大斜度井、水平井回填側(cè)鉆水泥塞

肖揚 趙東輝 田軍政

摘 要：大斜度井、水平井注回填側(cè)鉆水泥塞時，有兩點特別值得關(guān)注：①井斜較大，水平段較長，鉆具緊貼井眼低邊，井內(nèi)流體沿井眼高邊上返，鉆井液的井眼清潔能力有限，使部分巖屑始終留在井眼低邊，因此，注水泥塞時水泥漿沿井眼和鉆桿環(huán)空上返時，容易被污染和造成很長的混漿段，從而凝固的水泥塞膠結(jié)強度較低，無法滿足側(cè)鉆要求。②由于施工時井眼內(nèi)壓差大，鉆具與井壁之間摩擦阻力大等原因，極易造成壓差卡鉆（泥餅粘附卡鉆）。根據(jù)LD32-2某大斜度井回填側(cè)鉆水泥塞施工經(jīng)驗，在施工時通過處理好鉆井液，優(yōu)化施工方案和水泥漿配方，活動鉆具，強扭矩解卡和各工序緊密配合等技術(shù)措施，可減少或避免上述兩種風險，提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大斜度井；水平井；回填側(cè)鉆水泥塞；膠結(jié)強度；壓差卡鉆

中圖分類號： TU23.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-181-2

0 引言

LD32-2大斜度井位于渤海東部低凸起北端，四周被渤中、渤東、遼中生油凹陷環(huán)繞，是渤海最有利的油氣富集區(qū)之一，具有良好的油氣富集成藏的石油地質(zhì)條件。該井屬于領(lǐng)眼井，目的是為了鉆遇上部油層內(nèi)部泥巖隔夾層，調(diào)整優(yōu)化油藏開發(fā)方案。定向井數(shù)據(jù)為：第一造斜點211m，造斜段長840m，穩(wěn)斜角64.63°，終點方位71.95°穩(wěn)斜段長720m；第二造斜點1771m，造斜終點1885m，造斜段長114m，終點井斜角77.24°終點方位61.98°

LD32-2-A22HP1井實際井身結(jié)構(gòu)是：20"隔水導(dǎo)管下深106m。?444.5mm鉆頭一開鉆至井深427m，下入?339.7mm表層套管425.64m。?311.15mm鉆頭二開鉆至井深2495m后，根據(jù)甲方要求，對原井眼進行回填側(cè)鉆。

1 在大斜度井段打水泥塞過程中遇到的問題

按照鉆井設(shè)計，鉆穿所有生產(chǎn)層，測井分析油藏數(shù)據(jù)后，打水泥塞回填至1900m進行側(cè)鉆，回填段為1900m～2495m，側(cè)鉆點為1900m。

1.1 第一次打回填側(cè)鉆水泥塞過程

1.1.1 第一個水泥塞回填段為2490m～2230m，水泥塞段長260m

①下光鉆桿到井深2490m，循環(huán)調(diào)整泥漿性能；②固井泵通水試壓2000PSI；③泵注沖洗液10.34m3 ；④泵注隔離混合水0.8m3；⑤泵注水泥漿28.27m3；⑥泵注尾水1.59m3；⑦頂替泥漿17.5m3；⑧起鉆至2170m，循環(huán)出多余水泥漿。

1.1.2 第二個水泥塞回填段為2150m～1880m，水泥塞段長270m

①下光鉆桿至井深2150m，循環(huán)調(diào)整泥漿性能；②固井泵通水試壓2000PSI；③泵注沖洗液10.34m3；④泵注隔離混合水0.8m3；⑤泵注水泥漿28.74m3；⑥泵注尾水1.59m3；⑦頂替泥漿14.35m3；⑧起鉆至1840m，循環(huán)出多余水泥漿。

在施工過程中，采取不間斷上下活動鉆具，泵注沖洗液時上提最大懸重80噸，但是在頂替泥漿時上提最大懸重為100噸。

1.1.3 原因分析

①水泥漿密度遠大于鉆井液密度，打水泥塞結(jié)束后井眼液柱壓力遠大于地層壓力，與地層形成較大的壓差，這是造成壓差卡鉆的首要原因。

②在大斜度井、水平井中，下部井段的鉆具在井內(nèi)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(jié)束后，由于井內(nèi)鉆具有一段靜止時間，鉆具一旦靜止，環(huán)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(chǎn)生彌合形成很大的摩擦阻力；而且，根據(jù)水泥漿的特性，水泥漿從流動到靜止狀態(tài)，其剪切應(yīng)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增大起鉆的摩阻。

