大斜度及水平井注回填側鉆水泥塞技術研究①

摘 要：由于海上油氣田的大力開發，越來越多的常規定向井均改成大斜度及水平井。為了更大程度的開發油氣層，最有效的方法是通過大斜度及水平井，延長泄油通道，提高油井的采收率，但是如果在物性好的儲層中施工大斜度及水平井失敗，既浪費工期及鉆井投入，又損失槽口，因此打回填水泥塞，重新側鉆是有必要、有價值的。該文通過兩次回填的經驗教訓，分析了提高大斜度、水平井水泥塞質量的要求與注意事項，并給出了合理的建議。

關鍵詞：大斜度 水平井 水泥塞 推薦做法

中圖分類號：TE256.5文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0016-01

對于大斜度及水平井來說，由于井斜大，裸眼段較長，鉆具緊貼井眼低邊，井內流體沿井眼高邊上返，流動性差，清潔效率有限，致使部分巖屑始終留在井眼低邊。在這種情況下，注回填水泥漿過程中，水泥漿始終沿環空高邊上返，井眼底邊幾乎沒有水泥漿封固，由于巖屑的堆積，同時水泥漿容易被污染和造成很長的混漿段，這樣水泥漿的封固效果差，導致水泥塞側鉆施工失敗[1-2]，基于這種困難狀況并結合現場經驗，提出了一套注回填水泥漿的推薦做法。

1 施工情況介紹

LD32-2-A21H井為一口水平井，鉆進至1910 m后，對地層情況基本清楚，決定注回填水泥塞，從上部井眼側鉆，著陸至油層物性較好的地層，回填井段為1910～1070 m，井斜60～90 °，井斜較大，第一次注回填水泥塞側鉆施工失敗，總結分析后，第二次注回填水泥塞后，側鉆成功，并順利完工。

2 回填水泥塞要求

LD32-2-A21H井的回填水泥塞設計嚴格按照鉆完井手冊進行，鉆井平臺注水泥塞時，每個水泥塞長度不超過200 m。根據LD32-2-A21H井現場回填側鉆的要求，設計的水泥塞頂高于側鉆點以上至少100 m，以減少側鉆點附近的混漿，確保側鉆點處水泥塞的強度。設計前置液至少占環空長度400 m，同時計算水泥漿出鉆桿時的壓力，確保水泥漿出鉆桿時上下活動鉆具1～2 m，在活動時注意懸重變化。

注水泥塞作業前，預計固井施工、起鉆和循環清洗水泥漿時間，保證稠化時間足夠。注水泥塞前，循環至少1.5周，降低氣全量和井底溫度，同時必須保證井眼穩定，循環鉆井液至進出口密度均勻、一致，振動篩無巖屑[3]。

連續水泥塞作業時，應保證第1個水泥塞清洗結束后，上起鉆具至少30 m，才能進行第2個水泥塞作業；如果工程上要求水泥塞之間不能有間隔，則等第1個水泥塞初凝后（視樣品強度決定）再進行第2個水泥塞作業。懸空水泥塞作業，需要墊至少50 m的“稠塞”；水泥塞作業時，原則上不得使用加重鉆桿作業，如果必須使用，加重鉆桿不能處于水泥塞井段；下光鉆桿過程中如阻卡情況嚴重，必須先通井然后再進行水泥塞作業；如果不計劃通井，則在光鉆桿不遇卡的井段設計水泥塞。

頂替鉆井液時按97%泵效確定頂替量，替漿時緩慢開泵保證上水效率；泵注水泥漿和頂替過程中，錄井監控泥漿池液面和返出流量的變化，有異常情況及時通知監督和固井工程師，以便及時發現漏失跡象采取應急措施。作為計量手段之一，根據固井注入量提前備作好回收鉆井液的準備，在固井開始后及替鉆井液過程中盡量避免倒泥漿池、放漿的操作，如必須進行則必須做好記錄，并通知固井工程師，保證替漿量的計量；在循環多余水泥漿時注意及時排放，防止水泥漿進入泥漿池[4-5]。

3 第一次作業失敗原因分析

LD32-2-A21H井注完回填水泥漿后，由于施工時井眼內壓差大、鉆具與井壁之間摩阻大等原因，極易造成壓差卡鉆，其主要因素有以下幾點：①水泥漿密度遠大于鉆井液密度，打水泥塞后井眼液柱壓力大于地層壓力，與地層形成較大的壓差，這是造成壓差卡鉆的首要原因；②在大斜度水平井中，下部井段的鉆具在井內處于井眼的低邊，鉆具與井眼之間的摩擦阻力比直井較大，井筒泥漿液柱壓力較大，形成的壓差越大，鉆具就越貼緊井壁，起鉆摩擦阻力就越大，這是造成壓差卡鉆的又一個原因；③打水泥塞結束后，由于井內鉆具有一段靜止時間，鉆具一旦靜止，環繞在鉆具四周的壓力失去平衡，早已形成的壓差就作用在鉆具上，濾餅和鉆具產生彌合形成很大的摩擦阻力；而且，根據水泥漿的特性，水泥漿從流動到靜止狀態，其剪切應力迅速增大，也增大了鉆具與水泥漿的摩擦阻力。造成起鉆困難，如不及時克服則形成壓差卡鉆；④水泥漿的失水比鉆井液大，尤其在砂巖地層、高壓條件下失水就更大，水泥顆粒之間容易搭橋形成網狀結構，增大起鉆的阻力。

4 解決方案

針對在大斜度井打水泥塞易發生壓差卡鉆的問題，可以采取以下方式，提高打水泥塞施工的安全性及水泥塞的封固質量：①水泥漿在環空中上返時，從打水泥塞開始上下活動鉆具1～2 m、至頂替鉆井液結束，并在條件允許的條件下加快起鉆速度，可防止因鉆具在井內靜止時間過長引起的粘附卡鉆。②在水泥中適當加入漂珠等減阻材料，減小鉆具與地層之間的摩阻，適當降低水泥漿密度。③如果需要打水泥塞回填的井段較長，根據現場起鉆速度，合理確定水泥塞段長，以減小施工風險。

5 第二次注回填水泥塞作業

借鑒第一次失敗經驗，后續注水泥塞過程中，嚴格按照推薦做法施工，保質保量的完成了注水泥塞工作，并且通過樣品檢驗，候凝18小時候后，下鉆探水泥面并做承壓實驗，均滿足側鉆需要，順利完成側鉆作業。

6 結語

進行大斜度井及水平井注回填水泥塞作業時，壓差卡鉆是造成作業失敗、側鉆不成功的一個重要因素，在作業過程中活動鉆具、加快起鉆、合理確定水泥塞長度、改善水泥潤滑性等措施是改善壓差卡鉆、提高作業的成功率的有效措施。

參考文獻

[1]田伯祥，袁發達，郭俊平.高7平1井大斜度注水泥回填技術[J].鉆采工藝，2006（1）：107-108.

[2]柳世杰，王德坤，曾毅，等.塔里木油氣田注水泥塞施工技術[J].天然氣工業，2008（6）：96-98.

[3]李達，李鵬，彭曉華.水平井打水泥塞回填技術[J].鉆采工藝，2002（3）：101-102.

[4]李文軍，程順國，楊帆，等.高密度泥漿注水泥塞工藝的研究及應用[J].中國石油和化工標準與質量，2012（14）：154.

[5]王興武，王時成，馬小龍，等.超深井注水泥塞技術[J].鉆采工藝，2012，35（4）： 32-35.