提高水平井固井質量對策探討

谷曉冬

(大慶鉆探工程公司鉆技一公司，黑龍江大慶163000）

隨著鉆井技術的不斷發(fā)展與進步，水平井鉆井已經成為一項成熟的鉆井技術被國內外各大油田廣泛地應用，在開發(fā)剩余油、提高單井產量、降低石油的開采成本方面發(fā)揮著非常重要的作用，但是如何提高水平井固件質量，提高水平井水平段固井質量優(yōu)質率，一直是廣大鉆井完井工程技術人員研究的課題之一。水平井固井與常規(guī)直井的固井之間存在非常大地差別，主要表現(xiàn)在套管下入困難，套管下入后難以居中，頂替效率不好，造斜段和水平段存在巖屑床，影響水泥漿與井壁的膠接質量，水泥漿失水、析水等諸多方面。對于以上問題雖然經過多年的研究與實踐，但還不能很好地解決水平井固件質量問題，因此有必要對影響水平井固件質量的因素及對策做進一步的探討。

1 影響水平井固件質量的因素分析

水平井與直井之間的差別就是井斜角達到86°以上，并且在儲層中延伸了一定的距離，這一距離長則幾千米，短則幾百米。正是因為水平井有井斜角的存在，因此在固井中存在諸多的影響質量的因素。

1.1 井眼質量影響套管的安全下入

水平井由于井斜角存在，在造斜段由于目的層深淺的變化，必然要引起鉆井施工中井眼軌跡的不斷地調整與變化，有些地方的井眼曲率就會超標，這樣超標的地方就好直接引起在下套管中摩擦阻力增大，甚至下不去。在水平段的鉆井施工中，為了保證井眼軌跡沿著油層發(fā)育的方向和深度前進，那么就會不斷地調整井眼軌跡的垂深，在整個水平段鉆進過程中，就會出現(xiàn)一個甚至幾個井眼軌跡調整點，這樣就會造成井眼軌跡呈現(xiàn)出波浪狀，使完井套管難以下入。

1.2 套管難以居中，影響頂替效率

在水平的套管居中方面我們是做了大量工作的，包括優(yōu)化管串結構、使用剛性扶正器和半剛性扶正器，水平井由于井斜角存在，套管受到的各種力會更加地復雜與多變，也就會導致套管的居中問題更加突出。從一般的理論研究中我們可能會知道，在水平井的定向增斜井段和水平井段，由于套管自身重量的特性很可能使套管更加貼近下井壁，而使套管出現(xiàn)不居中的情況，但是在實際的深入研究中我們發(fā)現(xiàn)，由于對管串結構進行了優(yōu)化，增加了很多剛性扶正器、半剛性扶正器和彈性扶正器，使得水平井中的套管受力發(fā)生了根本性的改變，加之受到井眼軌跡的變化的影響，會使水平井的套管可能偏向井壁的任何一方而出現(xiàn)套管不居中。正是這種不確定的套管不居中，在固井中就會影響固井頂替效率，從而影響到水平井的固井質量。

1.3 巖屑床的存在，影響膠接質量

在水平井鉆井中，由于井斜角的存在，必然會有巖屑床的形成，或者是在大肚子井眼處有巖屑的堆積，雖然在固井下套管之前采取了一系列的技術措施進行通井、洗井，但是還有部分的巖屑床沒有被破壞掉，部分的大肚子井眼處的巖屑沒有被清洗出井眼，所以在固井中這些巖屑顆粒就會存留在井壁上，不僅影響頂替效率，還會影響水泥與井壁的膠接質量。

2 提高水平井固井質量對策

2.1 下套管前的井眼準備工作

下套管前的井眼準備是水平井固井中非常關鍵的環(huán)節(jié)，必須引起足夠的重視。在下套管之前，對于井眼的準備主要采取以下幾個方面的通井技術措施。

（1）要模擬套管串的結構，根據(jù)其剛性進行模擬通井，一般是應用特殊的扶正器，進行單扶正器一次通井，雙扶正器二次通井和三扶正器三次通井。

（2）對于通井過程中有遇阻顯示的地方要反復劃眼，修整井壁，破壞巖屑床。短起下過遇阻位置，直至不顯示為止，同時還要在每次的通井到底后必須充分大排量循環(huán)洗井，處理好鉆井液的性能，保證井壁穩(wěn)定，井眼無沉砂與漏失。

（3）在通井作業(yè)的后期待循環(huán)泵壓和鉆井液性能調整好后，還要進行循環(huán)周期的測定，根據(jù)測定的結果來估算井筒容積，為水泥漿的注入量多少提供依據(jù)。

（4）在最后一次通井的起鉆前，要在調整鉆井液的性能時，要在鉆井液中加入足夠的潤滑材料，保證鉆井液具有非常好的潤滑性能，這樣就可以降低下套管作業(yè)的施工摩擦阻力，為套管的安全下入做好準備。

2.2 管串結構的優(yōu)化

管串結構的優(yōu)化不僅可以增加管串結構的居中度，還是保證套管順利下入的重要依據(jù)與保證。首先在管串結構優(yōu)化的時候，要通過軟件對不同扶正器加量下的下套管摩擦阻力進行分析，以管串居中度在67%以上，下套管摩擦阻力最小為優(yōu)化設計原則。而且為了減少下套管的阻力，還要應用漂浮下套管技術。在井斜角45°以后的井段和水平段應用漂浮接箍，并將水平段的套管中灌入清水或者密度較低的液體，減小摩擦阻力。

2.3 前置液設計

前置液的設計要滿足下面的幾個要求，一個是要能夠改變井壁的潤濕環(huán)境，保證井壁具有很好地親水性。在進行前置液設計中要保證密度在不能超過1.1g/cm3，同時還要保證沖洗液具有良好流態(tài)，最好能達到紊流的臨界值。二是要求具有良好的觸變性、懸浮性和穩(wěn)定性,可懸浮巖屑和固相顆粒，在中溫條件下塑性粘度應保持在40～180m Pa·s，設計密度高于泥漿或低于水泥漿密度0.12～0.25g/cm3，膠凝強度低于水泥漿高于泥漿。

2.4 水泥漿的設計

對于提高水平井固井質量來說，水泥漿的設計是非常重要的一個內容。一個要求水泥漿具有非常好的沉降穩(wěn)定性。如果水泥漿的沉降穩(wěn)定性不好，那么就會引起水泥漿密度差存在，從而影響固井質量。二是要有良好的流變性，這樣才能提高頂替效率。三是要低失水、零析水，以減小井眼高邊自由水通道的形成，為防止油氣串提供必要條件。四是要直角稠化，減少自由水析出。

2.5 固井施工過程控制

一是縮短鉆井液靜止時間，二是水泥漿返出套管時，增大注水泥漿排量，盡量使水泥漿返出套管時達到紊流速度。三是壓膠塞操作與隨后的開泵頂替應迅速、連續(xù)，保證環(huán)空流動的有效銜接，減少U型管效應的影響。四是計算施工壓力如果不超過設備能力，可以在造斜段及水平段替入輕質鉆井液或清水，增大套管上浮力；直井段替入加重鉆井液，以降低替漿壓力，滿足大排量頂替要求。

3 結論

提高水泥固井質量是一項系統(tǒng)工程，只有充分地分析影響水平井固井質量的相關因素，才能采取有針對的技術措施，從下套管前的準備工作，管串結構優(yōu)化，前置液設計、水泥漿設計及固井施工等多個環(huán)節(jié)采取措施，保證水平井固井質量。