確保井眼暢通，鉆具到底 后大排量充分循環(huán)2周以上，保持井底清潔無沉砂，方可起鉆下套管。2）調(diào)整好泥漿性能，確定合理的泥漿密度，做到井眼穩(wěn)定；要求泥漿懸浮穩(wěn)定 性好、低粘低切低固含、抗高溫（高溫高壓失水10ml、粘度90s）、潤滑性能好，滿 足井下安全及i古i井施工要求。5. 2完井準(zhǔn)備及技術(shù)要求1）取現(xiàn)場水樣及送井水泥進(jìn)行水泥漿試驗，并在固井前進(jìn)行大樣復(fù)

6、查。2）送井固井工具、附件要進(jìn)行認(rèn)真檢查、丈量。3）對重點設(shè)備如：兩臺泥漿泵、鉆機(jī)游動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、柴油機(jī)、 發(fā)電機(jī)及高壓管匯等進(jìn)行全面認(rèn)真的檢查、保養(yǎng)，確保設(shè)備性能完好、運轉(zhuǎn)止常，同 時校核指重表和泵壓表。4）套管到井后，先對套管外觀、絲扣進(jìn)行檢查，并嚴(yán)格按設(shè)計要求順序擺放編號、 丈量、造冊，在場地上根據(jù)壁厚逐根通徑、洗扣及編號，做到入井序號不錯。5. 3固井技術(shù)措施1）i古i井前確定合理泥漿密度，保證井下壓穩(wěn)、不漏、穩(wěn)定。2）優(yōu)化水泥漿配方，采用雙凝水泥漿體系或雙凝雙密度水泥漿體系，縮短下部 水層封固井段水泥漿稠化時間。3）為了提高固井質(zhì)量，在前期固井摸索階段，在水泥漿體系方面

7、經(jīng)歷了鹽水體 系和淡水體系的來回交換，后來穩(wěn)定下來后一直采用淡水體系；但是在9井區(qū)使用的 地下水，由于礦化度高，對水泥漿性能影響較大，使用地面水。4）深井施工，水泥漿體系復(fù)雜，井底溫度高，施工時間長，施工前要做好不同 條件下不同固井介質(zhì)間的相容性實驗和送井水泥大樣復(fù)檢。5）對鉆井液粘切高，井壁上附著的泥餅難以清除的井采用密度與井漿接近，粘 度50s左右的先導(dǎo)漿清除虛泥餅，改善界面膠結(jié)環(huán)境；提高固井施工頂替效率。6）選用優(yōu)質(zhì)的沖洗液和隔離液，并適當(dāng)加大用量。7）合理設(shè)計安放套管扶正器，提高套管居中度，減少頂替竄槽。8）對鉆遇高壓鹽水層、大段水層和油水同層的井，固井時在采用雙凝水泥漿的 同時，再輔

8、以套管外管外封隔器進(jìn)行機(jī)械封堵和i古i井后井口環(huán)空加壓進(jìn)行壓力補(bǔ)償， 在sk8-16井現(xiàn)場應(yīng)用效果比較好。9）提高井隊和固井隊施工設(shè)備保障，作好施工應(yīng)急預(yù)案和搶險人員安排，確保 i占1井施工連續(xù)性，有效提高固井質(zhì)量。10）對特殊i古i井作業(yè)，在完善技術(shù)措施的同時，還要做好一切可能的風(fēng)險評估； 另外加強(qiáng)設(shè)計審批和現(xiàn)場監(jiān)督，要求工具廠家技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。6、固井質(zhì)量分析松滋地區(qū)固井質(zhì)量由于受其地質(zhì)特性、不同泥漿性能、井深建井周期長等因素影 響，i古i井質(zhì)量也是不盡人意，es21井、sk11-5井等少數(shù)井岀現(xiàn)固井聲幅差、測聲幅 阻位不夠，es5井下部水泥漿頂空等質(zhì)量問題；以及sh平2井、sk

9、8-17井水平井特 殊工藝固井產(chǎn)生的施工質(zhì)量風(fēng)險。1）鹽膏層、大段水層或油水同層，高壓鹽水層等地質(zhì)因素影響。2）井身質(zhì)量的影響，井況復(fù)雜；井徑不規(guī)則、套管居中度不夠。3）泥漿性能影響，該地區(qū)使用泥漿體系種類比較多，對井壁影響、水泥漿相容 性、i古i井頂替效率等各不相同，對同井質(zhì)量影響較大。以前同井中，同樣的完井準(zhǔn)備 和水泥漿體系在江漢井隊固井質(zhì)量都好于中原和四普施工的井隊，使用硅酸鹽泥漿體 系的井固井質(zhì)量都較好4）水泥漿體系不適應(yīng)性，i古i井水類別和水質(zhì)、水泥、外加劑之間的配伍性。5）水泥漿失重過程中油氣水竄的問題。6）快速地層對聲幅結(jié)果影響。6. 2測聲幅遇阻原因1）大斜度井、水平井。2）泥

