淺論復雜深井套管懸掛固井技術

于磊

摘要：復雜深井鉆遇多壓力系統(tǒng)，存在垮塌、高壓水層、漏失層、溢流等復雜鉆井，給固井作業(yè)帶來了很大難度。面對復雜情形，首要任務是確保套管順利到位。固井時在不發(fā)生漏失情況下力求水泥漿全填充；若發(fā)生漏失，采用正注反擠固井工藝，實現(xiàn)套管“穿鞋戴帽”，能封隔高壓水層和封固鹽層。在裸眼段居中度差、嚴重影響頂替效率、可能存在鉆井液竄槽的情況下，使用固井輔助模擬軟件，優(yōu)化漿體性能、合理選擇固井排量，大大提高了井底以上有效封固長度，實現(xiàn)了“穿好鞋”。依靠控壓技術“控漏防溢”，保障固井安全、實現(xiàn)高壓水層的封隔。在不具備一次上返固井條件時，正注水泥漿稠化后進行反擠固井施工，實現(xiàn)套管的有效封隔，為后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造有利條件。

關鍵詞：深井；固井技術；地層壓力系統(tǒng)；漏失層

A 井勘探目的層采用四開。一開下入表層套管封固上部疏松地層并加固井口。二開采用雙級固井工藝，分級箍位置1603m封固鹽上地層。三開套管采用技術套管懸掛加回接固井工藝、封固巖鹽欠壓實泥巖、純鹽巖。四開也采用技術套管懸掛加回接固井工藝，但技術套管懸掛固井采用正注反擠工藝封固下部含鹽地層，為鉆井打下良好基礎。

1 鉆井復雜及處理技術

四開鉆進經(jīng)歷了井漏、溢流、縮徑、垮塌、高壓水層等鉆井復雜情況，采取多種措施保障了安全鉆達設計中完井深。1）鉆進至生井漏段，起鉆甩Power-V 下入常規(guī)鉆具，通過降密度（由2.32 g/cm3下降到2.30g/cm3）及泵入隨鉆堵漏漿等方式逐步恢復正常鉆進。2）鉆進至井深發(fā)生溢流關井，套壓1.4 MPa，使用密度2.33 g/cm3壓井液節(jié)流循環(huán)壓井后開井循環(huán)停泵出口無外溢。3）溢流壓井結束后，考慮下部可能鉆遇鹽間水，一旦提高密度壓井會造成上部薄弱地層發(fā)生井漏而下部鹽層縮徑，決定進行承壓堵漏作業(yè)提高裸眼承壓能力。泵入總濃度30.5% 堵漏漿39.5 m3，其配方為：2% 中粗SQD-98、2% 細SQD-9、9%KGD-1、11%KGD-2、6.5%KGD-3，起鉆至套管內關井反擠25.1 m3，憋壓候堵7.5 h，套壓由0.5 MPa升至1.7 MPa

再下降至1.2 MPa，開井回吐17.6 m3，承壓堵漏效果不明顯。因承壓堵漏期間先漏失后回吐現(xiàn)象，降密度由2.32 g/cm3降至2.28 g/cm3后恢復鉆進。4）鉆進至發(fā)生溢流關井，套壓由1.3 MPa 升至4.9 MPa，經(jīng)原井漿節(jié)流循環(huán)排污壓井后開井，判斷為地層高壓低滲出鹽水。因上部地層薄弱，無法通過提高密度壓穩(wěn)出水點，決定對地層放水泄壓。放水泄壓時活動好鉆具，防止大量鹽水聚積、形成結晶堵塞環(huán)空；監(jiān)測鉆井液整體油水比，保證鉆井液抗污染能力；監(jiān)測振動篩返出物，判斷井下是否有掉塊及井壁失穩(wěn)性。放水3～5 次或30～50 m3需要短起下驗證井眼通暢。調節(jié)排量，控制好入口密度2.28 g/cm3，出口出現(xiàn)低密度點時及時加重，并加密測量出口密度、準確記錄污染鉆井液量和實際出鹽水數(shù)量。循環(huán)排污過程中盡量采用

單罐計量，如出口密度低加重無法滿足時，采用正反計量、保證入口密度達標。經(jīng)18次放水排污、地層泄壓，關井套壓降至1MPa，安裝旋轉防噴器轉為控壓鉆進。5）吊灌起鉆。下入銑齒接頭進行堵漏承壓，作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)溢漏同存，無法進行堵漏作業(yè)，決定再次放水泄壓，釋放地層能量后再降密度。經(jīng)15次放水排污地層泄壓，經(jīng)過放水泄壓，鉆井液密度由2.28 g/cm3降至2.19 g/cm3，經(jīng)過Φ241.3 mm 牙輪、Φ216 mmPDC、Φ168.3 mmPDC 鉆頭通井試鉆導眼后，恢復Φ241.3 mm 鉆頭正常鉆進。經(jīng)2 次Φ168.3 mm 鉆頭打導眼卡層鉆進、Φ241.3 mmPDC 鉆頭擴眼鉆進至中完井。

