如何提高套管開窗側鉆井的固井質量

付林+王媛媛

摘 要：在油田開發中套管開窗側鉆是常用的技術措施，其主要作用為恢復油井生產，提高油井的利用率。與此同時其還可節約鉆井費用和地面建設費用，加強對套管開窗側鉆井固井質量的研究，以達到提高油氣開發效果、延長油井的使用壽命及降低成本的目的。

關鍵詞：套管開窗側鉆；固井質量；開窗側鉆技術

引言：套管開窗側鉆是開采地下原油的一項技術措施。它是油田開發到中后期節約開采成本、提高原油采收率的重要技術手段，具有重要的經濟意義和戰略地位。因此，對如何提高套管開窗側鉆井的固井質量的研究勢在必行。

1.套管開窗側鉆井的固井難點

固井工程是一個系統工程，在施工中環空間隙的變化直接關系到固井的設計和施工，嚴重影響固井質量。影響固井質量的因素是多方面的，就如套管在井筒內的居中程度等都是重要的影響因素。

1.1水泥環質量難以保證

目前的井身結構中，水泥環的實際厚度與理論上并不相符，有一定的擴大率，但往往也存在井眼縮徑。再考慮泥餅和井眼不規則的影響，水泥環的有效厚度將更薄。這樣薄的水泥環的膠結強度很低，封隔效果就更差，且很難有界面之分，一旦出現問題其危害程度就更大。這樣的水泥環很難在以后的生產作業中滿足射孔、測試、生產及產層改造的要求。

1.2尾管不容易下入

由于套管在環空間隙小的井眼中下入，井壁的摩阻及粘附作用很大，因此加大了套管的下入難度。一旦遇到地層縮徑及井眼不規則等情況尾管下入就更加困難，嚴重時可導致懸掛器故障從而套管下入失敗。

1.3尾管固井壓力高

在實際操作中，由于環空間隙小而產生憋堵現象，進而過流面積變小，同時受地層縮徑和懸掛器坐封的作用，過流面積就會更小。從而引起高流阻、高泵壓現象，而影響固井施工質量。在固井時很容易發生憋堵，造成憋高壓事故。

1.4水泥漿失重的影響

水泥漿具有的失重特性在不同環空間隙條件下有著不同的影響。經實驗表明：小間隙的先期失重速率較一般間隙和大間隙的失重速率要快。在滲透性大的地層，水泥漿由于小間隙條件下的高泵壓環境，極易因大量失水產生“橋堵”失重，因而對固井施工和候凝帶來不利影響。

1.5套管居中度難以保證，嚴重影響頂替效率

在確保固井質量中，套管居中是基本且重要的條件。由于套管居中度偏差大，頂替效率降低導致固井的質量受到影響。對于小間隙固井，套管居中的要求更嚴格，最好能在80%以上。但是，由于技術原因一般結構的套管扶正器不能得到使用，短節式套管扶正器因其價格原因也不被認可。未被扶正的管串更不能應用。固井的頂替效率極低，無法保證固井的質量。

2.提高側鉆井主要固井技術工藝的措施

2.1調整現行井身結構，擴大環空間隙

采取綜合措施，調整現行井身結構，努力擴大環空間隙，盡可能降低小間隙這個瓶頸因素對固井的嚴重影響。首先，就是要實施用咖118mm偏心鉆頭擴眼。其次就是改變套管的規格、品種。進而使環空間隙擴大，有利于套管扶正器的下入，同時緩解了施工的壓力，降低了套管下入失敗的風險。對于原井身的結構，其不但擴大了水泥環厚度、提高膠結強度，而且使套管居中度及頂替效率都有所提高，因此固井的質量也有了保障。

2.2使用扶正器。不斷提高套管居中度

為了可靠地使用扶正器，安全順利地下入管串，最大程度地保證套管居中度，就需要認真地做好套管的居中設計和扶正器的選型。扶正器的安放位置和使用數量要依據井斜、方位數據用設計軟件確定，設計的原則還要兼顧地層和流動阻力的因素，力求以最少的扶正器獲得最好的使用效果。

