水平井固井技术在塔河油田中的应用

2015-03-23曾夏茂西南石油工程有限公司固井分公司四川德阳618000

化工管理 2015年3期

关键词：塔河固井水泥浆

曾夏茂（西南石油工程有限公司固井分公司，四川德阳618000）

水平井固井技术在塔河油田中的应用

曾夏茂（西南石油工程有限公司固井分公司，四川德阳618000）

在水平井固定技术的应用中，套管下入难、水泥浆性能及泥浆含原油等都是影响固井质量的关键因素。笔者通过技术研究，应用表面活性冲洗剂及扶正器等措施改善了水泥浆体系，并提升了固井质量。

塔河油田；水平井；套管；固井技术

固井技术是一种十分重要的水平井钻井技术，不仅对水平井的推广及应用影响深远，且关系着固井质量与后期开采成果。

一、水平固井的难点

1.套管下入难、居中低

在井眼轨迹改变与套管自重及拉力共同作用的情况下，套管经过造斜井段时极易碰触井壁，从而导致套管紧贴井壁或偏离中心，加大了下入摩阻力，最终出现下套管阻卡情况，对固井质量影响较大。经现场研究发现，当套管居中度超过67%时，对固定质量的提升十分有益。

2.钻井液混油影响水泥石胶结

鉴于水平井轨迹较为特殊，为了确保井壁稳定、泥浆润滑，减少管柱、钻具等与井壁间的摩阻力，于钻井液中倒入了10%左右的原油，混入原油后井套管壁、井壁泥饼同时有大量油膜生成，严重影响了水泥石胶结性能与强度。

3.水泥浆性能影响固井效果

在水平井的水平段与造斜段，由于运移呈横向性或斜向性，井眼高边极易汇聚大量的自由水并形成水带，导致胶凝无效或强度不足，最终产生油气窜流通道。为了提升固井质量，必须确保浆体稳定，使泥浆析水量降至最低。

4.固相沉积与岩屑床

钻井时通常会出现各种不规则井眼，如椭圆形、键槽等，不仅扩大了井径，且极易生成死泥浆与岩屑床，导致钻井中无法有效携带岩屑，最终使水平段沉积了大量的固相颗粒、岩屑。

二、水平井固井技术

1.水泥浆性能要求

（1）三凝水泥浆技术。为避免水平井出现气窜现象，油气层封固良好，我们提出并实施了三凝水泥浆技术。在设计水泥浆柱结构时，当结合油气显示层段进行设计，目的层及以上的200m左右区域采用尾浆封固，剩余裸眼段采用中间浆封固，重叠段采用领浆封固。（2）稳定性。通常采用沉降稳定性与自由液含量两大指标来评估水泥浆的稳定性。笔者通过技术研究发现，于45。倾角下，当水平段水泥浆与斜井段水泥浆内无自由液，且上下密度差低于0.03g/cm3时，可有效提升水平井固井质量；在沉降稳定性良好的情况下，可有效避免微环隙、水带生成。（3）流变性。在注水泥施工过程中，为改善水泥浆的流变性能，通常采用降低水泥浆胶凝强度与屈服值两大方法，以提升顶替效率。为了确保水泥浆稳定性能与水平井水泥浆设计标准相符合，应使水泥浆屈服值略高于钻井液屈服值。（4）低失虑性。塔河油田的储层物理性质较好，水泥浆接触地层后极易向地层滤失，从而使水泥石胶结强度受到影响。基于此，必须确保水泥浆的滤失量低于50mL。

2.顶替效率

（1）确保套管居中。套管居中是确保固井质量的基础要素。为了防止因套管偏斜而降低固井质量，可通过加强对钻井眼轨迹的控制或于套管管柱上安装扶正器来确保套管居中。（2）加强对复合前置液的应用。通常将原油加入水平井后，其水平段、造斜段的井壁及套管壁会生成大量油膜。为了消除油膜，应采用与水泥浆相容性好、可提升泥饼致密性与润湿反转性能好的高效隔离液。同时需要注意的是，采用复合前置液技术（冲洗液+隔离液+冲洗液）可有效促进尾管固井质量的提升。（3）改善钻井液性能。为了避免套管不到位或套管中途出现井漏现象，必须对钻井液性能进行调整。笔者借鉴成功的固井案例，对钻井时泥浆性能（泥浆屈服值、泥浆密度及泥浆粘度等）做了调整，稀释泥浆，降低了泥浆的静切力及密度，从而使泥浆达到了实现顶替的最佳条件。

3.套管漂浮和抬头

（1）套管漂浮技术。在施工现场，利用密度为1.00g/cm3的配浆水充当充填液，对水平段、造斜段进行填充。（2）抬头技术。于浮鞋后安装1根加有2个限位扶正器的短套管，在提升了套管居中度的同时，也使得套管安全下入。

三、现场施工

（1）施工流程。依次为：注入泥浆（不混油高粘高切）20m3；采用固井管线测试通水效果，试压为15MPa；分别注入8m3的隔离液与冲洗液；注入尾浆、领浆，使水泥浆密度达到1.90g/cm3；顶胶塞2.0m3，井队大泵替浆；放回水，卸水泥头，上提5柱钻具，将多余水泥浆冲洗干净；起出钻具，关井候凝48h。（2）施工结果。候凝48h后，试压测声幅，得知试压合格，塔河油田全井水平段封固良好。