提升套管內側鉆固井質量的對策探討

劉青江

（大慶鉆探工程公司鉆井生產技術服務一公司，黑龍江大慶163358）

側鉆井技術的最初是應用在落物卡鉆井處理和套損井單井的維修中，逐步發展后在難動用、低產老區塊油層中，能有效提升油藏的平面動用程度，提升剩余油的挖掘潛力。對于側鉆井而言，其自身問題會隨著時間的推移而逐步出現，平均壽命明顯低于平常生產井。對側鉆井壽命短的因素進行分析后發現，主要的影響因素是固井質量差，造成固井質量差的原因包括2個方面：其一，井眼與套管之間較小的環空間隙，形成不均勻、韌性較差的薄水泥環，在采油和作業過程中極易受損；其二，受到隔夾層分布、地層巖性特征以及厚度、底水、邊水、頂水的分布及活躍程度、流體性質以及儲層壓力等因素影響，可能出現油層出砂和早期水淹，影響其壽命。

1 側鉆井固井質量分析

評價側鉆井固井質量主要是從全井段、重合井段、窗口位置以及裸眼井段4個方面進行。對于裸眼井段，不合格的固井質量就不能完好封固完鉆井深與窗口之間井段的水層和油層，水泥封固未能發揮作用，開采中過早地出現水淹而導致油井停產，在統計的側鉆井中，此類固井不合格約占10%左右。對于窗口位置，不合格的固井質量是窗口位置4m距離內的井段固井質量不合格。在上下段有著良好封固效果的情況下，不會影響到采油作業，但如果是進行注蒸汽操作，可能會導致套管端的斷裂、脫扣和變形。對于重合井段，不合格的固井質量是指新和老井套管重合部分固井未達到要求。此處不合格的固井質量會導致高壓水上竄，可能因高含水而關閉。如果是全井段固井不合格，這樣的井不能投產，強行投入使用也會短期內造成套管變形、油層水淹和出砂而停產。

2 固井質量不合格的原因

造成套管內側鉆井固井質量不合格的因素有很多種，主要包括復雜的地質因素、不合理的井身結構、套管不居中、不完善的固井工藝以及配套工具不完善。

隔夾層分布、地層巖性特征以及厚度、底水、邊水、頂水的分布及活躍程度、流體性質以及儲層壓力等因素影響都可能導致固井時坍塌、竄槽和井漏。套管內側鉆井通常應用于老區塊，此類區塊地層壓力低，固井中容易造成水泥漿漏失而導致過低的水泥返高，無法封固上面的水層，這種現象較為普遍。

在?177.8mm套管內使用?152.4mm鉆井進行裸眼鉆進，完井后下入?127mm套管，但是在接箍處的直徑達到?141.3mm，導致環空間隙只有5.5mm，在其他情況下存在更小的情況。過小的環空間隙會加大施工難度，過快的上返速度，容易導致水泥漿竄槽。過小的環空間隙也無法下扶正器，套管會貼近井壁，直接接觸到地層，在套管偏心作用下，窄邊間隙更小，此處鉆井液無法進行有效頂替。過小的排量和過大的流動阻力使得水泥漿的塞流和紊流無法頂替；窄邊水泥環在偏心的影響下可能很薄或不存在，這就降低了密封質量。

套管內側鉆井的封固通常采用的方法是尾管膠塞碰壓和尾管內管并注水泥漿的形式，受到側鉆尾管固定技術的影響，該技術還存在一定的不足，較大的施工難度以及復雜的技術導致較低的固井合格率。主要表現在頂替不到位、碰壓失敗和膠塞失效等；無法控制替量，可能存在替空、留水泥塞以及返高不足的情況；過小的環空間隙和過大的循環阻力導致井漏低返。在配套工具方面，還需要對空心膠塞和鉆桿膠塞結構進行優化，保障大小膠塞的符合度。對阻流環結構進行優化，使其能承受長時間循環，可使用流量計來對替泥漿的量進行計量來避免替空和不上壓事故。

3 提升套管內側鉆固井質量的措施

在之前的分析中可以看到影響套管內側鉆井固井質量的因素，對固井質量的提升主要可從以下幾個方面進行：優化環空間隙、完善施工工藝、完善側鉆井配套工藝、提升水泥漿頂替效率等。

