如何提高套管开窗侧钻井的固井质量

付林+王媛媛

摘 要：在油田开发中套管开窗侧钻是常用的技术措施，其主要作用为恢复油井生产，提高油井的利用率。与此同时其还可节约钻井费用和地面建设费用，加强对套管开窗侧钻井固井质量的研究，以达到提高油气开发效果、延长油井的使用寿命及降低成本的目的。

关键词：套管开窗侧钻；固井质量；开窗侧钻技术

引言：套管开窗侧钻是开采地下原油的一项技术措施。它是油田开发到中后期节约开采成本、提高原油采收率的重要技术手段，具有重要的经济意义和战略地位。因此，对如何提高套管开窗侧钻井的固井质量的研究势在必行。

1.套管开窗侧钻井的固井难点

固井工程是一个系统工程，在施工中环空间隙的变化直接关系到固井的设计和施工，严重影响固井质量。影响固井质量的因素是多方面的，就如套管在井筒内的居中程度等都是重要的影响因素。

1.1水泥环质量难以保证

目前的井身结构中，水泥环的实际厚度与理论上并不相符，有一定的扩大率，但往往也存在井眼缩径。再考虑泥饼和井眼不规则的影响，水泥环的有效厚度将更薄。这样薄的水泥环的胶结强度很低，封隔效果就更差，且很难有界面之分，一旦出现问题其危害程度就更大。这样的水泥环很难在以后的生产作业中满足射孔、测试、生产及产层改造的要求。

1.2尾管不容易下入

由于套管在环空间隙小的井眼中下入，井壁的摩阻及粘附作用很大，因此加大了套管的下入难度。一旦遇到地层缩径及井眼不规则等情况尾管下入就更加困难，严重时可导致悬挂器故障从而套管下入失败。

1.3尾管固井压力高

在实际操作中，由于环空间隙小而产生憋堵现象，进而过流面积变小，同时受地层缩径和悬挂器坐封的作用，过流面积就会更小。从而引起高流阻、高泵压现象，而影响固井施工质量。在固井时很容易发生憋堵，造成憋高压事故。

1.4水泥浆失重的影响

水泥浆具有的失重特性在不同环空间隙条件下有着不同的影响。经实验表明：小间隙的先期失重速率较一般间隙和大间隙的失重速率要快。在渗透性大的地层，水泥浆由于小间隙条件下的高泵压环境，极易因大量失水产生“桥堵”失重，因而对固井施工和候凝带来不利影响。

1.5套管居中度难以保证，严重影响顶替效率

在确保固井质量中，套管居中是基本且重要的条件。由于套管居中度偏差大，顶替效率降低导致固井的质量受到影响。对于小间隙固井，套管居中的要求更严格，最好能在80%以上。但是，由于技术原因一般结构的套管扶正器不能得到使用，短节式套管扶正器因其价格原因也不被认可。未被扶正的管串更不能应用。固井的顶替效率极低，无法保证固井的质量。

2.提高侧钻井主要固井技术工艺的措施

2.1调整现行井身结构，扩大环空间隙

采取综合措施，调整现行井身结构，努力扩大环空间隙，尽可能降低小间隙这个瓶颈因素对固井的严重影响。首先，就是要實施用咖118mm偏心钻头扩眼。其次就是改变套管的规格、品种。进而使环空间隙扩大，有利于套管扶正器的下入，同时缓解了施工的压力，降低了套管下入失败的风险。对于原井身的结构，其不但扩大了水泥环厚度、提高胶结强度，而且使套管居中度及顶替效率都有所提高，因此固井的质量也有了保障。

2.2使用扶正器。不断提高套管居中度

为了可靠地使用扶正器，安全顺利地下入管串，最大程度地保证套管居中度，就需要认真地做好套管的居中设计和扶正器的选型。扶正器的安放位置和使用数量要依据井斜、方位数据用设计软件确定，设计的原则还要兼顾地层和流动阻力的因素，力求以最少的扶正器获得最好的使用效果。

