開(kāi)窗側(cè)鉆井固井技術(shù)研究與應(yīng)用

任嘉偉 高彥峰 楊丹 黃杰偉

摘 要：2016-2017年國(guó)際油價(jià)整體低靡，為有效降低鉆井成本，盤(pán)活老井，提高采收率，吐哈油田大力實(shí)施開(kāi)窗側(cè)鉆井，最小理論間隙只有12.5mm和11.4mm。側(cè)鉆井由于其本身的局限性--均為定向井、環(huán)空間隙小、水泥環(huán)薄，給固井施工帶來(lái)很大難度，通過(guò)使用膠乳水泥漿，優(yōu)選扶正器類(lèi)型，合理設(shè)計(jì)扶正器加法，改變固井工藝，有效提高固井質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：開(kāi)窗側(cè)鉆井;膠乳水泥漿;扶正器;固井工藝;固井質(zhì)量

1 吐哈開(kāi)窗側(cè)鉆井固井難點(diǎn)

①井眼軌跡呈增--降趨勢(shì)，出窗口狗腿大，套管下入困難。2011-2015年開(kāi)窗側(cè)鉆井完成30口，有5口在出窗口套管下入困難;②環(huán)空壓耗大，難以設(shè)計(jì)合理的頂替排量，影響固井質(zhì)量;側(cè)鉆井尾管固井，環(huán)空流動(dòng)阻力大，循環(huán)壓耗大，頂替排量和合理流態(tài)使用受到限制，為了減少過(guò)高的泵壓，只能采取小排量固井，導(dǎo)致頂替效率低，加之吐哈側(cè)鉆井尾管長(zhǎng)度都比較短，注水泥漿量少，水泥漿與井壁接觸時(shí)間短，極易發(fā)生水泥漿竄槽現(xiàn)象，影響固井質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，11年-15年，小井眼固井施工30井次，有7口井固井質(zhì)量差，固井優(yōu)質(zhì)率33.3%;③水泥環(huán)薄，要求水泥漿低失水、低摩阻，同時(shí)水泥石必須具有一定的強(qiáng)度和韌性，滿(mǎn)足固井施工及后期開(kāi)采需求;④側(cè)鉆小井眼對(duì)替漿量要求精確度很高，如果組合膠塞復(fù)合性差，不能碰壓，多則替空，少則流塞，增加后續(xù)作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，11年-15年，有1口井出現(xiàn)替空，1口井少替留塞;⑤浮箍、浮鞋易失效，工具性能要求高;開(kāi)窗側(cè)鉆井由于壓力高，對(duì)浮箍、浮鞋沖擊壓力大，工具易失效，造成留塞、水泥返高不夠。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近五年有5口井因?yàn)楦」?、浮鞋失效造成留水泥塞?/p>

2 固井技術(shù)研究

2.1 水泥漿體系

2.1.1 開(kāi)窗側(cè)鉆井對(duì)水泥漿體系的要求

開(kāi)窗側(cè)鉆井環(huán)空間隙小，水泥環(huán)薄，根據(jù)固井施工以及后期開(kāi)采需求，考慮水泥漿韌性、失水、防竄性能為主，要求水泥漿具有：良好的失水、良好的防竄性、改變水泥石性能。經(jīng)調(diào)研，膠乳水泥漿滿(mǎn)足上述性能。

2.1.2 水泥漿性能對(duì)比

①水泥是力學(xué)性能對(duì)比：與常規(guī)水泥漿相比，在相同的養(yǎng)護(hù)條件下，膠乳水泥的抗壓強(qiáng)度有所降低，彈性模量有所下降，及剛性下降，彈性提高，表明韌性增強(qiáng);②防竄性能對(duì)比：膠乳水泥漿靜膠凝強(qiáng)度（48-240Pa）發(fā)展迅速，防竄性?xún)?yōu)于常規(guī)水泥漿;③失水控制：膠乳中的膠粒在在壓差作用下在水泥顆粒間聚集成膜，使濾餅的滲透率降低，有利于控制失水。