3.1 優化環空間隙

合理的井眼與套管間隙是保證良好固井質量的基礎。過大的間隙會加大井眼尺寸，使鉆井成本提升，過小的間隙又會加大注水泥和下套管作業的施工難度，可能導致固井竄槽。對于熱采井來說，環空間隙應該大于19.05mm。加大管外環空間隙主要可通過以下3個方面實現：其一，優化鉆頭與套管的匹配關系；其二，應用擴孔技術來將裸眼井徑擴大；其三是下入無接箍套管。

3.2 完善施工工藝

施工工藝的完善主要是從固井的各個步驟入手，做好固井設計、做好下套管前的井眼準備、加強懸掛器的坐掛倒扣措施、做好套管居中保障措施、確保儀表計量的準確性。

固井設計是固井質量的根本，要想保障固井質量，首先要做好固井設計。設計足夠抗擠強度的套管柱，選取好的懸掛器，采取雙級浮箍來提升密封性能，在保證設備能力和井眼安全的條件下通過大排量來達到紊流頂替。在下套管前，單扶正器、雙扶正器進行通井，鉆具組合剛度不能小于套管剛度，如果是井眼曲率變化較大的井，可對鉆具穩定器位置進行調整來平衡鉆具剛度，避免出現消除阻卡和劃眼。通井到井底后要采取大排量洗井保障井底干凈。如果井內摩阻大，可將混有減阻劑的鉆井液注入裸眼井段來方便套管下入。

懸掛器下到坐掛位置后可開泵循環。開始應用較小的排量進行頂通，在正常環空返出后，鉆井液循環達到懸掛器后可對排量進行適當提升。在閥球進入到球座后壓力會升高，通過指重表變化來對坐掛是否成功進行判斷，坐掛成功后，開泵憋掉球閥，打開循環通道來實現倒扣。在套管內側鉆井中，受重力作用影響套管會出現向下傾斜而無法居中的情況。不采取居中措施而直接下入套管，就會使得固井中套管與井壁接觸處水泥少或沒有，這就必須要通過增加扶正器來保障套管居中。確保固井質量的另外一個重要因素是保證儀表計量的準確性，在施工前對儀表進行全面檢查，對系數進行調整，使用過程中做好泵沖計量和人工計量，以此來保證記錄的準確性。

3.3 完善配套工藝、提升水泥漿頂替效率

完善側鉆井完井的配套工藝主要包括完善尾管固井技術和改進配套工具2個方面進行。側鉆井工藝通常有著較低的地層壓力、較小的環空間隙和較小的井眼，應對合適的固井施工工藝技術進行研發，可優化尾管固井技術。可將水泥膠結時間控制在8～12h來滿足強度需求。在水泥漿的失水控制中可通過增韌材料的添加來提升其韌性，能有效抗裂抗沖擊，同時，其在水泥中產生的彈性膨脹也能有效提升水泥環的封隔效果。配套工具的改進主要包括復合膠塞、浮箍浮鞋、空心膠塞、尾管計量裝置以及裸眼封隔器等。

提升水泥漿頂替效率方面，其主要因素是保證套管偏心度和紊流接觸時間，偏心度不能超過15%，紊流接觸時間應在3～7min之間，其次是鉆井液的觸變性，應降低鉆井液10min的靜切力。合理的設置水泥漿柱，適當加入隔離液和沖洗液來提升窄間隙水泥頂替效果。提升水泥漿和鉆井液的壓力梯度到2～3，提升其動切比至1.3～2，能有效提升頂替效果。

4 結束語

側鉆井技術的應用能有效提升油藏的采收率，對于剩余油開發能力的挖掘有重要意義，也能提升開發的經濟效益。對于套管內側鉆井的固井質量問題，應該從優化環空間隙、完善施工工藝和提高頂替效率等幾個方面來進行相關技術措施的改進與完善，這樣才能有效提高套管內側鉆井的固井質量。

[1] 顧軍,何吉標,譙世均,蒲繼才,周福,張文平.MTA方法防氣竄固井技術在澀北氣田的應用[J].天然氣工業,2014,34(4):83-89.

[2] 劉碩瓊,齊奉忠.中國石油固井面臨的挑戰及攻關方向[J].石油鉆探技術,2013,41(6):6-11.