大斜度大位移井固井技術難點及對策

季攀

摘要：油田經歷多年大規模開發，老區已經進入高含水開發階段，穩產增產難度極大。為穩住產能規模，進一步挖掘增產潛力，目前主要以加密定向大斜度大位移、分層開采、注水開發、酸化壓裂改造的方式提高產能。油田老區隨著復雜斷塊油藏的深入開發，地質構造復雜化（主要是油氣水層多、層間隔小、層間壓力系統差別大、地層壓力動態變化、固井候凝過程易發生水侵）、鉆井液膨潤土含量高、觸變性強及虛泥餅厚等一系列的固井難題日益突出，嚴重制約著大斜度大位移井固井質量的提高。多年來油田大斜度大位移井，特別是當井斜角大于50°且位移大于800m，固井優質率不理想，直接影響了油田產能建設。

關鍵詞：大斜度大位移井；固井；復雜斷塊油藏；優質率

針對油田大斜度大位移井固井存在的地層壓力系統復雜、儲層密集且油水間距小、界面沖洗效率低和后期儲層改造易破壞水泥環完整性等技術難題，通過強化井眼準備與提高頂替效率技術、高效沖洗隔離液技術、高強度韌性水泥漿技術和配套固井技術措施等技術集成，形成了適用于油田大斜度大位移井固井的成套技術，保證了固井施工安全，改善了界面膠結質量，為油田大斜度大位移井固井質量的提高提供了技術支撐。

1 主要固井技術難點

1.1 地質條件復雜，多壓力系統并存區塊先期注水，導致地層壓力體系發生變化，形成局部高壓圈閉，同一區塊地層壓力截然不同，鉆井遭遇復雜，油氣水侵較多。如A井，設計鉆井液密度1.15g/cm3，見后效提至1.65g/cm3后繼續鉆進。

1.2 儲層密集、層間距小、油水關系復雜儲層油氣水層分布廣且間距小，存在油氣水竄風險，層間不易有效封隔。如B井儲層段共36個油氣層顯示；層間距在1～5m之間，層間壓力系數不均衡。

1.3 鉆井液性能不匹配，影響界面膠結質量油田大斜度大位移井使用的鉆井液體系主要以硅基鉆井液、聚合物鉆井液為主。雖然2 種體系具有良好的攜砂能力，但也普遍存在因坂土含量高而引起的造壁護壁性能差、熱滾后流動性差等問題，直接導致井壁泥餅虛厚、二界面不易沖凈，影響界面膠結質量。

1.4 大斜度大位移井，套管安全下入及居中度難以保證井斜角大（在60°～90°之間），位移長（1000m以上），安全下套管風險大；同時，如何在套管順利下入前提下，兼顧套管居中度對提高固井質量至關重要。

2 關鍵技術對策

2.1 洗油型沖洗隔離液技術

2.1.1 體系組分.沖洗隔離液體系主要由懸浮劑DRY-S1、高溫懸浮劑DRY-S3、洗油型沖洗劑DRY-1L及加重材料等組成。其中懸浮劑DRY-S1及DRY-S3是保證體系具有良好的懸浮穩定性能，沖洗劑DRY-1L中含有表面活性劑、有機溶劑等成分，提高對含油鉆井液的清洗能力。

2.1.2 體系性能評價（1）沉降穩定性評價。沖洗隔離液基本配方：清水+2.5%懸浮劑DRY-S1+2.0%高溫懸浮劑DRYS3+6.0%洗油型沖洗劑DRY-1L+X%加重劑+1.0%緩凝劑DRH-100L+0.3%消泡劑DRX-1L。由數據可知，1.30～1.80g/cm3密度范圍洗油型沖洗隔離液在90℃及120℃條件下均具有良好的沉降穩定性，上下密度差均低于0.03g/cm3，滿足固井施工要求。（2）沖洗效果評價。采用六速旋轉粘度計法將洗油型沖洗隔離液（密度1.40g/cm3）對含油硅基鉆井液（密1.47g/cm3）沖洗效果進行了評價。將含油硅基鉆井液浸泡后的粘度計外筒，采用洗油型沖洗隔離液對鉆井液沖洗40s后，壁面上油膜基本完全沖凈，部分固相物質開始沖落，再用清水沖洗5s后，壁面基本沖洗干凈，沖洗效率基本上達到100%。由此說明，洗油型沖洗隔離液體系針對含油硅基鉆井液的沖洗效果良好，可在較短時間內達到較高的沖洗效率。（3）相容性評價。含油硅基鉆井液與水泥漿污染嚴重，屬于“見面稠”。洗油型沖洗隔離液（密度1.40g/cm3）