1.1.4 解決方案

①水泥漿在環(huán)空中上返時，從打水泥塞開始上下活動鉆具3～5m、至到頂替鉆井液結(jié)束，可防止因鉆具在井內(nèi)靜止時間過長引起的粘附卡鉆，也可提高水平井段水泥塞的質(zhì)量。②同時，在條件許可的情況下抓緊各工序之間的配合，加快起鉆速度，縮短鉆具在井內(nèi)的靜止時間，可減少因壓差卡鉆的風險。③可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擦阻力，適當降低水泥漿密度。④如果需要打水泥塞回填的井段較長，根據(jù)現(xiàn)場起鉆速度，合理確定水泥塞段長，以減小施工風險。

下鉆至1880m（設(shè)計水泥塞頂），未探到水泥塞面，繼續(xù)下鉆到1900m（設(shè)計側(cè)鉆點），現(xiàn)場判斷水泥膠結(jié)強度不夠，匯報陸地，決定繼續(xù)候凝，候凝7小時后，下鉆探塞至1922m，滑動控時鉆進至1960m，因水泥石膠結(jié)強度不夠，側(cè)鉆失敗。

1.1.5 失敗原因分析

①前置液在井眼內(nèi)段長僅有105m（裸眼附加40%），沒有將鉆井液和水泥漿有效隔離開，導(dǎo)致水泥漿在井眼與鉆桿環(huán)空上返時混漿太多，造成水泥塞無法起強度。

② 側(cè)鉆點在1900m，設(shè)計側(cè)鉆點以上水泥塞段長僅有50m，最后探塞時，探到塞頂為1950m左右，而且水泥膠結(jié)強度較差。

1.2 第二次打回填側(cè)鉆水泥塞過程

1.2.1 第一個水泥塞回填段為1960m～1660m，水泥塞段長300m

①下光鉆桿到井深1960m，循環(huán)調(diào)整泥漿性能；②泵注隔離液25m3；③固井泵通水試壓2000PSI；④泵注沖洗液17.07m3；⑤泵注隔離混合水0.8m3；⑥泵注水泥漿34.22m3；⑦泵注尾水1.59m3；⑧頂替泥漿12.37m3；⑨起鉆至1460m，循環(huán)出多余水泥漿。

下鉆探水泥塞面至1608m，側(cè)鉆鉆進至1635m，振動篩處返出較多泥巖巖屑及少量水泥碎屑，通過造斜數(shù)據(jù)判斷側(cè)鉆成功。

1.2.2 成功原因分析

①優(yōu)化水泥塞施工方案，使前置液在井眼內(nèi)段長達到402m（裸眼附加40%），將鉆井液和水泥漿隔離開，有效的阻止了水泥漿在井眼與鉆桿環(huán)空上返時的混漿，提高了水泥漿對泥漿的驅(qū)替效率，最終水泥塞強度較好，滿足側(cè)鉆要求。②側(cè)鉆點在1760m，設(shè)計側(cè)鉆點以上水泥塞段長100m，確保側(cè)鉆點處是純水泥漿，水泥石有較好的膠結(jié)強度。最后探塞時，探到塞頂為1608m右，而且水泥膠結(jié)強度較好，滿足側(cè)鉆要求。

2 總結(jié)

對于大斜度井、水平井、大位移井來說，由于井斜較大，水平段較長，鉆具緊貼井眼低邊，井內(nèi)流體沿井眼高邊上返，泥漿的井眼清潔效率有限，使部分巖屑始終留在井眼低邊。在這種情況下，水泥漿沿井眼和鉆桿環(huán)空上返時，容易被污染和造成很長的混漿段，因此，為了減少混漿段，使水泥漿有良好的膠結(jié)強度，以滿足側(cè)鉆施工要求，具體注意事項如下：

①前置液在井眼內(nèi)段長至少400m，其中隔離液和沖洗液各200m，將鉆井液和水泥漿進行有效隔離，以減少混漿段。②側(cè)鉆水泥塞設(shè)計段長高出側(cè)鉆點以上至少100m，盡量將混漿段留在側(cè)鉆點以上，確保側(cè)鉆點附近是水泥漿，并有較好的膠結(jié)強度，以滿足側(cè)鉆施工要求。③連續(xù)水泥塞作業(yè)時，應(yīng)保證第1個水泥塞清洗結(jié)束后，上起鉆具至少30m，才能進行第2個水泥塞作業(yè)。

參 考 文 獻

[1] 董星亮，王永松，王同友，等.固井技術(shù)[J].海洋鉆井手冊，2009，12（1）：408-453.

[2] 牛新明，張克堅，丁土東，等.川東北地區(qū)高壓防氣竄固井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2008，36（3）：10-15.

[3] 丁士東，周仕明，陳雷川.東北地區(qū)高溫高壓高含硫氣井配套固井技術(shù)[J].天然氣工業(yè)，2009，29（2）：58-60.

[4] 嚴焱誠，肖國益，薛麗娜.川西地區(qū)須家河組氣藏深井固井的難點及對策[J].天然氣工業(yè)，2009，29（12）：38-40.

[5] 嚴焱誠，薛麗娜，廖忠會.川西深井固井技術(shù)措施評述[J].鉆采工藝，2007，30（5）：27-29，164.