留70区块固井技术研究

王福昌 郗浩天 王啸 张英 杨宇

摘要：留70区块油气埋藏深度深，油层段长，地层压力系统复杂，低压层漏失严重，高压层油气水侵严重，井身质量差，固井质量不易保证。针对地层特点、固井质量影响因素，通过冲洗隔离液、水泥浆体系及固井工艺配套技术研究，较好的解决了困扰留70区块固井质量的诸多瓶颈难题，固井质量得到了有效保证。

关键词：上漏下侵;防漏;防窜;增强剂;管外封隔器

1 留70区块固井难点

留70区块固井难点：①地层压力系统复杂，3400m以上井段地层压力系数低，钻井及固井期间漏失严重，3400m以下井段地层压力系数高，油气活跃，压稳难度大，油气水侵严重;②油气埋藏深度深，层位多、油层段长，存在严重的上漏下侵等复杂情况;③钻井周期长，工程事故多，井身质量差，顶替效率低;④钻井液性能差，界面胶结强度低，难以满足后续压裂增产作业需要;⑤井下情况复杂，易发生环空憋堵等固井工程事故。

2 高效隔离冲洗液研究

通过对隔离剂、冲洗剂的优选，得到良好的冲洗隔离液配方，进行冲洗效果评价，考察冲洗隔离液与钻井液、水泥浆的相容性，以及对水泥浆稠化时间、水泥石抗压强度的影响[1]。

3 水泥浆体系研究

根据留70区块地层特点，优化出1.85-1.90g/cm3的低失水微膨胀高强度防窜防漏水泥浆体系，根据紧密堆积理论优化固相颗粒级配，提高水泥浆稳定性，提高水泥石强度及韧性，在水泥浆中加入能够防止水泥石收缩产生微间隙及窜流通道的膨胀剂及增强剂，提升水泥环胶结强度防止油气水窜，加入纤维或橡胶颗粒堵漏剂，防止漏失，确保固井质量[2]。

在水泥浆体系中稳定性尤为重要，通过不断研究，利用颗粒级配原理，选择对水泥浆稳定性影响小，对强度发展影响小的降失水剂[5]，保证水泥浆的沉降稳定性，提高水泥石强度，均化孔隙避免有害大孔隙出现，从而降低水泥石渗透率，提高抗压强度[3]。

在水泥浆中加入增强剂，主要是提高水泥石的强度及韧性，提高水泥浆防窜能力，实验表明，随着增强剂加量的增加，水泥石强度增强，当加量达到3.0%时，继续增加加量水泥石强度增加不明显。

4 固井工艺配套技术研究

①井眼准备，加强通井工作，带扶正器通井，确保井眼畅通;调整好钻井液性能，使粘度切力在确保井壁稳定的前提下调整至最低值;②清洁井眼，通井及下完套管循环正常后，采用含0.1%长短纤维粘度120s的稠浆携砂20m3，清除井底及大肚子井段沉砂，降低固井施工时发生憋堵的概率;③通过模拟软件合理设计扶正器及旋流发生器，确保套管居中度，改变顶替流态，提高顶替效率;④注隔离液前先注入10-15m3密度1.55g/cm3的加重钻井液，在高压层顶部使用套管管外封隔器，以防固井施工中及水泥浆侯凝失重时发生油气水窜;⑤采用平衡压力固井技术及防窜防漏水泥浆体系，控制顶替排量，严防井下漏失。

5 现场应用

5.1留70-120x井基本数据

留70-120x完钻井深4375m，139.7mm套管下深4364m m，井底温度118℃，最大井径270.1mm，最大井径扩大率25.52%，设计返高2000m，实际返高1788m，封固段长2576m，施工最高压力23MPa，封隔器位置3397-3400m。

5.2水泥浆体系

5.2.1水泥浆配方

根据室内研究结果，结合留70-120x井的实钻情况和施工要求，确定水泥配方为：

首浆：D级水泥+降失水剂+减阻剂+堵漏剂+缓凝剂+消泡剂（实注水泥浆20m3）

中浆：G级水泥+降失水剂+减阻剂+堵漏剂+增强剂+缓凝剂+膨胀剂+消泡剂（实注水泥浆18m3）

尾桨：G级水泥+降失水剂+减阻剂+堵漏剂+增强剂+膨胀剂+消泡剂（实注水泥浆17m3）

5.2.2水泥浆性能

5.3固井质量

留70-120x井经CBL和VDL测井，固井质量合格率100%，优质率96.8%。

6 结论

1.高效隔离冲洗液及低失水微膨胀高强度防窜防漏水泥浆体系对留70区块固井质量的提升起到了至关重要的作用，增强剂能够显著改善水泥石的力学特性，提高水泥石的防窜性能及抗冲击破碎能力。

2.留70区块单独采用环空压加重钻井液或单独使用管外封隔器固井工艺均不能获得好的固井质量，环空压加重鉆井液与管外封隔器同时使用可获得优良的固井质量，显著提高固井质量优质率。

3.固井前采用稠浆携砂，有效清洁井底及大肚子井段沉砂，可有效预防环空憋堵，避免“灌香肠”事故发生。

参考文献：

[1] 马勇，郭小阳，姚坤全等.钻井液与水泥浆化学不兼容原因初探[J].钻井液与完井液，2010，27（6）：46-48.

Ma Yong，Guo Xiaoyang，Yao Kunquan et al.Preliminary study on the chemical incompatibility between drilling fluid and cement slurry [J].Drilling fluid and completion fluid，2010，27（6）：46-48.

[2] 步玉环.油气固井纤维水泥浆性能研究[J].石油钻探技术，.2005，27（2），25-27。

Buyuhuan.Performance study of fiber cement slurry for oil and gas cementing[J].Petroleum drilling technology，.2005，27（2），25-27.

[3] 张弛，陈小旭，李长坤等 抗高温硅酸盐水泥浆体系研究[J].钻井液与完井液，2017.5：63-65.

Study on Portland Cement Slurry System with High Temperature Resistance [J].Drilling and Completion Fluids，2017.5：63-65