加蓬A(yù)油田W1井固井施工難點(diǎn)及對策

劉純?nèi)?華東石油工程有限公司國際公司， 江蘇 南京 210019)

加蓬A(yù)油田W1井固井施工難點(diǎn)及對策

劉純?nèi)?華東石油工程有限公司國際公司， 江蘇 南京 210019)

W1井是中石化加蓬公司A油田的一口高曲率三開制定向井，該井固井過程中多次出現(xiàn)漏失及水泥漿未返至地面情況，作者根據(jù)W1井固井施工過程及固井質(zhì)量分析結(jié)果，對固井施工難點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出了一些針對性的處理措施及有效的建議，對提高該區(qū)塊后續(xù)井的固井質(zhì)量有一定參考作用及幫助指導(dǎo)。

井眼軌跡；井漏；井眼擴(kuò)徑；水泥返高；固井質(zhì)量

1 W1井固井施工過程及固井質(zhì)量分析

W1井是中石化加蓬公司A油田一口高曲率三開制定向井，“S”形剖面，完鉆井深2024m。W1井一開井深455m，表層13-3/8"套管下至453m，采用內(nèi)插法固井，固井時(shí)發(fā)生漏失，最后頂部注水泥。二開中完井深1467m，垂深1355．5m，9-5/8"技術(shù)套管順利下至1465m，固井中出現(xiàn)漏失現(xiàn)象，水泥未返至地面。三開完鉆井深2024m，垂深1910．62m。5-1/2"生產(chǎn)套管順利下至2202．5m，固井中無漏失現(xiàn)象，水泥漿返至地面。

其中二開井段9-5/8"套管固井施工過程如下：

泵入50bbls隔離液，密度1．39g/cm3。投下膠塞，泵入領(lǐng)漿274bbls，密度1．75g/cm3，固井車壓風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，維修1小時(shí)后繼續(xù)注水泥領(lǐng)漿16bbls(總共290bbls)，密度1．75g/cm3。注入尾漿44bbls，密度1．90g/cm3。釋放上膠塞，然后泵入7bbls尾漿和6bbls水，然后替鉆井液(總共需要346bbls)，替至150bbls時(shí)井口失返，降低排量，當(dāng)替漿至218bbls時(shí)(漏失68bbls)井口正常，繼續(xù)替漿，在最后30bbls時(shí)，泵壓從600psi升至1500psi，碰壓正常。井口有大約42bbls隔離液及鉆井液混合物排出，無水泥漿。候凝48小時(shí)后進(jìn)行固井聲幅測井。

圖1 W1井9-5/8"套管固井CBL/VDL測井曲線圖

由圖1可以看出，1125m以下固井質(zhì)量比較好，600m-1125m固井質(zhì)量中等，600m以上固井質(zhì)量不理想。領(lǐng)漿段封固質(zhì)量差，600m以上可能因?yàn)轭I(lǐng)漿在常溫下水泥石強(qiáng)度難以達(dá)到要求或者氣竄造成的；600m-1125m是造斜段，可能受到井斜和漏失的影響；尾漿密度1．90g/cm3，設(shè)計(jì)返高為1300m，基本可以判斷尾漿封固段固井質(zhì)量比較好。

2 W1井固井施工難點(diǎn)分析

2.1 二開井段

(1)井眼軌跡

由于地質(zhì)需要，A靶和B靶水平位移接近，在中A靶的同時(shí)必須降斜，以滿足中B靶要求。因此，造成井身結(jié)構(gòu)特殊，為“S”型剖面，增斜和降斜均以較高的狗腿度在很短的井段里完成，這從客觀上造成了套管有貼井壁現(xiàn)象發(fā)生，致使一些套管彈簧扶正器起作用有限，套管居中度不夠，這是影響水泥膠結(jié)質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

(2)井漏

地層承壓能力有限，鉆進(jìn)時(shí)鉆井液密度達(dá)到1．22 g/cm3時(shí)就發(fā)生井漏，固井時(shí)水泥漿密度最低為1．75g/cm3，要想固井時(shí)不發(fā)生漏失很難做到。W1井在鉆進(jìn)過程中多次采用屏蔽堵漏，二開中完后還進(jìn)行過專門的全井段堵漏，但由于鉆井液和水泥漿密度差巨大，要保證固井時(shí)完全不漏難度很大。

(3)井眼擴(kuò)徑嚴(yán)重

在實(shí)際電測中井徑儀器有可能已經(jīng)超過其最大量程。其原因一是地層基本以泥頁巖為主，易剝落和垮塌造成擴(kuò)徑。二是全部采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具鉆進(jìn)，其側(cè)向高壓脈沖射流直接沖刷井壁，加上導(dǎo)向鉆具本身對井壁的推靠和撞擊，進(jìn)一步加劇了井壁的剝落和垮塌，形成大段連續(xù)擴(kuò)徑。

(4)固井設(shè)備狀況差

HALLIBURTON 固井設(shè)備老化，在9-5/8"套管固井時(shí)，當(dāng)以設(shè)計(jì)參數(shù)注領(lǐng)漿到第274bbls時(shí)(共需注領(lǐng)漿290bbls)固井車壓風(fēng)機(jī)突然停機(jī)，約1小時(shí)候才修好，繼續(xù)注領(lǐng)漿時(shí)井口失返，此次井口失返應(yīng)為固井中長時(shí)間停頓后水泥漿流動阻力高所造成。固井過程中的漏失和設(shè)備失效是影響固井質(zhì)量的一個(gè)主要因素。

