“三件套”固牢“瘦身井”

通訊員 栗 強 張 雙

基于節省套管、降低鉆井液成本等考量，自2022 年初起，江漢油田涪陵頁巖氣分公司逐步部署“瘦身井”。

與常規頁巖氣井相比，“瘦身井”各開次井眼明顯變小，套管外壁與井壁間的環形空間越發狹窄。在幾千米長的狹小環空中注入水泥漿，把套管外壁與井壁瓷瓷實實地固結為一體，還得經受100 多兆帕的壓裂考驗，談何容易！

渝東武陵山中，中國石化中原石油工程公司固井公司西南項目部技術團隊迎難而上，他們從“水泥匠”變身“大工匠”，交出一份份高質量“瘦身井”固井答卷。

“2022 年2 月到2023 年5 月中旬，我們項目部共完成“瘦身井”固井32 口，合格率100%，優質率達93.7%。” 固井公司副總工程師、西南項目部經理郭子文介紹道。

降摩阻保居中的扶正器

“瘦身井”的三開裸眼井段大部分都是水平段，最細的Ⅱ型“瘦身井”的環空單邊間隙僅有25 毫米，比常規井縮小33.3%。

由一根根套管連接而成的套管串，依靠自身重量在水平段前移，摩阻自然很大。如果沒有安裝扶正器，套管就會發生彎曲，軟塌塌地貼在井眼下壁，卻與井眼上方保留過大空隙。這不僅嚴重影響井眼中殘剩鉆井液清洗，固井中還會形成偏心水泥環，造成施工失敗。

為降低套管在水平段前移中的摩阻，提高套管在井筒的居中度，西南項目部技術人員在套管外面套上滾珠式扶正器。然而，他們起初選用的直槽式滾珠扶正器，由于同一直槽中每一顆滾珠各自固定在一個軸上，滾珠間存在小縫隙，井中巖屑和鉆井液中的重晶石顆粒極易卡在滾珠間，卡死滾珠。

圖為固井施工現場

圖為固井施工現場

“我們就開動腦筋，將直槽式滾珠扶正器升級為嵌入式滾珠扶正器。斜行排列的滾珠各自嵌在扶正器外壁，滾珠與扶正器本體間幾乎沒有縫隙，再也不怕巖屑或者重晶石顆粒‘搗亂’了，水平段下套管摩阻顯著降低。”西南項目部副經理耿勇說。

鉆井后，一些巖屑沉到井底，致使套管下不到位。西南項目部技術團隊研發了“沖砂利器”—這個名叫“液力旋轉自導式浮鞋”的鐵家伙安裝在套管最前端，在強勁的鉆井液驅動下形成旋流,持續沖松、驅散井底巖屑，解決套管下不到底難題。

既親水又親油的“洗潔精”

小井眼里有大乾坤。

固井前，必須將附著在“瘦身井”井壁和套管外壁上的鉆井液清洗干凈，水泥漿才能在環空中實現無間隙牢固膠結。

“瘦身井”氣井在鉆進中，井壁容易發生垮塌、掉塊，形成忽大忽小“糖葫蘆”狀的不規則井眼，要把藏在旮旮旯旯中的鉆井液清洗干凈，殊為不易。

“瘦身井”鉆井中使用的鉆井液分為水基鉆井液和油基鉆井液。

“對付水基鉆井液，我們依據非離子與陰離子相結合增溶的原理，在清洗劑中加入特殊的表面活性劑，研發出強滲透、高溶解、易分散的水基沖洗液。這款高效水基沖洗液的清洗效率高于92%。”固井公司技術專家任文亮說。

針對吸附性極強的油基鉆井液，技術人員也有‘殺手锏’—他們加入不同性能的清洗劑，研發出高效驅油沖洗液。這款沖洗液可強行破乳，有效地剝離藏在“瘦身井”井壁角角落落和附著套管外壁上的油基鉆井液，清洗效率高達95%以上，比之前的常規沖洗液提高12%。

“為確保對油基鉆井液的沖洗效果，我們現場調取井隊使用的油基鉆井液，在化驗室做不同沖洗劑和不同加量下的沖洗效果評價，優選最合適的沖洗劑和添加劑配比。然后，固井工程師在‘瘦身井’井場精心配制沖洗液，確保對每口井的油基鉆井液都能實現高效沖洗。”西南項目部化驗室主任王玲介紹道。

耐壓拉更滑溜的水泥漿

下好套管，洗凈井筒中的鉆井液，固井施工的“主角”—水泥漿閃亮登場!

“瘦身井”三開水平段最長的超過2700 米，環空中卻僅能塞下一根指頭，要保證在如此狹小的環空實現水泥石長效密封，難度很大。”西南項目部副主任工程師付永強說。

“瘦身井”固井施工中，水泥漿在環空中的流動摩阻比常規井增大許多。水泥漿流變性不達標，便會流動不暢，“賴”在套管或環空下部，難以到達設計位置。一味提高施工排量會增高泵壓，不僅會增大安全風險，還會憋漏地層，造成水泥漿漏失，甚至導致井壁垮塌。另外，水泥漿凝結成水泥環后，還要經受不規律高壓壓裂。一旦水泥環發生脆裂，井筒中就會發生“氣竄”。

為提高水泥環的彈韌性和抗壓拉強度，技術團隊在水泥漿中加入增強劑、彈性劑、增韌劑等復合增韌材料。這些材料加入后，漿體自然變稠，流動性變弱，摩阻增大，致使水泥車泵壓大幅升高。

“為攻克這一難題，我們經過充分討論和論證，在水泥漿中加入流型調節劑、減阻劑、分散性聚合物類緩凝劑等材料，有效地增強水泥漿的流動性，形成適合低摩阻防竄彈韌水泥漿體系。該體系在焦頁6-11HF、焦頁6-S6HF 等‘瘦身井’井三開水平段井應用中，摩阻大幅下降，泵壓降低10 兆帕。”郭子文說。