2.3優化化水泥漿體系，保證水泥漿性能

水泥漿性能對固井質量有重要的影響。要對水泥漿的失水、析水和體系穩定性要著重關注。要選用質量較好、性能穩定的降失水劑、分散劑和調凝劑，以及在水泥中加入微硅、增強劑等固體顆粒材料，來確保水泥漿體系穩定性?？梢约尤肱蛎洸牧蟻硖岣呓缑婺z結質。還可以復合使用一些纖維材料改善水泥石的微觀結構來提高它的抗破壞能力。合理的采用MTC固井技術，其不但具有綜合的優良性能而且對井眼凈化和頂替效率的要求較為寬松。并且其配漿液中含有鉆井液成分，對井筒內的泥餅及殘存鉆井液有一定的固化作用。極大地提高小間隙固井質量。

2.4設法穩定井眼，做到平衡壓力固井

由于油田受長期開發采注的影響，產層、地層常常會有壓力虧空增高，地層連通性好等現象。這樣就容易引起井下的漏失、上竄、甚至溢流，對固井的危害相當大。因此，要高度重視并做好管理協調、技術保證、精細施工等方面的工作，確保井眼的穩定。針對漏失現象，要先堵漏，并且堵漏效果要滿足固井需要，然后在進行固井。在需要時可對固井設計方案進行優化調理，來幫助壓穩。固井設計必須根據現場的實際情況，運用流變學設計方法和先進的設計軟件來緩解固井施工中壓力的平衡。

3.側鉆井固井設計施工的其他要點

3.1鉆井液性能調整

對于套管下入和循環頂替，鉆井液性能調整有著重要作用，尤其是小間隙尾管固井更加突出，其調整必須以井下安全為前提，使粘切和觸變性盡量的降低，進而提高流變性能。針對小間隙尾管固井，可單獨調整鉆井液在固井前注入井內，在得到充分循環后再實施固井作業。

3.2前置液的使用

在套管側鉆井固井中，沖洗液單獨使用是不可取的，以稀水泥漿為隔離液也存在一定的負作用和風險。然而前置液的使用就避免了以上缺點，其所采用的隔離液具有分散減輕以及懸浮攜帶的作用，會使沖洗作用和隔離效果有效的增強。所以在小間隙尾管固井中對前置液的合理使用有著重要的意義。

3.3泥漿計算及密度控制

在固井中水泥附加量不宜過大，并且井徑曲線要嚴格校核、取值計算要精確。施工環節中要按設計打好密度，來確保施工現場水泥漿和室內實驗的性能一致。因小間隙尾管井所用的水泥漿數量較小，充填較長的井段則需要很少的水泥漿就可以完成。并且施工中對水泥漿密度沒有調節的機會。所以，在固井時注水泥設備要保持正常運轉，并運用二次批量混配技術，已使入井的水泥漿能夠達到設計的要求。

3.4排量選擇

注替排量的選擇在小間隙尾管固井中是比較困難的，要依據實際情況來選擇排量的大小。在大井眼固井環空流阻壓耗大部分在套管內，而小間隙尾管固井時環空流阻壓耗所占的比例卻大幅度增加，所以我們要結合固井現場的實際條件合理地選擇注替排量，預防環空漏失或憋堵現象發生。

3.5替計量

渦輪流量儀在固井是比較常用，其計量的精度有一定排量要求，小間隙尾管固井的注替排量很小，為避免計量誤差影響固井施工，可以采取儀器、水泥車、和計量罐相結合的計量方式。

3.6空憋壓

根據小間隙井眼的失重規律，清洗完水泥漿后不停泵、不起鉆，繼續循環至稠化時間。在循環的過程中，可以上下活動鉆具，也可以逐步加大循環排量提高泵壓，減小失重危害。

結語：為了提高套管開窗側鉆井固井質量，必須采取系統的方法，并解決一般的技術要求及克服小間隙尾管固井這一主要矛盾帶來的不利影響。通過改變井身結構、擴大環空間隙、合理使用扶正器、提高套管居中度來提高開窗側鉆井固井質量。同時注重提高鉆井液流變性和前置液使用效果，優化水泥漿性能，平衡壓力固井等有效的方法和途徑。并且組織、精心設計、精心施工、提高設計符合率，來提高開窗側鉆井固井質量。

參考文獻：

[1]楊智；影響固井水泥石韌性強度的因素研究[D]；成都理工大學；2011

[2]萬兆；鉆井套管失效機理分析及可靠度設計方法研究[D]；武漢理工大學；2007年