云1HF井固井技術

宋福軍 劉國臣 何德清 肖建英 歐喜兵

中國石化河南石油工程公司鉆井工程公司

1 云1HF井基本情況

云1HF井為河南省桐柏縣安棚鄉的一口大位移白云巖水平井，該井是一口評價井，主要目的是進一步落實白云巖的含油氣性和H2III3小層的產能，開展白云巖長段水平井酸壓開發試驗。該井是河南油田第一口白云巖儲層水平井。

云1HF井在實鉆過程中出現過溢流、井漏等情況，具體情況如下：2013年10月22日鉆至井深935.79m起鉆發現溢流，之后密度提到1.30 g/cm3時又發生井漏，井隊進行了承壓堵漏后，地層穩定。鉆至井深1 603m做了地層承壓試驗。經過計算，1 603m地層承壓能力為當量密度1.41 g/cm3；935m地層承壓能力為當量密度1.48 g/cm3。由此可見，地層承壓能力低，采用常規密度水泥漿固井易發生井漏，另外目的層段含有天然堿層、芒硝層，使得鉆井液性能變差，易造成井壁垮塌、卡鉆等事故，后期固井時容易導致水泥漿性能變差，水泥石膠結強度降低，水泥環與堿層之間形成間隙，膠結質量差，從而影響固井質量，需要選擇合理的水泥漿密度、體系。

2 固井技術難點

（1）如果井壁及套管清洗不干凈會影響水泥環的膠結質量，所以固井時需要足量沖洗液來恢復水潤性，提高水泥環與井壁的膠結質量。

（2）水平段套管居中度難以得到保證。水平井段最大井斜87.71°，套管所受的重力不再是軸向而是徑向，這一重力極易導致套管偏心，甚至貼邊，使套管與井壁窄邊的鉆井液驅替困難，容易竄槽；同時水泥漿稠化過程中，由水泥漿中析出的水量會在水平段上部形成水道，這些都會影響固井質量。

（3）水泥封固段長達2 600m，固井施工壓力高，施工時間長，地層承壓能力低，易漏失。經過計算，1 603m地層承壓能力為當量密度1.41 g/cm3；935m地層承壓能力為當量密度1.48 g/cm3，由此可見，水泥漿的液柱密度對固井施工安全影響很大。

（4）封固段頂部與底部的溫差達到60℃左右，對水泥漿性能要求高。在漂珠施工過程中漂珠破碎率高，會影響水泥漿體系，漂珠段的水泥漿強度將受到影響，從而影響固井質量。

3 固井技術措施

（1）前置液的選擇。注水泥前使用高效足量的前置沖洗液充分清洗井壁與套管壁。本井采用BCS-010L型沖洗液8桶（160 kg），配4 m3沖洗液，再準備清水12m3，充分清洗環空；為了確保沖洗液的清洗效果，使環空返速達到1.0～1.2m/s，注水泥漿排量設計為1.5m3/min，從而提高水泥漿頂替效率及水泥與井壁的膠結質量。

（2）套管居中措施。為了使套管盡量居中，提高固井質量，選擇科學合理的扶正器類型及扶正器之間的間距很重要，同時還要保證套管順利下至設計井深，要求井隊400～1 500m每5根套管加1只彈性扶正器，1 500～1 900m每2根套管加1只彈性扶正器，1 900～2 600m每1根套管加1只彈性扶正器，共加110個彈性扶正器。通過扶正器對套管的扶正，可有效防止套管偏心，減輕套管與井壁窄邊的鉆井液驅替困難程度，提高固井質量。

（3）水泥漿液柱密度設計。該井固井水泥封固段長達2 600m，固井施工壓力高，為了使施工壓力在安全范圍內并且防止施工壓力大造成井漏，水泥漿采用雙密度防漏水泥漿體系，設計0~1 805m水泥漿密度為1.45 g/cm3，1 805~2 600m水泥漿密度為1.93 g/cm3，該雙密度水泥漿體系可滿足地層壓穩與防漏失的要求。

（4）正確選擇水泥漿體系。考慮到封固段頂部與底部的溫差達到60℃左右，且一般漂珠施工過程中漂珠破碎率高，會影響水泥漿體系，從而影響固井質量，經過多次實驗調整水泥漿配方，確定了以下水泥漿配方及性能參數：①1.45 g/cm3低密度段水泥漿配方，G級高抗水泥+20%漂珠+25%PZW-A+2.5%降失水劑+0.7%USZ+2.0%F27A+適量XP-Ⅱ，該井選用馬鞍山高強漂珠，此漂珠具有良好的承壓性能，可有效降低漂珠破碎率，保證固井質量及施工安全；②1.90 g/cm3高密度段水泥漿配方，G級高抗水泥+6.0%PZW-A+1.5%降失水劑+0.4%USZ+0.8%TWNP+適量XP-Ⅱ。

4 現場施工

（1）下套管前對所有設備、儀表全面檢查，保證安全可靠，下套管必須按規定扭矩上扣。

（2）控制下套管的速度，使其環空鉆井液的返速不大于鉆進時的最大返速。

（3）每下20根套管灌一次泥漿，每次必須灌滿套管。

（4）下完套管后灌滿泥漿，再接水泥頭，盡快建立循環，處理泥漿。

（5）循環泥漿時，固井隊連接好管線，做好固井施工準備，泥漿性能達到施工要求后，開始固井。

（6）沖洗管線后地面管匯試壓至21.0MPa。

（7）注隔離液（清水10.0m3+沖洗液4.0m3+清水2.0m3）。

（8）注導漿10.0m3，平均密度1.42 g/cm3。

（9）注領漿50.0m3，平均密度1.42 g/cm3。

（10）注尾漿20.0m3，平均密度1.91 g/cm3。

（11）水泥車壓膠塞后，由泥漿泵和水泥車頂替，余4.9m3由水泥車碰壓至18.0MPa。

（12）碰壓完后放回壓，壓力回零，施工結束。

通過電測結果解釋，該井固井質量良好，滿足了開發上大型壓裂的要求。

5 結論及建議

（1）通過高效足量的前置沖洗液清洗井壁與套管壁，可有效提高井壁清洗效率及水泥與井壁的膠結質量。

（2）選擇科學合理的套管扶正器類型及間隔距離，可有效防止套管偏心，減輕套管與井壁窄邊的鉆井液驅替困難程度。

（3）采用雙密度防漏水泥漿體系，可有效控制施工壓力，滿足地層壓穩與防漏失要求，保證固井施工需要。

（4）優選出合適的水泥漿配方及性能參數，嚴格按照水泥漿設計要求進行施工，可有效提高該類型井的固井質量。