(5)由于壓風(fēng)機(jī)問題，致使領(lǐng)漿長時(shí)間井內(nèi)靜止，造成了漿體膠凝。當(dāng)再次開泵時(shí)，由于膠凝作用，漿體將會沿著結(jié)構(gòu)力最弱的方向運(yùn)行，從而降低頂替效率和水泥漿串槽，形成混漿，導(dǎo)致上部固井質(zhì)量不理想。由于“U”型管效應(yīng)，漿體下行，管內(nèi)外壓力平衡后，套管上部將會形成氣體段。再次注水泥漿和替漿時(shí)，氣體將被替至環(huán)空并不斷上移，從而在環(huán)空造成微間隙，影響水泥封固質(zhì)量。

3 W1井提高固井質(zhì)量的對策

3.1 進(jìn) 一步優(yōu)化井眼軌跡剖面

井眼軌道是影響固井質(zhì)量的一個(gè)重要因素。W1井二開井段軌跡復(fù)雜，增斜至49．07°后緊接著連續(xù)降斜至4．26°，這樣勢必造成套管在斜井段推靠井壁，套管彈簧扶正器基本不起作用，套管無法居中，影響水泥膠結(jié)質(zhì)量。因此，工程技術(shù)人員要在滿足地質(zhì)條件和地面條件下，綜合考慮各種因素，盡可能優(yōu)化井眼軌道，消除井眼曲率變化過大的剖面。

3.2 控制固井過程出現(xiàn)井漏

鑒于A油田地層漏失壓力很低，且全井段多處存在漏失現(xiàn)象，因此在固井質(zhì)量的要求上必須實(shí)行有保、有放的原則。電測后準(zhǔn)確給出必須確保封固的具體井段和一般無特殊要求的井段，對其它無特殊要求的井段可采用更低密度的水泥漿或是環(huán)空水泥漿不返至地面，以避免固井時(shí)漏失。

3.3 優(yōu)化固井水泥漿體系

HALLIBURTON 用的比較成熟的固井水泥漿體系和工藝，從HALLIBURTON 的隔離液和水泥漿配方的實(shí)際效果看，是安全穩(wěn)定可靠的，即使固井設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重問題時(shí)井下也未出現(xiàn)大的意外。

為了進(jìn)一步提高固井質(zhì)量，可采用膠乳水泥漿體系，膠乳水泥漿在52～140℃內(nèi)稠化時(shí)間可調(diào)，并且具有典型的近直角稠化特性，而且自由水接近于0 ，具有良好的防氣竄性能。該技術(shù)國內(nèi)也有應(yīng)用，對提高水泥膠結(jié)強(qiáng)度和防氣竄效果顯著。其缺點(diǎn)一是膠乳水泥漿粘度高導(dǎo)致高泵壓，可能造成繼發(fā)性漏失，二是水泥漿體系敏感性強(qiáng)易造成“灌香腸”事故，三是膠乳體系的消泡問題較難解決，造成測量密度失真，鑒于目前HALLIBURTON設(shè)備狀況，不建議使用此體系。

此外，也可采用纖維水泥漿體系。該體系的優(yōu)點(diǎn)一是可降低水泥石收縮率，二是可改善水泥石韌性，三是具有堵漏、防漏功能，提高地層承壓能力。該體系的缺點(diǎn)是必須根據(jù)井眼實(shí)際狀況，通過反復(fù)試驗(yàn)確定合理的纖維類型、濃度和最佳摻量，以確保纖維水泥漿的性能并保證良好的配伍性、流動性和潤滑性。無論采用何種水泥漿體系，在進(jìn)行固井方案設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合井下油氣層分布情況適當(dāng)控制水泥漿返高，以降低漏失幾率，減小氣竄和水泥漿失返對固井質(zhì)量的影響。

4.4 進(jìn)一步優(yōu)化環(huán)空液柱結(jié)構(gòu)

從固井質(zhì)量看，二開技術(shù)套管尾漿封固段固井質(zhì)量比較好，領(lǐng)漿低密度封固段不理想，且上部水層封固不理想。建議二開技術(shù)套管固井尾漿封固至上部油氣層或水層以上200m，確保油氣水層封固良好。確保施工整個(gè)過程中壓穩(wěn)地層，并對于油氣層固井應(yīng)進(jìn)行油層壓穩(wěn)設(shè)計(jì)與計(jì)算。

4.5 使用沖洗液

在技術(shù)套管固井中，僅僅設(shè)計(jì)了密度為1．39g/cm3的隔離液，沒有設(shè)計(jì)沖洗液。建議在今后施工中在隔離液前面注入50bbls密度為1．02-1．05g/cm3的沖洗液，以便稀釋頂替鉆井液，提高固井質(zhì)量。

[1]陳庭根，管志川.鉆井工程理論與技術(shù)[M]

[2]W1井鉆井工程設(shè)計(jì)及Halliburton固井設(shè)計(jì)[R]

[3]趙金洲，張桂林.鉆井工程技術(shù)手冊[M]

[4]高德利，劉希圣，徐秉業(yè)．井眼軌跡控制[M]

劉純?nèi)?1984-滯)，男，2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)油氣井工程專業(yè)，碩士學(xué)位，目前在加蓬從事鉆井技術(shù)及管理。