大斜度井、水平井回填侧钻水泥塞

肖扬 赵东辉 田军政

摘 要：大斜度井、水平井注回填侧钻水泥塞时，有两点特别值得关注：①井斜较大，水平段较长，钻具紧贴井眼低边，井内流体沿井眼高边上返，钻井液的井眼清洁能力有限，使部分岩屑始终留在井眼低边，因此，注水泥塞时水泥浆沿井眼和钻杆环空上返时，容易被污染和造成很长的混浆段，从而凝固的水泥塞胶结强度较低，无法满足侧钻要求。②由于施工时井眼内压差大，钻具与井壁之间摩擦阻力大等原因，极易造成压差卡钻（泥饼粘附卡钻）。根据LD32-2某大斜度井回填侧钻水泥塞施工经验，在施工时通过处理好钻井液，优化施工方案和水泥浆配方，活动钻具，强扭矩解卡和各工序紧密配合等技术措施，可减少或避免上述两种风险，提高施工质量。

关键词：大斜度井；水平井；回填侧钻水泥塞；胶结强度；压差卡钻

中图分类号： TU23.5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-181-2

0 引言

LD32-2大斜度井位于渤海东部低凸起北端，四周被渤中、渤东、辽中生油凹陷环绕，是渤海最有利的油气富集区之一，具有良好的油气富集成藏的石油地质条件。该井属于领眼井，目的是为了钻遇上部油层内部泥岩隔夹层，调整优化油藏开发方案。定向井数据为：第一造斜点211m，造斜段长840m，稳斜角64.63°，终点方位71.95°稳斜段长720m；第二造斜点1771m，造斜终点1885m，造斜段长114m，终点井斜角77.24°终点方位61.98°

LD32-2-A22HP1井实际井身结构是：20"隔水导管下深106m。?444.5mm钻头一开钻至井深427m，下入?339.7mm表层套管425.64m。?311.15mm钻头二开钻至井深2495m后，根据甲方要求，对原井眼进行回填侧钻。

1 在大斜度井段打水泥塞过程中遇到的问题

按照钻井设计，钻穿所有生产层，测井分析油藏数据后，打水泥塞回填至1900m进行侧钻，回填段为1900m～2495m，侧钻点为1900m。

1.1 第一次打回填侧钻水泥塞过程

1.1.1 第一个水泥塞回填段为2490m～2230m，水泥塞段长260m

①下光钻杆到井深2490m，循环调整泥浆性能；②固井泵通水试压2000PSI；③泵注冲洗液10.34m3 ；④泵注隔离混合水0.8m3；⑤泵注水泥浆28.27m3；⑥泵注尾水1.59m3；⑦顶替泥浆17.5m3；⑧起钻至2170m，循环出多余水泥浆。

1.1.2 第二个水泥塞回填段为2150m～1880m，水泥塞段长270m

①下光钻杆至井深2150m，循环调整泥浆性能；②固井泵通水试压2000PSI；③泵注冲洗液10.34m3；④泵注隔离混合水0.8m3；⑤泵注水泥浆28.74m3；⑥泵注尾水1.59m3；⑦顶替泥浆14.35m3；⑧起钻至1840m，循环出多余水泥浆。

在施工过程中，采取不间断上下活动钻具，泵注冲洗液时上提最大悬重80吨，但是在顶替泥浆时上提最大悬重为100吨。

1.1.3 原因分析

①水泥浆密度远大于钻井液密度，打水泥塞结束后井眼液柱压力远大于地层压力，与地层形成较大的压差，这是造成压差卡钻的首要原因。

②在大斜度井、水平井中，下部井段的钻具在井内处于井眼的低边，钻具与井眼之间的摩擦阻力比直井较大，井筒泥浆液柱压力较大，形成的压差越大，钻具就越贴紧井壁，起钻摩擦阻力就越大，这是造成压差卡钻的又一个原因。

③打水泥塞结束后，由于井内钻具有一段静止时间，钻具一旦静止，环绕在钻具四周的压力失去平衡，早已形成的压差就作用在钻具上，滤饼和钻具产生弥合形成很大的摩擦阻力；而且，根据水泥浆的特性，水泥浆从流动到静止状态，其剪切应力迅速增大，也增大了钻具与水泥浆的摩擦阻力。造成起钻困难，如不及时克服则形成压差卡钻。

