淺層氣固井技術在緬甸海域M區塊的應用

艾武昌(中海油田服務股份有限公司油田化學事業部，河北 三河 065201)

0 引言

緬甸海域M區塊淺層氣活躍，埋藏溫度低，分布廣泛，作業者在此區塊進行的多口井勘探，都出現了環空帶壓等復雜情況，給后續的生產帶來了極大的隱患。本文通過分析淺層氣井固井技術難點，對固井水泥漿性能要求進行了探討，提出了優化固井隔離液，提升水泥漿頂替效率，確保了淺層氣井固井質量。解決了困擾該區塊的固井技術難題，獲得了作業者的高度認可。

1 固井技術難點

(1)淺層氣埋深淺，地層承壓低，發生漏失風險大，只能使用低密度水泥漿體系，水灰比高，漿體穩定性差，由于溫度低，水泥漿強度發展慢，候凝過渡時間長，導致水泥漿的防竄性能差[1-2]。(2)地層承壓能力差，導致頂替排量受限，環空不能形成紊流和有效層流，頂替效率低下，導致環空的泥漿驅替不干凈，氣體運移存在通道，出現井口帶壓現象。一旦出現井口帶壓復雜情況，后續無有效的處理手段。(3)裸眼段短，水泥漿候凝期間發生失重，無法有效壓穩淺層氣。同時無有效的井口裝置，無法實施壓力補償，環空發生氣竄，難以控制，存在發生井噴的風險。

2 固井技術措施

2.1 隔離液設計

12-1/4″OH井段使用的是SBM泥漿，鉆井液的密度為1.26 g/cm3，為了有效的驅替泥漿，隔離液需要具備良好的隔離作用和潤濕翻轉性能[3]。隔離液配方為淡水F/W+消泡劑PC-X60L+隔離液主劑PC-S32S+表面活性劑PC-SU31L+重晶石。

2.1.1 沖洗效果評價實驗

沖洗效率評價方法的具體做法如下[4]：(1)將干凈的旋轉黏度計轉子的質量，記為W0(g)。(2)將轉子連接到旋轉黏度計上，將鉆井液倒入流變杯中，緩慢調節直至淹沒轉子約5 cm，浸入時間約10 min。(3)擰下轉子，黏附的鉆井液不再自由落下并稱重，記為W1(g)，應使黏附在轉子上的鉆井液的量在1～2 g之間。(4)將黏附有油基鉆井液的轉子連接到黏度計上，把事先養護到測試溫度的隔離液倒入帶有加熱功能的流變杯中，流變杯完全淹沒轉子上沾有油基鉆井液的部分，并高出約2 mm。(5)轉子開始旋轉前，確保隔離液達到測試溫度。在室溫下測定時，轉子速度設定為100 r/min，高于室溫時，轉子速度設定為60 r/min。沖洗時間設定為10 min。(6)將流變杯緩慢下降，完全露出沖洗后的轉子，并靜置2 min，讓多余的液體自由落下，取下轉子后，用干凈的紙巾擦去轉子底部多余的流體，并稱重，記為W2(g)。沖洗效率η=(W1-W2)/(W1-W0)。

通過計算，沖洗效率達96%，說明沖洗液對SBM泥漿沖洗效果良好。

2.1.2 潤濕反轉實驗

對于油基泥漿環境固井，要利用前置液實現潤濕反轉，把親油基變成親水基，這樣才能保證固井封固質量。實驗顯示，隔離液加量至46%，可實現潤濕反轉。

2.1.3 相容性評價實驗

按照體積比0/100、5/95、25/75、50/50、75/25、95/5、100/0對隔離液和SBM泥漿做流變相容性實驗，未出現明顯的增稠現象，隔離液與SBM泥漿相容性良好。

2.1.4 對水泥漿稠化和強度發展的影響實驗

通過把隔離液和水泥漿分別按照100/0、95/5、90/10、85/15的比例混合，進行稠化時間和抗壓強度的變化對比，以判斷隔離液對水泥漿的影響，相關的實驗數據如表1所示。

表1 隔離液對水泥漿稠化及強度影響情況

實驗數據顯示，隔離液對水泥漿的稠化時間有輕微的延長作用，隨著隔離液加量的增加，并不會導致水泥漿發生閃凝現象，對施工不會產生不利的影響。同時，隔離液對水泥石的最終強度也會產生影響，隨著加量的增加，水泥漿24 h抗壓強度會出現微弱的降低，加量為15%的隔離液，24 h抗壓強度降低18%，仍大于13.79 MPa(2 000 psi)，完全滿足油氣層的封固要求。

2.2 防竄水泥漿體系構建

由于作業者要求固井使用LAS液體添加系統，所有的固井添加劑必須為流動性良好的液體，在構建水泥漿體系時，必須考慮到這點要求，同時要求添加劑性能穩定。采用常用的液硅作為防氣竄劑，同時通過使用主研發的懸浮劑PC-J62L，能夠很好的解決低密度水泥漿體系的沉降穩定性，實現了水泥漿的相對密度可在1.40～1.74 sg之間的浮動。基本配方如下：海水+消泡劑PC-X60L+分散劑PC-F46L+海水型降失水劑PC-G712L+防氣竄劑PC-GS12L+懸浮劑PC-J62L+緩凝劑PC-H21L，通過相關評價，水泥漿實現了零自由水、低失水、強度發展快、防竄性能良好等性能，完全能滿足淺層氣封固的要求。

2.3 其他技術措施

2.3.1 井眼準備

(1)保持井徑規則，控制好井身剖面軌跡，不應有急劇彎曲的井段，避免形成健槽，導致套管下入和井眼清潔困難[5]。(2)調整好油基泥漿性能，盡可能降低泥漿密度和黏度。動切力介于7～12 Pa，朔性黏度為0.04 Pa·s內，動朔比為1～2。(3)下套管前進行通井，在安全的前提下，大排量循環，破壞巖屑床，清潔井眼。

2.3.2 流變性匹配設計

要求SBM油基泥漿、隔離液、首漿、尾漿滿足流變學設計要求，至少有10%的梯度差，以最大限度的提高頂替效率。

2.3.3 扶正器設計

設計使用樹脂扶正器，重點確保顯示層的居中度不低于85%，全井段不低于75%。

2.4 頂替工藝

沖洗液出管鞋時，盡量使用紊流頂替，充分的沖刷井壁。隨著高密度的固井流體出管鞋，適時降低頂替排量，利用塞流頂替，確保固井無漏失。固井施工程序如表2所示。固井期間的ECD模擬如圖1所示。

圖1 固井期間的ECD模擬

表2 固井施工程序

2.5 固井質量

固井結束后，候凝24 h后，進行固井質量電測。根據測井結果對固井質量進行了評價，淺層氣井段固井質量封固優良，后續也未出現環空帶壓現象。

3 結語

綜上所述：(1)使用隔離和潤濕反正效果良好的雙作業隔離液，采用零自由水、低失水、強度發展快的防氣竄型水泥漿，有利于淺層氣的封固。(2)對于壓力窗口窄的淺層固井，由于頂替排量受限，設計合理的液體流變性匹配，同時保證關鍵段的套管居中度不低于75%，能極大的提高頂替效率。(3)淺層氣固井需遵循“壓力三平衡”原則，即保持固井作業前、固井作業期間、固井候凝期間的地層壓力平衡。