青东5人工岛丛式井组固井技术研究

韩晔

摘 要：本文针对青东5人工岛二界面的固井质量及水泥返高存在比较多的问题和不足，对影响固井质量的主要因素开展了研究分析，随着研究的深入展开，逐步制定完善了该区块的固井技术措施，优选了扶正器类型和扶正器安放间距，优选了高效驱油冲洗液和隔离液，满足充分隔离及驱油的目的，通过调整钻井液的流变性能使钻井液具有较好的流变性，提高了顶替效率。

关键词：漏失； 扶正器； 钻井液 ；水泥浆； 顶替效率

（一）通过研究分析，影响固井质量的主要因素

1、井漏的影响

该区水泥浆在电测井径的基础上附加量比较大，但返出情况却差别很大。部分井有渗漏，不易发现。有明显漏失有青东5-1-斜4、青东5-1斜6、青东5-1-1、青东5-2-斜5青东5-9-斜2 青东5-6-斜8。发生井漏，环空返速降低，现场发现后采取降排量技术措施，环空返速进一步降低，影响到顶替效率，最终影响固井质量。

2、钻井液性能的影响

钻井液不仅仅是钻井工程的一个重要部分，而且也是完井工程的一个重要组成部分，与固井质量息息相关。首先好的钻井液形成的泥饼致密且泥饼很薄，因此水泥和地层的胶结就很好，二界面质量就越高，其次好的钻井液流变性好，易于驱替，水泥浆可以更好的驱替钻井液，减少了窜槽情况的发生。该区井浅，钻井周期短，钻井液投入相对低。

3、井径扩大率

井径扩大率越大，靠近井壁边缘的钻井液就越难被驱替，相应的固井质量就越差，因而要想有好的二界面质量，就必须保证井径扩大率在一个较小的范围内。这一点与钻井液性能的好坏也是息息相关的，好的钻井液性能可以很好的控制井径扩大率，另外与钻进时的钻速和钻压也有很大的关系。

4、井壁油膜

在二界面较差的8口井中，全部是定向井，目前定向井钻井过程中普遍往钻井液中参入原油用以降低摩阻，然而原油会在井壁形成一层油膜，极大的影响水泥和井壁的胶结质量。

5、水敏地层的影响，对地层有了总体认识，目前设计不一定完全符合地质状况，沙一段沙岩疏松，泥质成分高，水敏强，地层造浆虚泥饼（水敏）增厚，影响到固井质量。

6、套管居中度

在套管尺寸一定条件下，井径越大，套管居中度越小，同时井眼的弯曲程度、井径变化率情况也决定了全井套管居中程度。比较好的套管居中度，有利于水泥浆的顶替。

7、 我们使用较多的膨胀水泥浆体系膨胀后能够弥补水泥凝固期间的体积收缩，提高封固质量，但其膨胀效果跟温度、压力和时间有直接的关系，这也将影响到二界面的质量。

（二）制定固井技术措施

根据海油陆采人工岛固井经验，结合青东5人工岛实际情况，主要从落实以下几个方面的措施来提高质量：

1、管串结构设计：

为了把钻井液从井内最窄的间隙顶替走，数据表明：设计居中度至少为60%，这样既可保证顶替效率，又可在套管周围获得坚实的水泥环。控制偏心度最有效的方法就是严格按设计要求在下入套管过程中加足扶正器，在井斜度大的地方交替加足刚性扶正器和弹性扶正器。扶正器安放具体要求a、井斜角度大于45度油层井段全部采用刚性扶正器，每两根套管安放一只扶正器；b、造斜段每两根套管安放一只扶正器，刚性扶正器和双弓弹性扶正器交替安放；c、上部井段每3-4根套管安放一只双弓弹性扶正器，同时可根据井下情况适当增减。

2、井眼的准备：

井眼的前期准备很重要。在增斜井段和水平井段，岩屑的携带与消除局部不流动的泥浆，对注水泥作业极为重要。因此，在施工前只有进行大排量循环，减少下套管后的静止时间，促进固相窜槽的清除和胶凝层的破坏，从另一个方面提高了顶替效率。

3、优选隔离液配方

我们在原有隔离液的基础上，参照现场固井的要求，通过加入适当的悬浮剂、使其具有合适的密度、粘度和静切力，良好的流动性和固相颗粒悬浮性，能够较好地对冲刷天的泥饼进行携带，防止泥饼下沉堆积造成憋泵事故，也能够较好地对水泥浆和钻井液进行有效地隔离和驱替，同时也具有一定的驱油性。并且加大隔离液用量，增加隔离液对井壁的冲刷时间，减少泥饼对二界面的影响。由于青东5人工岛产层在渗透性较好的馆陶组，井壁有难以清除的泥饼，采用驱油型前置液，可以有效地冲刷、清洗井壁，从而给二界面的胶结创造良好的前提条件。

4、提高顶替效率

根据每口井井径大小计算出所能达到紊流顶替的最小排量，在保证井壁稳定的前提下施工时提高替浆排量，尽可能将钻井液从环空间隙顶替走，提高替浆效率，保证固井质量。

5、使用早强晶格膨胀水泥浆体系封固油层

由于青东5人工岛定向井居多，油藏浅、地层温度低、套管居中困难，地层水活跃等特点，常规水泥浆在候凝过程中都要存在一定比例的体积收缩，容易造成水泥石与地层无法形成致密胶结，形成水窜。通过优选水泥浆体系，最终确定在青东5人工岛使用早强晶格水泥浆体系。通过所做的实验可得出该体系的优点：水泥浆失水低、早期强度增长快、稠化时间短，可膨胀。

6、胶乳水泥浆体系流变性能良好，能够提高对钻井液的顶替效率，防止窜槽；低失水、堵塞孔隙，减小水泥石收缩；零游离液，减少沉降产生的微孔隙；胶乳成膜成网，增强水泥石韧性，阻止微裂缝形成；增强两界面胶结强度，防止界面窜流的特点。同时胶乳体系适应性强，易于其它外加剂构成耐温抗盐的防窜体系。尾浆密度控制在1.90-1.95 g/cm3以上，根据现场流动性密度尽量打高，封固主力油层段，稠化时间控制90-120min，失水控制在50ml以内，数量大约20方。在青东应用两口井，固井质量比较理想。

7、首次应用超低粉煤灰水泥浆体系。为满足青东5人工岛固井需要，把1.55-1.65g/cm3的粉煤灰体系密度降为1.40-1.45g/cm3，为保证体系的浆体稳定性，在体系中加入了低密度体系悬浮剂。此外，该水泥浆体系外加剂均为无氯型，避免了氯离子对套管的腐蚀。该水泥浆体系在配浆时浆体分散性好，温度达到40℃时，在此温度下养护30min左右，该浆体产生初步促变，稠度达到15～25Bc，从而形成稳定的粘滞浆体，继续养护一定时间后，早强剂发挥作用，使浆体在150～280min的过渡时间内凝固，强度开始增长。

8、最后5口井下部应用增韧微膨胀水泥浆。该体系不仅具有很强堵漏特性，并且水泥石抗裂性强、抗渗性强。抗冲击韧性、抗折强度是衡量材料塑性的量度，随两者的提高，水泥石韧性越好，能够承受更大的冲击。

取得的主要成果：

1、对青东5地层特点有了更清楚的了解；

2、固井质量得到大幅度提高，固井合格率100%，固井二界面合格率70%；

3、形成海油陆采从式井组配套固井施工技术。

4、首次研究应用超低密度粉煤灰水泥浆体系。