10、漿穩(wěn)定性差，高溫增粘或砂橋，在硅酸鹽泥漿體系中比較突出。3）i占i井膠塞刮漿不凈，形成混漿，造成軟遇阻。4）井深尚井膠塞在套管下行中掛破。7. 認(rèn)識與建議1）在該地區(qū)的井，一般都大于3000米，完井準(zhǔn)備、下套管和同井施工難度都比 較高，加上特殊工藝i古1井和水平井i古1井技術(shù)的不斷應(yīng)用，固井安全風(fēng)險和施工難度不 斷增加。在每一種新的i古1井工藝施工之前要充分評估其安全和質(zhì)量風(fēng)險，另外對完井 方式要進(jìn)一步優(yōu)化，工藝措施進(jìn)一步完善，只有在保證安全施工（包括井下安全和施 工安全）前提下，才能保證質(zhì)量和達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。2）加強(qiáng)不同水泥漿體系的研究和現(xiàn)場應(yīng)用，逐步提高水泥漿與不同泥漿體系之 間的適應(yīng)

11、性和配伍性。3）歸納完善該地區(qū)完井通井、模擬通井、下套管作業(yè)以及泥漿性能調(diào)整等技術(shù) 措施，完井同井時再根據(jù)鉆進(jìn)實際情況進(jìn)行調(diào)整，并嚴(yán)格按照技術(shù)措施進(jìn)行現(xiàn)場落實。8.現(xiàn)場井應(yīng)用與分析8. 1 sk8 斜-16 井該井完鉆井深3839m, 0139. 7mm套管下深3812. 55m,最大井斜9. 9° ,完井討論結(jié)果：油頂3306m,油底3767m設(shè)計阻位3800m,返高3150m,要求封固段長689m。i古i井前泥漿密度1. 18g/cm3,粘度78s固井技術(shù)難點及對策1）油層下部3766. 63825. 5m井段有58.4m厚水層，水泥漿侯凝失重時，易導(dǎo) 致地層水侵入，引起封隔層間

12、互竄，影響i古1井界面膠結(jié)和封i古i質(zhì)量。對策：固井前 確定合理泥漿密度，將下部地層水壓穩(wěn)；優(yōu)化水泥漿配方，采用雙凝水泥漿體系， 縮短下部水層封固井段水泥漿稠化時間；i古i井施工結(jié)束后在井口進(jìn)行關(guān)井加壓。2）深井施工，水泥漿體系復(fù)雜，底部井段稠化時間短，施工安全風(fēng)險大；對策: 做好不同條件下的水泥漿試驗，泥漿一前置液一水泥漿一壓塞液一泥漿不同固井介 質(zhì)間的相容性實驗和送井水泥漿的大樣復(fù)檢；加強(qiáng)完井準(zhǔn)備措施的落實，提咼井隊 和i古i井隊施工保障；作好應(yīng)急預(yù)案和安排好應(yīng)急搶險人員。3）硅酸鹽鉆井液粘切高，井壁上附著的泥餅難以清除，影響水泥石界面膠結(jié)質(zhì) 量；對策：采用密度1. 17g/cm3,粘度5

13、0s的先導(dǎo)漿30m3,清除假泥餅，改善界面 潤濕返轉(zhuǎn)能力；選用優(yōu)質(zhì)的沖洗液和隔離液，并適當(dāng)加大用量。4）荊沙組下部棕紅色泥巖“橡皮地層”和新溝嘴組下段膏質(zhì)泥巖地層易縮徑， 下套管時易導(dǎo)致套管遇阻；對策：通井時，在該井段進(jìn)行擴(kuò)劃。施工過程8月5日固井，注先導(dǎo)泥漿30m3,注隔離液6昭,注三峽d級水泥900袋，采用兩 段制水泥漿，前300袋密度1.75-1.85g/cm3,平均1.82 g/cm3,后600袋密度 1.88-1.97g/cn）3,平均1.88 g/cm3 （水泥漿試驗結(jié)果：三峽d級水泥+井場水 +g33s+fry+usz,試驗溫度98度，50mpa,稠化時間205min,失水量12

14、6ml,強(qiáng)度 21. 8mpa）；大泵頂替43m3,碰壓1. 53、壓力15mpa,井口敞開,水泥漿密度均勻穩(wěn)定, 固井施工連續(xù)順利。8月7 h測聲幅，返高2674m,人工井底3789.5m, |*|井質(zhì)量合格，達(dá)到預(yù)期質(zhì) 量效果。8.2 sk8-17 井& 2. 1基本數(shù)據(jù)完鉆井深：4200m0 339. 7mm表套下深：209.84m,244. 5mm技套下深：2604. 27ma點一b點井深：3915-4200m 最大井斜88度（4200m）尾管懸掛位置：2495. 79-2499. 12m0139. 7mm油層套管下深：4197. 33m碰壓座位置：4162. 55-4162.