2.1.3 膠乳水泥漿綜合性能

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)和技術(shù)要求，確定水泥漿配方為：天山G中+0.4%KQ-B+6%KC-1+5%BCT-800L+33%水?？梢钥闯?，膠乳水泥漿稠化時(shí)間可調(diào)，失水少，流變性好，滿(mǎn)足固井施工要求。

2.2 下套管技術(shù)

2.2.1 井眼準(zhǔn)備

強(qiáng)化鉆具結(jié)構(gòu)通井：根據(jù)入井套管串剛性確定通井鉆具結(jié)構(gòu)，原則是通井鉆具剛性大于入井套管鉆具剛性。對(duì)出窗口狗腿大段，反復(fù)短拉，保證井眼暢通，套管能順利到底。

2.2.2 改變扶正器類(lèi)型

焊接式扶正器其牢固程度受焊接質(zhì)量影響，給扶正器安全使用帶來(lái)隱患，在側(cè)鉆小井眼中有可能因?yàn)榉稣鲹p壞造成下套管遇阻，因此，將其改為整體式，整體式扶正器具有足夠的彈性和韌性，所以能夠保證扶正器能夠順利的通過(guò)套管段和裸眼段，與井壁之間的摩擦阻力小，便于套管的軸向運(yùn)動(dòng)和圓周方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，便于套管順利下入。

2.2.3 優(yōu)化扶正器加法

在扶正器設(shè)計(jì)上，通過(guò)完鉆時(shí)和地質(zhì)人員溝通，了解清楚油水層分布;和采油廠(chǎng)溝通，了解主要開(kāi)采層位;在主要開(kāi)采層位上下設(shè)計(jì)套管扶正器，確保開(kāi)采層質(zhì)量。

2.3 固井工藝研究

2.3.1 優(yōu)化管串結(jié)構(gòu)

單浮箍設(shè)計(jì)為雙浮箍，一只浮球式，一只彈簧式，浮球式放在上部，減緩沖擊力，保證固井碰壓后有一只能正常工作，防止水泥漿倒返。

2.3.2 優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工工藝

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)膠乳和降失水劑利用水泥車(chē)濕混，保證均勻，達(dá)到批混批注的效果。同時(shí)固井施工過(guò)程中全程采用水泥車(chē)計(jì)量，確保計(jì)量準(zhǔn)確。

2.3.3 控壓技術(shù)

p：壓力降，MPa;L：套管長(zhǎng)度，m;ρ：流體密度，g/cm3;V：流速，m/s;D：套管直徑，cm。

由上公式可知，開(kāi)窗側(cè)鉆井內(nèi)，依據(jù)U形管效應(yīng)，水泥漿剛出套管時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓最大，由下公式可知，此時(shí)空上返速度的平方與壓力成對(duì)比，環(huán)空上返速度最快，對(duì)環(huán)空影響最大（尤其是懸掛器處），易造成井下事故。因此，在固井施工中，注水泥壓力降為零后降低排量;替將壓力未達(dá)循環(huán)壓力時(shí)使用小排量。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

截至目前，共計(jì)施工24口井，使用效果明顯，固井優(yōu)質(zhì)率75%。

4 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

①井眼暢通是套管成功下至設(shè)計(jì)位置的有力保障，因此下套管前必須做好井眼準(zhǔn)備，保證套管順利下入;②膠乳水泥漿有良好的防竄性，失水控制良好，水泥石韌性強(qiáng)，在小井眼、小間隙固井中值得推廣;③整體式扶正器相比焊接式扶正器安全系數(shù)高，在小井眼、小間隙固井中值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雙進(jìn).小井眼開(kāi)窗側(cè)鉆井固井工藝技術(shù)[J].化工管理，2016（6）：227.