2 固井難點

本井屬超深井技術套管懸掛固井，井況非常復雜，存在多項固井難點。①油基鉆井液條件下固井，水泥漿與鉆井液相容性差、污染嚴重；其次在鹽水侵嚴重的情況下，進一步加劇水泥漿與鉆井液相容性問題，嚴重影響水泥石膠結質量。②封固裸眼段長，經(jīng)歷3 套鹽層、鹽層縮徑嚴重，現(xiàn)階段鹽層蠕變無法滿足下套管條件，而且又不能實現(xiàn)承壓堵漏。③鹽層套管無扶正器，居中度差、頂替效率低，嚴重影響固井質量。④溢漏共存，有4 個漏層一個高壓水層，鉆井液安全密度窗口極窄，下套管易發(fā)生井漏而固井期間可能發(fā)生鹽水侵導致溢流。

劃眼過程中確保上部有5m 活動空間，劃眼通過后不再上提倒劃眼，而是停頂驅上下提拉順暢無阻卡即可，防止長時間劃眼大幅破壞井壁；劃眼過程中有憋停頂驅，控制上提增加懸重20t，如無法提脫，則放至原懸重釋放扭矩逐步增加噸位提開。狗腿度較大井段，遇阻即劃眼，反復正劃倒劃直至提拉順暢為止。鹽層遇阻后驗證上提噸位、檢驗縮徑情況，下放后最大提開噸位控制在32 t。驗證縮徑情況后，上提至自由井段后劃眼，劃眼參數(shù)：鉆壓1～2 t、排量18L/s、轉速50～60 r/ min、扭矩限定20kN？m。鹽層段劃眼過后，嘗試下鉆，檢驗鹽間泥巖、砂巖、石膏是否有縮徑情況，如縮徑按鹽層進行劃眼。通井至井底，沖洗沉沙到原井深即倒劃眼上提，盡量減少在井底循環(huán)時間，后續(xù)循環(huán)時下放至距井底1m 出即可，防止揭開下部薄弱地層導致井漏。

4 下套管技術

嚴格控制好下套管速度，每根套管在上層套管內控制35 s 以上，每柱鉆桿在上層套管內純下放速度應控制145 s 以上，純下放速度應控制在190 s 以上。現(xiàn)場根據(jù)下套管時間和鉆井液返出情況，中途頂通破壞鉆井液結構，減小套管到位后開泵壓力。下套管全程進行灌返分開計量，發(fā)現(xiàn)井漏立即匯報。尾管送至預定座掛位置后，灌滿鉆井液，接頂驅，先小排量頂通，然后逐漸增加排量循環(huán)，嚴格控制循環(huán)排量和泵壓，循環(huán)時注意觀察泵壓變化，防止環(huán)空蹩堵。套管下送到位后先灌滿鉆井液，接頂驅小排量頂通（單泵5 沖，2 L/s），返出正常后緩慢下放探底，控制排量10 沖以內，遇阻10t，記錄實際遇阻位置。若不能則上提至原懸重。然后逐漸提排量，以2 沖一個檔位，每提泵沖一次，循環(huán)10 min，鉆井液工監(jiān)測好液面，若返出正常，再繼續(xù)上提泵沖，直至提到7 L/s，將套管外環(huán)空的鉆井液頂?shù)綉覓炱饕陨虾笾饾u提排量至固井排量30 L/s 循環(huán)排污。循環(huán)一周半后，確定井筒清潔再進行懸掛器坐掛工作。

5 正注反擠水泥漿工藝

5.1 正注水泥漿施工

Φ127 mm 非標鉆桿總內容積41.9 m3，套管總內容積35.8m3，整個管柱內的容77.7m3。正注水泥漿施工前先對固井管線試壓35 MPa，符合作業(yè)要求后才開始進行固井施工。先注入密度2.19g/cm3先導漿30m3、密度2.22g/cm3 前置液30 m3、平均密度2.30 g/cm3的水泥漿27 m3、密度2.22 g/cm3后置液5.5m3。排量20～22 L/s 替密度2.19 g/cm3 鉆井液共66m3，替漿至36.4 m3時膠塞重合，替漿至15.2 m3時前置液出管鞋，替漿至45.2 m3時水泥漿出管鞋。泵壓由20 MPa 升至23 MPa 實現(xiàn)碰壓，泄壓無回流，拆水泥頭。接著循環(huán)排混漿4.2 m3后上起500 m關井候凝。關井候凝期間正擠鉆井液15 m3，套壓由8.6 MPa升至9.5 MPa 再降至9 MPa再升至9.6 MPa，此后每2h 正擠0.5m3。

參考文獻：

[1] 鮮明，廖長平，范偉華，等.迪那1-1井127 mm尾管懸掛固井實踐[J].天然氣技術與經(jīng)濟，2016，6（2）：53-55.