15、 86m扶正器位置:3121. 14-4196. 71m井段共下70只（其中鋼性扶止器:20只）套管串結(jié)構(gòu)：浮鞋+1根套管+浮箍+1根套管+浮箍+1根套管+球座+套管串+尾管 懸掛器+5送入鉆桿+鉆桿水泥頭泥漿性能：密度:1. 14g/cm3，粘度:90s失水:2.6ml , ph值:9水泥漿配方：嘉華 g 級 + 井場水（44%） +g33sx 1. 8%+uszx 0. 3%+fryx 0. 2% +gh-6x0. 6%試驗結(jié)果：溫度:93°c,壓力：50mpa,稠化時間：313min,失水：32.4ml,抗壓 強(qiáng)度（24h）： 27. 5mpa8. 2. 2 i古i井技術(shù)難點及

16、措施a井深，對水泥漿性能的要求高；措施：采用雙凝雙密度水泥漿。b、尾管座掛及倒扣風(fēng)險大。措施：校好儀表，準(zhǔn)確稱重，在技術(shù)服務(wù)人員的指 導(dǎo)下進(jìn)行座掛及倒扣作業(yè)。c、施工壓力大，易井漏。措施：適當(dāng)降低施工排量。d、水平段和井斜大的井段套管居中度低，在水泥漿頂替過程中易引起竄槽。措 施：合理使用套管扶正器；后置液采用活性水，提高套管的漂浮度。e、水泥漿體系性能要求高，尤其是水平段的水泥漿在重力的作用下，高邊易形 成水帶。措施：優(yōu)化水泥漿配方，嚴(yán)格控制水泥漿濾液量，失水50s。f、水平段和井斜大的井段，容易形成巖屑床，影響水泥漿的頂替效率。措施： 加大沖洗液的用量及加大低密度水泥漿的數(shù)量，最大限度地清

17、洗巖屑床。g、鉆井液混油，在井壁和套管外壁上形成油膜，使水泥漿在膠結(jié)時產(chǎn)生微間隙, 從而影響固井質(zhì)量。措施：在沖洗液中加入高效驅(qū)油劑，清洗油膜。h、鉆井液粘度高，容易在井壁形成假泥餅，影響同井質(zhì)量。措施：注水泥漿前 先注入密度1. 13 g/cm3,粘度60s,先導(dǎo)漿，清洗井壁上的假泥餅。8. 2.3施工風(fēng)險：由于固井下部結(jié)構(gòu)都平躺在水平井段，相對直井或井斜不大的井更容易導(dǎo)致浮鞋 浮箍失效，其結(jié)果是拔出尾管懸掛器中心管后水泥漿倒灌。相應(yīng)措施a. 在尾管內(nèi)替入加重泥漿，降低管內(nèi)外壓差。b、采用浮鞋+2個浮箍的三個回壓凡爾下部結(jié)構(gòu)，提高保險系數(shù)。c、注水泥前檢查核實套管回壓凡爾是否有效。d、增加水

18、泥附加量，盡量減小水泥漿倒返后套管環(huán)空水泥下降井段，注：確定這種固井方式后，在固井施工設(shè)計中提岀這種固井方式風(fēng)險性和能采取 的措施，并按要求進(jìn)行了設(shè)計審核、審批；施工前工程技術(shù)處組織相關(guān)部門人員，并 邀請領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行了討論。& 2. 4下套管情況：2009年1月30 h至2009年1月31 r,在下套管過程中嚴(yán)格按照尾管懸掛的下 套管技術(shù)要求，在場地上通徑、丈量、清洗、并涂好絲扣油，在場地上檢查好浮箍、 浮鞋等附件，并在場地上組裝好尾管懸掛器（廠家專業(yè)技術(shù)人員到井服務(wù)），下套管過 程中每10根套管灌泥漿一次，嚴(yán)格控制下鉆速度，在接好尾管懸掛器后，下送入鉆 桿，每根鉆桿用60mmx300mm

