一次上返全封固固井技術在蘇東井區的應用

王卓　高賽　張柏晨

摘 要：一次上返全封固固井技術是解決天然氣井長裸眼固井的一項技術，優點在于縮短了鉆井周期，消除了因使用分級箍而造成套管串承壓能力降低及引發固井事故等問題。針對一次上返全封固注灰量大，對水泥漿性能要求高，施工泵壓高等難點。通過分析研究和大量實驗，在搞清地層巖性和地層壓力的情況下，成功研制出了低失水、早期強度發揮快、穩定性好的低密度水泥漿體系和目的層使用的膨脹防竄水泥漿體系及相配套的現場施工固井工藝技術，在蘇東井區成功應用了55口井的現場施工，目的層段固井質量優質率100%，低密度段封固質量達到甲方要求。由此在蘇東井區形成了一次上返全封固固井相配套的固井工藝技術，達到了防漏、防竄、提高低壓易漏長封固段的固井質量目的，為油氣層增產改造提供強有力的保障。

關鍵詞：一次上返;蘇東井區;全封固;低密度水泥漿

1 概述

隨著油田開發的逐步深入，老油區塊由于經受長期的注采不平衡，導致整個地層壓力體系發生變化，局部壓力虧空，形成低壓、易漏層位。蘇東井區構造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡，該井區多數井型為定向井，井深一般在3200～4000m，一開采用Ф311.2mm鉆頭鉆至500m左右，表層下入Ф244.5mm套管。

二開采用Ф215.9mm鉆頭鉆至設計井深，Ф139.7mm生產套管下至距井底3～5m位置。該井區鉆井液密度為1.10～1.23g/cm，要求一次返至地面。針對該區塊的具體問題，我們制定了提高低壓易漏長封固段固井質量的技術對策。

2 區塊地層特征

該區塊屬于低壓、低滲、致密氣田，主要巖性特征：馬家溝組巖石類型豐富既有不同成因的易溶性白云巖，又有不同晶粒的石灰巖，本溪組巖性為鋁土質巖及夾有灰巖透鏡體及煤線的砂巖;太原組主要發育砂巖、灰巖、煤層及泥巖;山西組巖性有煤層、砂巖、粉砂巖及黑色泥巖;下石盒子組以粗、中砂巖為特征;石千峰組主要為含礫砂巖與砂質泥巖互層。

3 固井難點

①該區塊劉家溝組地層壓力系數較低，固井作業中易發生井漏，影響固井質量;

②該區塊要求水泥返深至地面。封固段長達3200～ 4000m，屬長封固段固井，水泥漿“失重”時易發生油水氣竄;

③現場采用一次上返固井工藝，上下溫差較大，對水泥漿稠化安全性要求高;

④固井頂替效率差，因裸眼段長，井徑變化大，激動壓力大，限制了固井時的循環排量和頂替排量，導致頂替效率差。

4 技術措施

4.1 優選水泥漿體系，保證固井質量

滿足該氣井固井的水泥漿體系，要求具有防漏、水泥漿穩定性好、抗壓強度高、滲透率低、防氣竄能力強、失水量易控制等特點，經過大量的室內化驗和以往在該區塊氣井固井的經驗，我們上部采用密度為1.35g/cm3的水泥漿體系，下部采用常規密度水泥漿體系。

4.2 水泥漿性能的調整

4.2.1 密度及水泥石強度

根據井底地層壓力，上部水泥漿密度由原來的1.45g/cm3調整為1.35g/cm3。在水泥中加復合漂珠和微硅，配制出需要密度的水泥漿。由于漂珠不吸水，只需少量水潤濕表面，可以降低水灰比，減少水泥石形成時由于水泥漿的過量水而形成的毛細孔道，降低水泥石的滲透性，加入適量的早強劑，提高水泥石的強度，同時，適量微硅的加入，改善了漂珠與水泥顆粒的顆粒級配，增加水泥石的致密性和穩定性，進而達提高水泥石強度的目的。

4.2.2 稠化時間

根據具體施工時間的確定，使用中溫緩凝劑調整水泥漿稠化時間，使封固段內水泥漿漿柱在凝結時間上形成梯度，避免失重，確保壓穩地層，為快速壓穩油氣層、防止氣竄、提高封固質量提供了保證。

4.2.3 流變性

提高頂替效率需要水泥漿有較好的流變性。但從低密度水泥漿的穩定性來看，流動度過大，水泥漿分層嚴重，低密度材料上浮，水泥石強度不均，影響封固質量。經過大量室內實驗，以確保水泥漿穩定為主，兼顧施工的需要，加入適量減阻劑，使流動度控制在20-24cm范圍內。

4.2.4 早期強度發揮

根據設計要求，通過實驗，加入早強劑，能夠使水泥漿在24h發揮強度。

4.3 低密度水泥漿配方及性能

①水泥配方：G級+復合漂珠+微硅+早強劑+降失水劑+減阻劑+緩凝劑+消泡劑+現場水;

②試驗條件：試驗條件溫度：76℃，壓力42MPa;

③水泥漿性能：密度1.35g/cm3，流動度24.0cm，稠化時間220min，失水量28mL/6.9MPa.30min.76℃，抗壓強度7.0MPa/24h*45℃。

5 固井施工措施

①合理安放套管扶正器，提高套管居中度。氣層段每2根套管加1只彈性雙弓扶正器，其余井段每3根加1只彈性雙弓扶正器;

②把好井身質量關，下套管前嚴格通井技術措施。下套管前，采用原鉆具通井到底后，重點在井眼沉砂多、掉塊多井段，掛卡嚴重井段劃眼;采用通井到底循環正常后，采用高粘切稠泥漿攜砂裹帶，大排量循環;

③根據井口返出情況，控制替漿排量，保證排量平穩，降低循環壓耗;

④對水泥漿漿柱設計進行優化，注意速凝、緩凝漿柱的段長，確保稠化時間形成梯度，避免水泥漿失重對壓穩造成的影響;

⑤上部采用密度為1.35g/cm3的水泥漿體系，有效降低液柱壓力，防止漏失的發生。

6 應用情況

蘇東區塊施工的55口井中，5口井因漏失在后期實施井口補救作業，其余井水泥均返之上層套管，返高達到甲方要求，目的層固井質量優質率達到100%，低密度段封固質量達到設計要求。

7 認識與結論

①密度為1.35g/cm3的低密水泥漿體系具有漿體穩定性高、水泥漿流動性好、稠化時間可調、抗壓強度高、性能穩定等優點，可有效防止固井施工中發生漏失，確保封固井段，提高固井質量;

②優良的水泥漿綜合性能可以滿足低壓易漏井的固井，達到防漏、防竄，實現長封固段固井，簡化施工工藝等特點;

③扶正器的合理選擇及安放，有利于提高套管的居中度和頂替效率。

參考文獻：

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