下?lián)P子地區(qū)易漏失井固井技術(shù)

1、下?lián)P子地區(qū)易漏失井固井技術(shù)溪 2 井是中石化華東分公司“突破下?lián)P子”戰(zhàn)略的重點(diǎn)探井，是為了探索適合下?lián)P子地區(qū)的近平衡、酸化、壓裂等油氣勘探技術(shù)， 力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)溪橋構(gòu)造古生界油氣突破， 進(jìn)而帶動(dòng)下?lián)P子地區(qū)油氣勘探。 溪 2 井的成功固井， 為今后下?lián)P子地區(qū)的固井技術(shù)發(fā)展探索出一條新路。溪 2 井概況溪 2井地質(zhì)概況溪 2 井位于下?lián)P子盆地黃橋- 如皋沖斷凹陷溪橋2 號(hào)構(gòu)造，該井鉆遇地層較多，地層巖性復(fù)雜，易漏、易垮，碳酸鹽巖地層發(fā)育 1 。溪 2 井全井錄井中共發(fā)現(xiàn)油氣顯示層 49 個(gè)小層，總視厚226.05m,含油顯示層主要分布于龍?zhí)督M，棲霞組。其中大龍組、孤峰組、龍?zhí)督M、棲霞組含有裂隙含氣層，茅

2、山組和墳山組還有氣測(cè)異常層，黃龍組的 2076m-2079m井段，存在3m厚的CO西層。 1.2 溪 2井鉆井概況溪2井井型為直井，井深 2960.00m,最大井斜角5.3 , 最大全角變化率2.64 /30m,井底最大位移65.11m。1.3 溪 2井固井要求概況依據(jù)地質(zhì)及工程要求， 采用下套管固井方式完井。套管下深 2950.29m， 實(shí)行全井段固井， 返高到地面， 封固段長(zhǎng) 2950.29m，上層套管下深1291.49m,裸眼封固段長(zhǎng)1658.80m技術(shù)難點(diǎn)和對(duì)策1 ）溪 2 鉆遇層位較多，地質(zhì)條件復(fù)雜， 特別是在碳酸鹽巖地層破裂壓力低，固井時(shí)易發(fā)生漏失，造成水泥漿低返；2）完井后擬實(shí)施

3、大型壓裂等措施，對(duì)固井質(zhì)量要求較高；3）封固段長(zhǎng)，達(dá)2950.29m， 液柱壓力大，水泥漿頂替效率低， 水泥漿失重嚴(yán)重，從而影響固井質(zhì)量；4）地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，封固段中含有裂隙含氣層，氣測(cè)異常層以及CO2層，水泥漿侯凝過程中容易發(fā)生氣竄。固井工藝優(yōu)選3）由于地層破裂壓力低，容易造成固井時(shí)水泥漿流失，解決這一問題最有效、簡(jiǎn)便的方法是采用低密度水泥漿， 實(shí)現(xiàn)近平衡壓力固井。4）由于封固段中存在裂隙含氣層，氣測(cè)異常層以及CO2氣層， 使用防氣竄水泥漿體系保證固井質(zhì)量。 3.2 低密度水泥漿優(yōu)選在室內(nèi)對(duì) 5 種低密度水泥漿配方進(jìn)行了相同條件下的水泥漿性能試驗(yàn)， 見下表 1 。 3 號(hào)配方失水量最少， 24

4、h 抗壓強(qiáng)度最大，因此優(yōu)選3 號(hào)配方水泥漿作為溪2 井的低密度水泥漿。.3 水泥漿性能特點(diǎn)以上試驗(yàn)結(jié)果表明，低密度水泥漿流變性能符合冪流變模式， 水泥漿塑性黏度低，屈服值穩(wěn)定，水泥漿流變性能良好。低密度水泥漿在低剪切速率下， 水泥、 微珠和穩(wěn)定劑之間能形成 穩(wěn)定的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)， 可以阻止水泥漿體系中易沉降顆粒的沉降，使水泥漿保持良好的穩(wěn)定性。 隨著剪切速率的提高， 低密度水泥漿經(jīng)高速剪切后，其流動(dòng)性良好，可有效降低流動(dòng)阻力， 減小摩阻， 提高頂替效率 3 。.4 水泥漿靜膠凝強(qiáng)度在水泥漿泵入井下后水泥漿就開始發(fā)展靜膠凝強(qiáng)度， 靜膠凝強(qiáng)度發(fā)展的過程， 就是水泥漿從能傳遞液柱壓力的液態(tài)流體向具有可測(cè)量