19、的鉆桿通井規(guī)通徑，下套管施工正常。下鉆完后，逐步 建立正常循環(huán)，由尾管懸掛器廠家人員指揮尾管座掛，座掛倒扣成功后，循環(huán)或間斷 循環(huán)至2月1 r 14:00,循環(huán)泵壓lompao8.2.5固井施工經(jīng)過:2月1日14:42開始固井施工:注入先導(dǎo)漿20m3 （密度：1. 13g/cm3.粘度：56s） 注入高效驅(qū)油劑沖洗液4m3后，放回水井口斷流，回壓凡爾密封良好一注入前置液 4m3一注入水泥漿68m3 （水泥漿密度:最高1. 93g/cm最低1. 72g/cm平均1. 89g/cm3）施工壓力正常一用3i壓塞液壓塞一替漿38m3 （其中重漿15m3：密度 1.41g/cm粘度85s,井漿23 m3

20、：密度1. 14g/cm粘度s）用水泥車小排量碰壓 （共計替量42. 6m3）,最后施工壓力為11 mpa,碰壓壓力由1 impa ±升至17mpa,碰壓 止常，穩(wěn)壓后放回水，井口不斷流，第二次碰壓：壓力由1 impa ±升至20mpa,放回 水不斷流；第三次碰壓：壓力由1 impa ±升至17mpa,放回水不斷流；第四次碰壓： 壓力由1 impa ±升至16mpa,放回水井口仍不斷流。為了保證送入鉆具能安全起岀， 開井泄壓，卸水泥頭，然后搶接方鉆桿，上提鉆具拔出中心管，然后起鉆候凝。8. 2.6固井結(jié)果下小鉆桿鉆水泥塞，尾管內(nèi)水泥塞面2773m,鉆水泥

21、塞至3950m后，測常規(guī)井段 聲幅，測深3750叭水泥返深2784m,固井質(zhì)量合格。鉆完水平段水泥塞后，測水平 段聲幅，測量井段3700m至井底，|占|井質(zhì)量合格。& 2.7原因分析a. 浮鞋浮箍平躺在水平段由于重力作用，密封半球居中度差，導(dǎo)致密封失效所 致。b、采用袋裝油井水泥，水泥中編織帶等雜物在同井過程中纏在浮箍浮斜處，影 響回壓凡爾復(fù)位。8. 2. 8改進(jìn)措施a、在設(shè)計雙密度水泥，適當(dāng)降低套管外當(dāng)量液柱壓力，同時在尾管內(nèi)替入足以 平衡管外的加重泥漿，降低管內(nèi)外壓差。b、采用不同結(jié)構(gòu)的浮鞋、浮箍，增加水平井同井時i古i井附件的適應(yīng)范圍。c、保證水泥灰破袋質(zhì)量，減少水泥灰中破袋產(chǎn)生

22、的雜物。8.3 sh平2井& 3. 1基本數(shù)據(jù)完鉆井深：4180m0 339. 7mm表套下深：182. 99m,244. 5mm技套下深：1803.66ma點一b點井深：3943. 97-418001最大井斜8& 3度0139. 7mm油層套管下深：4176.31m分級箍位置：4032. 65-4033. 55m管外封隔器位置：4044. 34-4047. 24m盲板位置：4047.24m篩管井段:4047. 24-4175. 86m扶正器位置:3375. 0-4165. 17m井段共下70只（其中鋼性扶正器:16只）套管串結(jié)構(gòu)：浮鞋+水平段篩管+盲板一只+管外封隔器一只+套

23、管一根+壓差式分級箍一只+水 平段套管+套管串+聯(lián)頂節(jié)& 3.2 i古i井技術(shù)難點及對策技術(shù)難點1）、套管串下部固井工具及附件較多，剛性較強(qiáng)，且下套管過程中間嚴(yán)禁開泵， 能否將套管串順利下到設(shè)計位置，是該井固井施工的關(guān)鍵和難點。2）、下套管過程中間嚴(yán)禁開泵，控制速度，防止壓力激動過大，管外封隔器提前 坐封。3）、鉆井液中混有原油或油性潤滑劑，影響到固井頂替效率和膠結(jié)質(zhì)量。4）、封隔器座封效果是否良好，分級箍能否順利打開和有效關(guān)閉。相應(yīng)對策1）、認(rèn)真做好井眼準(zhǔn)備、完井準(zhǔn)備等各項工作，對送井i古i井工具、附件要進(jìn)行 認(rèn)真檢查、校核，確保其井下工作質(zhì)量。2）、管外封隔器與分級箍之間加一根套管，以弱化其局部剛性，減少下套管風(fēng)險。3）、下套管前，要求下部采用一定剛性的鉆具結(jié)構(gòu)模擬通井，保證井眼暢通。4）、水平段下入剛性扶正器，水平段和大斜度井段套管內(nèi)使用較輕介質(zhì)頂替，來 提高其居中度，提高封隔器座封質(zhì)量和固井施工頂替質(zhì)量。5）、i古i井前配好較低粘切的先導(dǎo)漿，沖刷井壁提高頂替效率。6