④水泥浆的失水比钻井液大，尤其在砂岩地层、高压条件下失水就更大，水泥颗粒之间容易搭桥形成网状结构，增大起钻的摩阻。

1.1.4 解决方案

①水泥浆在环空中上返时，从打水泥塞开始上下活动钻具3～5m、至到顶替钻井液结束，可防止因钻具在井内静止时间过长引起的粘附卡钻，也可提高水平井段水泥塞的质量。②同时，在条件许可的情况下抓紧各工序之间的配合，加快起钻速度，缩短钻具在井内的静止时间，可减少因压差卡钻的风险。③可在水泥中适当加入漂珠等减阻材料，减小钻具与地层之间的摩擦阻力，适当降低水泥浆密度。④如果需要打水泥塞回填的井段较长，根据现场起钻速度，合理确定水泥塞段长，以减小施工风险。

下钻至1880m（设计水泥塞顶），未探到水泥塞面，继续下钻到1900m（设计侧钻点），现场判断水泥胶结强度不够，汇报陆地，决定继续候凝，候凝7小时后，下钻探塞至1922m，滑动控时钻进至1960m，因水泥石胶结强度不够，侧钻失败。

1.1.5 失败原因分析

①前置液在井眼内段长仅有105m（裸眼附加40%），没有将钻井液和水泥浆有效隔离开，导致水泥浆在井眼与钻杆环空上返时混浆太多，造成水泥塞无法起强度。

② 侧钻点在1900m，设计侧钻点以上水泥塞段长仅有50m，最后探塞时，探到塞顶为1950m左右，而且水泥胶结强度较差。

1.2 第二次打回填侧钻水泥塞过程

1.2.1 第一个水泥塞回填段为1960m～1660m，水泥塞段长300m

①下光钻杆到井深1960m，循环调整泥浆性能；②泵注隔离液25m3；③固井泵通水试压2000PSI；④泵注冲洗液17.07m3；⑤泵注隔离混合水0.8m3；⑥泵注水泥浆34.22m3；⑦泵注尾水1.59m3；⑧顶替泥浆12.37m3；⑨起钻至1460m，循环出多余水泥浆。

下钻探水泥塞面至1608m，侧钻钻进至1635m，振动筛处返出较多泥岩岩屑及少量水泥碎屑，通过造斜数据判断侧钻成功。

1.2.2 成功原因分析

①优化水泥塞施工方案，使前置液在井眼内段长达到402m（裸眼附加40%），将钻井液和水泥浆隔离开，有效的阻止了水泥浆在井眼与钻杆环空上返时的混浆，提高了水泥浆对泥浆的驱替效率，最终水泥塞强度较好，满足侧钻要求。②侧钻点在1760m，设计侧钻点以上水泥塞段长100m，确保侧钻点处是纯水泥浆，水泥石有较好的胶结强度。最后探塞时，探到塞顶为1608m右，而且水泥胶结强度较好，满足侧钻要求。

2 总结

对于大斜度井、水平井、大位移井来说，由于井斜较大，水平段较长，钻具紧贴井眼低边，井内流体沿井眼高边上返，泥浆的井眼清洁效率有限，使部分岩屑始终留在井眼低边。在这种情况下，水泥浆沿井眼和钻杆环空上返时，容易被污染和造成很长的混浆段，因此，为了减少混浆段，使水泥浆有良好的胶结强度，以满足侧钻施工要求，具体注意事项如下：

①前置液在井眼内段长至少400m，其中隔离液和冲洗液各200m，将钻井液和水泥浆进行有效隔离，以减少混浆段。②侧钻水泥塞设计段长高出侧钻点以上至少100m，尽量将混浆段留在侧钻点以上，确保侧钻点附近是水泥浆，并有较好的胶结强度，以满足侧钻施工要求。③连续水泥塞作业时，应保证第1个水泥塞清洗结束后，上起钻具至少30m，才能进行第2个水泥塞作业。

参 考 文 献

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