提高埕海油田固井顶替效率

夏汉玲

【摘 要】 固井作业是油气井钻井工程中最重要的环节之一，其主要目的是封隔井眼内的油层、气层和水层保护油气井套管、增加油气井寿命以及提高油气产量。提高顶替效率，对于获得良好固井质量是至关重要。埕海油田固井质量优质率较低，尤其是部分大位移、水平井的油层段固井质量评价为差，影响了后期采油和措施改造，需要进行提高固井质量技术的难点及措施分析。

【摘 要】 固井；顶替效率；套管居中

埕海油田经过多年的开发，地面、地下条件日趋复杂，固井施工难度越来越大。由于油区井下地质条件的复杂，如果固井质量不好，不但给后续各项工作造成很大困难、也造成了巨大的经济损失，其主要危害包括以下几个方面：

（1）使油气水井不能正常生产或长期停产，油气产量显著下降。

（2）破坏正常的井网布置，同时在注采过程中，会产生井间干扰或层间干扰，严重影响油气采收率。

（3）造成不同层系间的油气水互窜，破坏了原来的注采方案，形成恶性循环。

（4）如果固井质量差，井就可能报废，就需再打更新井，又增加了钻井投资。

提高顶替效率提升固井质量，将有助于优化埕海油田固井方案，延长油井开采寿命，保证埕海油田的长期开发和稳产，对提高油田固井质量及经济效益，具有十分重要的意义。为保证良好的顶替效率，可采取以下技术措施：

1.提高套管居中度

合理安放扶正器使套管居中，是消除偏心环空窄间隙处滞留钻井液，提高水泥浆顶替效率的重要措施。在具备条件的前提下，尽量下入扶正器，提高套管的居中度。针对造斜井段和目的层井段，应每根套管下入一只扶正器加强套管的扶正。常规井眼套管居中度不低于67%，小间隙套管居中度不低于80%，尤其是油气层井段。

2.强化井眼准备

在大斜度、水平井中，钻井液由于重力作用，产生沉降，形成密度梯度，使钻井液中的钻屑及加重材料沉积在井眼底侧，成为岩屑床。随着井眼倾斜度的增加，固体沉积随之加剧。若不能有效消除这些固相颗粒，井眼下侧水泥浆就不能有效地与地产胶结，造成底部窜槽。要想有效的消除沉积床，使井底清洁，便于下套管和保证水泥封固质量，当井斜角大于45°以上时，应对钻井液性能做适当的调整，高屈服值和高凝胶强度科增加钻井液携带固相颗粒的能力。另外，要增大排量，达到较高流苏是清除沉积床的有效方法。返速最好能达到0.9m/s以上。

为保证套管的顺利下入到位，对井眼处理有着明确的要求，针对井径扩大率较小的地方及狗腿度较大的地方，要求采用扶正器充分进行通井和划眼，确保套管的顺利下入到位。

针对井径扩大率偏大、糖葫芦井眼和井径不规则的井眼，在进入大直径井段时，在套管串上加放旋流发生器，使流体在环空中产生一个横向流动速度，改变井眼中流体直线流动的状态，增加环空中流体的纵向活动面积，以加强对大井眼段靠近井壁处钻井液的清理效果，达到有效顶替钻井液、提高顶替效率增强水泥环的胶结质量及第二界面胶结强度的目的。

3.调整好钻井液性能

固井前适当调整钻井液性能，减少钻井液滞留，提高水泥浆的置换效率。尽量减少由于钻井液粘度、切力过高和触变性太强造成不规则环空钻井液滞留现象。并在可能的情况下，适当降低不必要的钻井液密度，一方面可以提高水泥浆的顶替效率，同时可以降低固井过程中井漏的发生。

4.用好前置液和先导浆

针对部分钻井液调整比较困难的井，可采用低粘度或较低密度的先导浆技术，以及优质的前置液，包括冲洗液和隔离液，使之在固井过程中起到隔离、悬浮、冲刷、驱替作用，以达到较高的水泥浆顶替效率，提高固井质量。

隔离液中应加入表面活性剂，清除套管表面和地层表面的油膜，以利于水泥与套管、水泥与地层胶结。隔离液中所加的化学处理剂不能同钻井液、水泥浆产生不良作用，界面流变性不能发生变化。

冲洗液具有一定的冲刷、悬浮能力，本身具有较低的紊流临界流速、较大的横向冲洗能力，能有效的改善钻井液的流变性。隔离液应具有的特性，加重隔离液性能：具有一定的密度调节范围，能方便的调节密度，与钻井液和水泥浆保持适度密度差；具有一定的触变性和良好的悬浮稳定性；流变性能易于调节，且流变性能的高温稳定性要好，以便适当提高顶替效率对流态设计的要求；

①前置液总量满足10min以上接觸时间；

②隔离液密度大于钻井液密度，小于水泥浆密度；

③建议前置液在裸眼环空中紊流临界流速为1.00m/s左右；

④隔离液具有良好的沉降稳定性，冲洗液及隔离液与水泥浆、钻井液具有良好的相溶性。

5.采用复合顶替技术

固井水泥浆的顶替模式中一般来说紊流模式是最佳顶替模式。但在易漏失复杂地层环境中，通过调整水泥浆流变参数和提高套管的居中度，实现有效层流、塞流或紊流-有效层流-塞流复合顶替模式，降低流动摩阻压力，确保窄安全压力窗口条件下的动态平衡，避免井漏引起的施工复杂和候凝中水泥柱移动造成的返高不足和界面胶结不良。

6.加强固井过程的质量管理

加强对固井全过程的监督管理，能有效地避免人为因素导致的固井事故的发生：

1.完井固井方案。由固井公司与钻井公司共同商定施工方案，包括：①隔离液类型的选择与数量设计；②导浆的数量与密度；③水泥浆稠化时间；④水泥浆失水量；⑤油层段和非油层段水泥浆密度与数量。

2.对干水泥混配过程进行监督，包括：①外加剂的品种选择是否正确；②数量是否加足；③混配是否均匀。

3.干水泥混配的抽样化验，检测内容包括：①水泥浆稠化时间；②水泥浆失水量；③水泥石抗压强度；④水泥浆流动性。

4.现场施工监控，监控固井施工过程和水泥浆密度情况，主要控制点包括：①按设计要求配制隔离液，使其性能稳定，数量充足；②高密度、低密度水泥浆的密度和数量；③替泥浆过程的排量控制，并根据压力变化调整替泥浆排量，避免固井事故发生；④碰压后要检测水泥浆倒返情况，不倒返后方可常压候凝。