水平井固井技術研究與應用

摘要:水平井技術已成為油田增加產量，提高采收率的一項重要手段，在新油田、老油田調整挖潛上，廣泛應用并取得了顯著的效果。為確保水平井固井質量，開展了從井眼準備、固井水泥漿體系等研究，形成一套較成熟的固井完井技術，有力地保證了水平井固井質量。

關鍵詞:淺層;水平井;井身結構;完井

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)13-0358-01

隨著吉林油田勘探開發的不斷深入，以及勘探開發難度不斷增大，剩余石油儲量中，低滲透及特低滲透油藏不斷增多。以往油藏中采用常規鉆井開發手段，單井產量低，而且由于采用直井注水收效甚微，導致產量遞減快，經濟效益差。而特低滲透油藏開發的方向就是最大幅度提高單井產量，同時盡可能降低地開發成本，提高特低滲透油藏的整體開發效益。因此，在對油藏認識清楚的基礎上，大力加強注水及壓裂增產改造技術提高特低滲透油藏的單井產量，才能使有限資源達到合理開發和利用。

1 固井技術難點及存在問題

1.1 井身結構

由于水平井和大斜度井在地下軌跡的特點，下入的套管可能承受地層縱向下塌應力，為此水泥環空支撐作用尤其重要。在水平井和大斜度井中往往難以判別是生產層出水還是入水，或是環空竄通引起出水，因此對水平井和大斜度井固井有特殊的要求:

(1)為射孔提供均勻的環空及充填良好的水泥介質;要求形成連續而又堅固的水泥環，支撐和保護套管，同時支撐并鞏固不堅定的砂巖層;

(2)封隔注水泥井段內各組產層和其他滲透性巖層，防止層間竄通。

1.2 注水泥特點和技術關鍵

(1)為了有效地清除大斜度及水平井段井筒下側巖屑，避免出現巖屑床問題而使用高粘切鉆井液體系，增加了水泥漿頂替效率的難度;

(2)泥漿在大斜度及水平井段中凝固時，由于重力作用，易在井眼上側形成游離液通道，引起油、氣、水竄等問題;

(3)套管在自重作用下，易靠近井壁下側形成嚴重的偏心，套管居中難度大，降低了水泥漿的頂替效率。

1.3 注水泥的技術措施

(1)控制水泥漿失水小于50ml/30min的范圍內;

(2)控制水泥漿固相顆粒的沉降穩定性;

(3)設計親水的隔離液，從而使水泥與地層和套管膠結有良好的強度。

2 水泥漿室內研究

2.1 常規膨脹水泥漿體系

針對各區塊特點，采用了雙凝水泥漿體系。首漿、尾漿為早強微膨常規水泥漿體系來做為研究，使用晶體膨脹材料，提高二界面膠結質量。在以設計的水泥漿性能指標為依據，通過大量的室內試驗，優選了適合各地區淺層水平井油層套管固井的水泥漿配方，根據各地區水平井的完鉆泥漿出口溫度確定了幾種溫度情況。降失水按最優配比，失水量可以控制在30mL，析水量為0，具有低濾失、高沉降穩定性的優點。稠化時間可以根據要求在較大范圍調整，30-100Bc的過渡時間在8-10分鐘之間，保證固井施工順利的同時，具有短過渡的特點，同時水泥石具有高強度、體積微膨脹特性，可提高水泥環封隔地層的能力，改善一、二界面水泥膠結質量。全套水泥漿性能有利于實現水平井固井防竄目的。

2.2 水泥漿結構設計

對于漏失嚴重、同時又有薄弱層位的井采用了雙凝微膨水泥漿體系，既可解決漏失又能保證油層段封固良好，防止水竄。

2.3 對水泥漿體系綜合性能評價

(1)用高效降濾失劑，可有效把水泥漿API失水控制在小于50ml以內，水泥漿流動性好，配制方便;

(2)水泥漿流動性好，易于頂替，稠化時間隨意可調，且稠化過度時間短，近似直角稠化，抗壓強度在20-25MPa性能優良;

(3)早期強度高、微膨脹。水泥漿凝固后，要求水泥石強度迅速增長，增加抵抗地層流體的能力，同時微膨脹的性能可以防止水泥石體積收縮形成微間隙，引起地層流竄。

3 現場應用

根據生產情況分別進行了現場應用，通過使用性能優良的雙凝微膨水泥漿體系，以及固井前的充分準備，完善的固井施工工藝等一系列技術措施的保障下，吉林地區加大水平井固井技術研究力度，近兩年來在扶余、紅崗、新廟地區完成了35口水平井，32口為優質井，35口為合格井，合格率100%，優質率91.4%。取得了淺層水平井的固井成功。

4 結論與認識

常規膨脹水泥漿體系具有低失水、零析水、高沉降穩定性、高早強、短過渡、微膨脹等優良的特性，避免了由于水泥石體積收縮，在井眼高邊形成游離水通道或微間隙的問題，提高了水泥環的膠結質量和封隔地層的能力，是保證淺層水平井固井質量的關鍵技術之一。經過理論與實踐結合，形成了淺層水平井相配套的水泥漿配方和注水泥技術。為吉林油田今后淺層水平井、中深水平井的大規模開發及固井技術的發展、配套技術措施的優化組合提供了科學依據和有益的嘗試。

參考文獻

[1]鄒野，何俊才，等.薄層階梯水平井鉆井技術.中國石油天然氣集團公司水平井技術交流會論文集[C].石油工業出版社，2005，(12):63-73.

[2]劉宏梁，齊月魁，等.大港油田水平井固井技術研究與應用.中國石油天然氣集團公司水平井技術交流會論文集[C].石油工業出版社，2005，(12):183-190.