5、抗壓強(qiáng)度的固硬性材料轉(zhuǎn)變的過程， 這一變化階段稱為過渡期。 在過渡期水泥漿持續(xù)增加膠凝強(qiáng)度， 這時(shí)水泥漿基體具有非牛頓流體的流變行為， 并具備屈服值， 也被稱為靜膠凝強(qiáng)度。靜膠凝強(qiáng)度定義是： 在某一時(shí)刻， 破壞一段膠凝流體的膠凝結(jié)構(gòu)所需的最小剪切應(yīng)力 4 。通過對(duì) 3 號(hào)配方低密度水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)， 可以分析水泥漿在膠凝狀態(tài)下抗水竄、抗氣竄的能力。過渡時(shí)間是從100SGS （流體能夠侵入膠體狀水泥） 到500SGS （水泥漿具有足夠膠凝強(qiáng)度抵抗流體侵入水泥漿柱）階段的時(shí)間。上圖最下面一個(gè)曲線為靜膠凝值的曲線， 3 號(hào)配方水泥漿的過度時(shí)間基本集中在 60min 左右， 與施工時(shí)間相當(dāng)，

6、 這就意味著， 當(dāng)施工結(jié)束時(shí)， 水泥漿所產(chǎn)生的靜膠凝強(qiáng)度足以滿足防竄的要求 5 。現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用 4.1 施工準(zhǔn)備情況固井施工前， 進(jìn)行承壓試驗(yàn)計(jì)算， 最高泥漿當(dāng)量密度為 1.432g/cm3,在1300m的易漏層進(jìn)行承壓堵漏試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)泵壓4.3MPa,穩(wěn)壓 30min 壓降平穩(wěn)下降至0，隨后泄壓進(jìn)行第二次試驗(yàn)，以同樣的效果壓力下降至 0。經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證需要進(jìn)行堵漏。隨后打入堵漏漿，關(guān)井憋壓9 MP a經(jīng)計(jì)算：泥漿當(dāng)量密度1.44 g/cm3), 憋壓30min泵壓從9Mpa下降到8.9 MPa放回水，回吐1m3則 試驗(yàn)證明滿足固井施工要求。 4.2 注水泥方案對(duì)該井實(shí)施雙級(jí)固井， 一級(jí)和二級(jí)固

7、井均采用雙凝雙密度水泥漿體系， 領(lǐng)漿采用低密度水泥漿體系， 尾漿采用常規(guī)早強(qiáng)膨脹水泥漿體系。一級(jí)水泥漿配方：(1)山東G級(jí)水泥+G304+BXE-10S現(xiàn)場(chǎng)水(領(lǐng)漿)；(2)嘉華G級(jí)水泥+G304+G401+USZ+場(chǎng)水(尾漿)；二級(jí)水泥漿配方：(1)山東G級(jí)水泥+G304+BXE-10S+G202+場(chǎng)水(領(lǐng)漿)；(2)嘉華 G級(jí)水泥+G304+G401+USZ+G202+水(尾漿)。4.3 水泥漿實(shí)驗(yàn)性能各級(jí)水泥漿室內(nèi)試驗(yàn)性能如表2 所示，失水量都低于 30ml，降低了水泥漿沉降的可能性，24h抗壓強(qiáng)度都大于18 Mpa,滿足 了水泥漿前期強(qiáng)度的要求， 減少了氣竄的可能， 還能滿足于壓裂要求

8、。稠化時(shí)間基本大于施工時(shí)間6090min,保證了施工安全的同時(shí)縮短了靜膠凝強(qiáng)度的過度時(shí)間。 水泥漿的各項(xiàng)性能都滿足施工的要求。 4.4 現(xiàn)場(chǎng)施工情況設(shè)計(jì)分級(jí)箍位置1970ml通過鉆井隊(duì)前期施工情況，以及施 工前承壓實(shí)驗(yàn)，確定1972m-2010m是棲霞組易漏層。考慮到二級(jí) 固井施工壓力高，如果漏層封固不好，直接影響二級(jí)固井施工，結(jié)合室內(nèi)軟件模擬， 最后決定把分級(jí)箍位置上移50m， 提至 1920m孤峰組的位置。一級(jí)固井：注水泥漿 35 m3 （領(lǐng)漿平土密度：1.5g/cm3,尾 槳平均密度：1.9 g/cm3 ）,替漿34 m3,碰壓7至U 11 MPa,二 級(jí)固井：注領(lǐng)漿31m3平均密度密度

9、1.49g/cm3,注尾漿28m3 平均密度密度1.89 g/cm3 ,替漿22 m3,碰壓10到14 MPa,水 泥漿返出地面。4.5 結(jié)果分析1）固井施工中未出現(xiàn)壓漏地層等異常情況，成功的完成 固井施工要求。2）固井質(zhì)量總體評(píng)價(jià)基本與預(yù)期相符，第一膠結(jié)面總體 評(píng)價(jià)為優(yōu)，第二膠結(jié)面總體評(píng)價(jià)為合格。5 結(jié)論與建議1）通過現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用的情況分析，本井固井施工工藝和水泥漿體系選擇是較為成功的。 雙凝雙密度的水泥漿體系是今后下?lián)P子地區(qū)易漏井的固井比較合理的一個(gè)選擇。2）本井在固井施工前做了大量的準(zhǔn)備，如對(duì)易漏層進(jìn)行施工前承壓試驗(yàn)， 明確具體的易漏井段， 通過調(diào)整分級(jí)箍的位置， 控制領(lǐng)漿和尾漿的段長(zhǎng)等措施， 這對(duì)將來易漏井固井施工程序的安排具