江汉油田老区特殊复杂井固井工艺改进与实践

2018-07-16周福新

石油天然气学报 2018年3期

周福新，李簏，刘瑶

中石化江汉石油工程公司钻井一公司，湖北潜江

1.引言

江汉油田属于老油田，经过多年的压裂、开采、回注，压力系统早已紊乱，特别是王场老油区，钻井过程中常常钻遇局部高压溢流地层、恶性井漏地层等，给钻井施工造成非常大的困难，使得完井固井工作难度更大[1][2]。为了改进江汉油田老区复杂井固井工艺，以王新32斜-7井为例，提出老区复杂井固井工艺改进与措施，并进行现场施工实践。

2.王新32斜-7井概况

王新32斜-7井位于湖北省潜江市前进一队，设计井深1420 m，实际完钻井深1500 m，固井要求水泥浆返高500 m。钻井液密度为1.02～1.20 g/cm3，漏斗黏度为30～60 s，含砂率为0.5%，pH值为8～9。钻井施工井身结构见表1。

Table 1.The wellbore structures表1.井身结构

王新32斜-7井属于王场区块的老区调整井，经过多年的注水、采油和其他增产措施后，井下地层油、水层系间原本不稳定的压力系统更加紊乱。该井钻进过程中，上部井段多次发生井漏，经过多次堵漏，漏速减小；钻进至1232 m发生失返性井漏，经过多次堵漏，毫无效果，共计漏失泥浆715.7 m3。由于井漏无岩屑返出，表现为较大裂缝漏失、承压能力极低，判断为可能与邻近采油井窜通。使用盐水抢钻至1500 m完井，整个过程井口无返出，完井后继续使用水泥浆堵漏，无效果。

3.固井施工技术难点分析

王新32斜-7井钻井过程中出现的复杂情况主要表现在以下几个方面：①该井1232 m发生失返性井漏后，后期都是盐水抢钻完井，主要封固油层都在漏层以下，要求返高至 500 m，从技术上难以到达，因此影响到固井质量。②该井油层段以上发生失返性井漏，固井、候凝过程中，下部的地层流体(油、水等)都可能窜入井内对水泥浆造成污染，影响油层段的固井质量。③该井由于使用盐水泥浆抢钻完井，上部井段一直处于空井状态，裸眼井段可能处于失稳状态，完井工作必须尽快进行，否则，井下可能存在固井安全风险。④该井存在漏失情况，固井顶替时可能影响顶替排量，降低顶替效率。

4.固井技术改进措施与施工设计

4.1.固井技术改进措施

由于该井钻井及完井过程中存在的特殊复杂情况，要保证该井固井质量需要制定针对性的特殊工艺措施，确保固井质量[3][4][5][6]。针对该井具体情况，提出以下几项技术措施：①通井后要求井队将泥浆罐掏干净并保证下完套管后能正常开泵循环，准备充足的盐水泥浆，保证完井电测、下套管、固井施工过程井口环空定时定量灌入泥浆，平衡地层压力和稳定井壁。②采用正注反挤水泥浆固井方案，确定准确漏层深度，计算准确正注水泥量和返灌水泥量，以及后置清水平衡液的压力。③现场按照水泥浆返至漏失点计算管内外压力，要求设计管内浆柱压力小于管外浆柱压力。④正注水泥浆使用常规密度(1.90 g/cm3)堵漏水泥浆体系，要求具备一定封堵能力。控制水泥浆密度、失水量及注替排量，采用大排量注浆、替浆，确保水泥返高以及下部油层段固井质量。⑤返灌水泥浆采用常规密度水泥浆体系，关闭环空进行反循环固井，对漏失井段进行双覆盖封固，确保固井质量。⑥优选正注水泥浆前置液体系及用量，提高冲洗效果及压稳地层稳定井壁。

4.2.固井施工设计

1) 设计正注水泥浆封固漏层以上200 m。固井过程中兼顾防漏，顶替量为17.80 m3。

2) 关闭环空进行反循环固井，要求水泥浆量封固至漏层以下200 m。

3) 固井施工采用水泥车注、替，正注水泥浆及顶替排量设计为 0.8～1.2 m3/min；返灌水泥浆及顶替排量设计为1.2～0.5 m3/min，后期水泥达到漏失井段，控制排量，降低漏失激动压力，保证水泥返高。

4) 设计正注水泥浆前置液为10 m3，采用大排量清洗井壁，去除井壁的泥饼。

5) 在固井施工前取现场水泥样、水样，进行水泥浆试验及污染性试验。试验条件为45℃ × 20 MPa ×20 min，设计水泥浆稠化时间为168 min，稠化曲线如图1所示，24 h抗压强度为14 MPa，API失水量为48 mL。

Figure 1.The curve of slurry thickening图1.水泥浆稠化曲线

5.施工实践

5.1.固井施工概况

1) 正注固井施工。①通水试压10 MPa；②注入前置液10 m3，排量1 m3/min，施工压力1 MPa；③现场实际注入水泥浆18.5 m3，密度为1.88～1.90 g/cm3，排量1.2 m3/min，施工压力1～2 MPa；④冲洗管线，使用1 m3清水压胶塞；⑤使用单车替浆17 m3，排量1.2～0.6 m3/min，施工压力2～5 MPa；⑥使用0.40 m3单车碰压，排量0.4 m3/min，施工压力5～7 MPa；⑦碰压完检查回流水，回流水憋压后无压降且断流。正注水泥浆固井施工完毕。

2) 候凝期间环空吊灌泥浆。①候凝期间小批量环空吊灌密度为1.25～1.30 g/cm3泥浆，维持井下压力及井壁稳定；②候凝2 h后开始返挤固井施工作业。

3) 返灌固井施工。①关闭环空，水泥车使用清水试挤，压力为0.1～0.2 MPa；②返挤冲洗液3 m3，水泥浆30 m3，排量1.2～0.4 m3/min，施工压力20 MPa；③水泥车替清水3 m3；④候凝36 h测声幅。

5.2.固井质量检测

固井声幅测井质量报告：0～500 m固井质量较差；500～880 m固井质量合格；880～950 m固井质量合格、良好各50%；950～1050 m固井质量良好；1050～1300 m固井质量优良。可见油层段的固井质量达到了良好和优良，油层段实现了良好的封固，有利于后期的油层分层开采。特别是该井钻进至1232 m曾发生过失返性井漏，判断该处裂缝较为发育。经过固井施工，在1210～1230 m井段测井声幅值仅仅略有增大(CBL幅值小于15%)。充分说明正注段和反挤段进行了成功对接，该段的固井质量得到有效保障。