2.3优化化水泥浆体系，保证水泥浆性能

水泥浆性能对固井质量有重要的影响。要对水泥浆的失水、析水和体系稳定性要着重关注。要选用质量较好、性能稳定的降失水剂、分散剂和调凝剂，以及在水泥中加入微硅、增强剂等固体颗粒材料，来确保水泥浆体系稳定性。可以加入膨胀材料来提高界面胶结质。还可以复合使用一些纤维材料改善水泥石的微观结构来提高它的抗破坏能力。合理的采用MTC固井技术，其不但具有综合的优良性能而且对井眼净化和顶替效率的要求较为宽松。并且其配浆液中含有钻井液成分，对井筒内的泥饼及残存钻井液有一定的固化作用。极大地提高小间隙固井质量。

2.4设法稳定井眼，做到平衡压力固井

由于油田受长期开发采注的影响，产层、地层常常会有压力亏空增高，地层连通性好等现象。这样就容易引起井下的漏失、上窜、甚至溢流，对固井的危害相当大。因此，要高度重视并做好管理协调、技术保证、精细施工等方面的工作，确保井眼的稳定。针对漏失现象，要先堵漏，并且堵漏效果要满足固井需要，然后在进行固井。在需要时可对固井设计方案进行优化调理，来帮助压稳。固井设计必须根据现场的实际情况，运用流变学设计方法和先进的设计软件来缓解固井施工中压力的平衡。

3.侧钻井固井设计施工的其他要点

3.1钻井液性能调整

对于套管下入和循环顶替，钻井液性能调整有着重要作用，尤其是小间隙尾管固井更加突出，其调整必须以井下安全为前提，使粘切和触变性尽量的降低，进而提高流变性能。针对小间隙尾管固井，可单独调整钻井液在固井前注入井内，在得到充分循环后再实施固井作业。

3.2前置液的使用

在套管侧钻井固井中，冲洗液单独使用是不可取的，以稀水泥浆为隔离液也存在一定的负作用和风险。然而前置液的使用就避免了以上缺点，其所采用的隔离液具有分散减轻以及悬浮携带的作用，会使冲洗作用和隔离效果有效的增强。所以在小间隙尾管固井中对前置液的合理使用有着重要的意义。

3.3泥浆计算及密度控制

在固井中水泥附加量不宜过大，并且井径曲线要严格校核、取值计算要精确。施工环节中要按设计打好密度，来确保施工现场水泥浆和室内实验的性能一致。因小间隙尾管井所用的水泥浆数量较小，充填较长的井段则需要很少的水泥浆就可以完成。并且施工中对水泥浆密度没有调节的机会。所以，在固井时注水泥设备要保持正常运转，并运用二次批量混配技术，已使入井的水泥浆能够达到设计的要求。

3.4排量选择

注替排量的选择在小间隙尾管固井中是比较困难的，要依据实际情况来选择排量的大小。在大井眼固井环空流阻压耗大部分在套管内，而小间隙尾管固井时环空流阻压耗所占的比例却大幅度增加，所以我们要结合固井现场的实际条件合理地选择注替排量，预防环空漏失或憋堵现象发生。

3.5替计量

涡轮流量仪在固井是比较常用，其计量的精度有一定排量要求，小间隙尾管固井的注替排量很小，为避免计量误差影响固井施工，可以采取仪器、水泥车、和计量罐相结合的计量方式。

3.6空憋压

根据小间隙井眼的失重规律，清洗完水泥浆后不停泵、不起钻，继续循环至稠化时间。在循环的过程中，可以上下活动钻具，也可以逐步加大循环排量提高泵压，减小失重危害。

结语：为了提高套管开窗侧钻井固井质量，必须采取系统的方法，并解决一般的技术要求及克服小间隙尾管固井这一主要矛盾带来的不利影响。通过改变井身结构、扩大环空间隙、合理使用扶正器、提高套管居中度来提高开窗侧钻井固井质量。同时注重提高钻井液流变性和前置液使用效果，优化水泥浆性能，平衡压力固井等有效的方法和途径。并且组织、精心设计、精心施工、提高设计符合率，来提高开窗侧钻井固井质量。

参考文献：

[1]杨智；影响固井水泥石韧性强度的因素研究[D]；成都理工大学；2011

[2]万兆；钻井套管失效机理分析及可靠度设计方法研究[D]；武汉理工大学；2007年