與含油硅基鉆井液（密度1.47g/cm3）、水泥漿（密度1.88g/cm3）的相容性評價結果見表2、表3。洗油型沖洗隔離液體系與含有固井鉆井液、水泥漿都具有良好的相容性，能夠降低稠度，延長污染稠化時間，保證固井施工安全。

2.2 高強韌性水泥漿技術

本文對60℃、80℃和100℃條件下的高強韌性水泥漿體系的綜合性能進行評價，如表4所示。從表可知，該水泥漿體系（1.88g/cm3）在60℃～100℃范圍內，能嚴格控制體系高溫穩定性和降失水性能，API失水量在30mL以內；通過調節緩凝劑加量，能夠有效延長水泥漿稠化時間，保證固井施工安全；水泥石抗壓強度發展穩定，24h抗壓強度大于20MPa，高溫條件下7d 強度無衰退，且彈性模量小于7GPa，能滿足儲層改造對水泥石的力學性能要求。綜上，高強韌性水泥漿體系具有良好的工程性能以及保證水泥環結構完整性的功能性能，可為有效保證層間有效封隔提供技術支撐。

2.3 配套固井技術

2.3.1 鉆井液控制技術措施

（1）三開鉆進前優化調整鉆井液性能，提高鉆井液熱滾后高溫穩定性（高溫高壓失水、熱滾性等），要求熱滾前后鉆井液性能基本保持一致，HTHP 失水量低于10mL。（2）鉆進過程中合理運用固控設備，控制鉆井液中的固相含量，特別是要嚴格控制坂含小于40g/L，提高泥餅質量，確保二界面固井質量。（3）固井前對鉆井液性能優化和調整是提高界面膠結質量的重要環節。方法有三：①稀釋劑降低鉆井液內結構力，改善泥餅質量；②硅基鉆井液pH值要求11以上，改善泥餅質量；③降低膨潤土含量、減弱觸變性、減小掛壁性，為提高固井質量創造條件。循環調整鉆井液性能，要求循環周數不小于4周，循環環空返速大于1.1m/s，鉆井液性能根據實際井況滿足固井技術，一般要求動切力小于8Pa，粘度小于55s。（4）固井前循環過程中時刻監測進出口密度，要求進出口密度一致，出口無有害固相返出，方可進行固井作業。

2.3.2 井眼準備技術措施（1）要求“三扶通井”，其中至少含一個滿眼扶正器，在不規則井段加強短起下鉆作業，確保井眼通暢，起下鉆摩阻正常，套管能安全下放到位。（2）通井到底后充分循環，環空返速1.2m/s以上，開啟固控設備，清除井內有害固相，確保井眼干凈，井底干凈無沉砂。（3）提前配制好一罐稠泥漿（至少30m3），要求水化徹底，坂含小于40g/L，粘度達到90s，下鉆到底后注入井內，攜帶井內有害固相，清潔井眼。（4）針對大斜度井臺階、高壓油氣水侵井泥餅虛厚等井眼清潔的問題，采用纖維+稠鉆井液攜砂（清潔鉆井液），對井眼進行清洗，提高井眼清潔度。在完鉆后下入套管前最后一趟通井時泵入一定量的清潔鉆井液，利用纖維的擾動和結構力將井下沉砂和浮泥餅等清除，提高井眼質量。通井結束起鉆前，鉆井液靜置2h后進行循環，并在井口連續監測鉆井液密度，若鉆井液密度降低，說明地層流體侵入鉆井液，需調整鉆井液密度，壓穩地層。

2.3.3 安全下套管技術措施（1）下套管前，鉆井液靜置4～6h后進行循環，在井口連續監測鉆井液密度，保證與入井鉆井液密度一致，壓穩地層。（2）嚴格控制下放速度，上層套管內每根套管下放時間不少于30s，出上層套管鞋每根套管下放時間不少于50s，下部井段每根下放時間控制0.5～1min。（3）下完套管后小排量頂通，逐漸加大至正常鉆進排量循環，按要求調整鉆井液性能，循環至少2周；下套管前提高鉆井液潤滑性，降低下套管摩擦系數，認真通井，消除臺階。

參考文獻：

[1]靳建洲，孫富全，侯薇，等.膠乳水泥漿體系研究及應用[J].鉆井液與完井液，2016，23（2）：37-39.