固井施工技術優化與應用淺談

林植源

【摘要】針對不同油田區塊、不同油藏特點、不同施工特點、不同地層特點對固井技術進行優化，切實提高固井技術應用的針對性，確保固井施工質量。

【關鍵詞】固井技術 固井施工 技術優化與應用

一、結合區塊特點完善技術措施，提高技術的針對性，促進施工技術優化

孤島采油廠中1區塊，是中國石化重點實驗區塊，該區塊共固油層9口，一界面固井優質率為88.9%。該區塊的井井斜一般在30°—40°，泥漿密度為1.40g/cm3左右，大多為定向井，該區塊油層含油層系比較多，且含油水層和水層較多，距離較近，完鉆層位為館陶組。該區塊特點：各小層油水界限不統一，油水關系復雜，夾層較小，分隔距離短，水泥漿凝固過程易受縱向流體的干擾，影響水泥石的層間封隔質量；中區屬于老區塊，開發井、注水井較多，水泥漿受地下流體橫向干擾嚴重，水泥石膠結質量難以保證。根據該區塊實際，要完善固井技術措施：一是在封固油層段的水泥漿中加入遇水膨脹劑，提高水泥石本身的抗竄能力；同時，使用套管外封隔器封堵井下高壓干擾層，輔助水泥漿壓穩地層。二是按要求下人足量的扶正器，重點封固油層下入樹脂螺旋剛性扶正器，提高套管居中度，提高水泥漿頂替效率。三是優選沖洗液并適當增加前置液用量，增加紊流接觸時間，有效驅替套管外壁及環空與井壁的殘留鉆井液，提高水泥漿頂替效率。

二、結合油藏特點完善技術措施，提高技術的有效性，促進固井質量提升

孤東館陶組油藏長期注水開發，造成異常高壓區連通性非常好，即使停注與泄壓也不可能在短期內得到緩解。同時長期注水和生產會使地層原始狀態發生改變，形成多套壓力層系，開采難度越來越大，持續開發潛力越來越小。因此，孤東區塊的調整井開發重點逐步由館陶組油藏向壓力系數相對較低的沙河街組油藏轉變。根據其油藏特點明確了固井措施，即在水平井段每一根套管下入一只扶正器，斜井段每兩根套管下入一只扶正器，提高套管的居中度。優選輕質樹脂螺旋套管扶正器。技術套管下部井段內使用滾珠式剛性扶正器，降低在上層套管內的摩擦系數。應用含多種表面活性劑的沖洗液和隔離液，使井壁和套管外壁表面的油潤濕狀態轉變為水潤濕狀態，改善膠結環境，提高界面膠結質量。應用膠凝強度發展迅速、臨界時間短、體積微膨脹的塑性抗竄水泥漿體系，以此克服或減輕高壓流體外竄問題對界面膠結質量的影響，提高界面膠結強度。確定使用遇水膨脹水泥漿體系，利用壓差式水力脹封套管外封隔器，控制水泥漿失重過程中高壓地層流體的外竄。在上層套管內或裸眼井段使用遇油氣膨脹封隔器，用于填堵殘余鉆井液通道、密封微環隙。在孤東區塊固井施工的15口井，優質率達到85%。

三、結合施工特點完善技術措施，發揮技術的保障性，促進施工難點化解

濱649區塊位于濱南—利津斷裂帶東段濱南大斷層的下降盤上，屬于濱649大型滾動背斜構造的南臺階。由于濱649井區位于基巖溝的中心部位，受本區沙四、沙三段地層沉積的繼承性作用，使該塊兩側（濱649井區外）逐漸抬高。濱649塊地層溫度125℃，溫度梯度3.1℃/100m，原始地層壓力30MPa，壓力系數為1.02，屬于常溫常壓系統，濱濱649塊存在異常復雜的油水關系，不同的小層具有各自相對獨立的油水系統，未見統一的油水界面。濱649區塊井深一般3000米左右，采用長裸眼鉆井，水泥漿要求返高一般在地面，水泥漿一次封固段長達近3000m，采用常規固井方法，常常因為水泥漿失重，不能夠有效平衡地層壓力，造成油氣上竄，影響固井質量。下部地層存在水層，影響了固井質量。為此，根據施工特點完善了具有針對性固井技術措施：一是上部采用漂珠低密度水泥漿體系，下部油層段采用晶格水泥漿體系，封固質量良好。二是選用驅油型沖洗液和前置液，沖洗套管內外壁和井壁清理油污和鉆井液，使水泥漿與井壁和套管接觸良好，有利于雙界面交接質量。三是在高壓層上部使用雙管外封隔器，通過機械的方法阻止油氣上竄的通道，配合晶格膨脹水泥漿體系能更有效的控制油氣上竄。四是采用震蕩器固井技術，在注水泥，替泥漿，水泥候凝過程利用機械震蕩，液壓脈沖，水利沖擊等手段產生的震動波作用與套管，鉆井液，水泥漿提高固井技術。在濱4區塊采用遇水膨脹體系共施工16口井，其中固井質量優質井15口、合格井1口，優質率為94%。在孤南15、16區塊，震動固井技術配合雙凝水泥漿體系固井技術不斷推廣；礦粉水泥漿體系在陳373區塊使用，二界面質量提高了16.4%；在樁西大斜度井中，采用優良沖洗液，充分沖洗井壁，清除虛泥餅，有效提高了雙界面固井質量。

四、結合地層特點完善技術措施，提高技術的先進性，有效降低施工風險

孤南24區塊是開發中心重點區塊，該區塊屬河灘油田為層狀油藏，縱向上主要發育沙1～沙3段約40多個小層，地層流體對水泥石的干擾影響固井質量；河灘油田層系較多、夾層較小，射孔對水泥石造成的縱向損壞會影響相鄰層間水泥環的有效封隔，導致開發過程層間干擾。根據以上地層特點制定如下措施：一是通井保證井眼通暢，固井前適當降低鉆井液粘度，提高水泥漿的頂替效率，同時扶正器油層段一根一個，其余井段3—5根一個，確保套管居中。二是水泥漿體系采用雙凝水泥漿體系，油層段采用遇水膨脹水泥漿體系，防止地層流體橫向竄流，提高油層段封固質量，并采用多功能沖洗液作為前置液，有效沖洗井壁泥餅，隔離鉆井液與水泥漿，給水泥漿提供一個清潔干凈的膠結環境，提高水泥漿頂替效率和固井質量。三是在活躍層位頂部加一只管外封隔器，防止地層流體縱向竄流，提高油層段封固質量，在層位較密集且處下入樹脂螺旋扶正器，提高水泥漿的頂替效率。在該區塊還采用震動固井技術，振動固井技術是在下套管、注灰、頂替和候凝的過程中，采用機械振動、水力沖擊等手段，產生振動波作用于套管、鉆井液和固井液來提高固井質量的一項新技術。該技術可以提高水泥石強度，提高頂替效率，消除水泥中的氣泡，形成完好的水泥環，防止固井后的油、氣、水混竄，有利于提高一、二界面的膠結強度。孤南24—斜214井，完鉆井深2273米，施工中應用振蕩固井技術取得成功，電測質量檢驗顯示，封固井段質量為優。

科技創新是推動企業發展的核心環節，不斷推進固井技術創新是實現固井技術發展必經之路，只有立足現有優勢、鞏固完善現有技術，強化科技攻關與創新，才能不斷推動固井技術實現新的進步。