水平井固井技术设计探讨

姜海涛

【摘要】水平井林7-更平16井属热采生产井，结合该井二开钻井设计，从井眼准备、设备准备、下套管作业，以及一开、二开主要固井技术措施进行了设计，以为该井固井顺利施工提供技术参考。

【关键词】固井技术;水平井;固井设计

水平井林7-更平16井属热采生产井，该井一开设计：井眼直径（mm）：346.1;所钻深度221m;套管直径273.1mm;套管下深220m;水泥返深：地面。二开：井眼直径241.3mm;所钻深度1333.78m;套管直径177.8mm;套管下深1331m，其中1113.5m～1331m为高精密滤砂管;水泥返深（m）：0～1113.5。

1 井眼准备

（1）电测以前通井、循环，保证电测工具顺利下入。（2）电测完通井，对起钻遇阻、卡井段、缩径段和井眼曲率变化大的井段反复划眼或进行短起下;下入套管前应在井眼底部打入润滑钻井液，减少下套管摩阻。（3）井内钻井液性能良好、稳定，符合固井施工要求。在保证井下安全的前提下，尽量降低粘切，降低含砂量。（4）下套管前通井及注水泥前，均以较大排量洗井，洗井时间不少于两个循环周。洗井循环中，应密切注意观察振动筛返出岩屑量的变化、钻井液池液面变化。同时，应慢速转动钻具防粘卡。

2 设备准备

（1）检查、准备下套管工具：吊卡、大钳、卡瓦、气动卡盘、灌钻井液管线等。（2）循环系统中用于顶替作业的各钻井液罐（包括储备罐）各闸门应灵活可靠。（3）从下套管开始，整个固井施工过程中，井口装置应达到既能关闭套管与井眼环空又能关闭钻杆与井眼环空的要求。（4）认真检查悬吊系统，井口、游车、天车一条线，下套管前应根据大钩负荷更换大绳，确保下套管安全。

3 下套管作业

（1）套管及附件、工具等下井前认真检查外观、通径、丈量、清洗丝扣，不合格套管严禁下入。（2）按下入次序对套管进行编号、记录。（3）套管及附件、工具上钻台时要戴好护丝，严禁碰撞。（4）下入下部附件时，底部6根套管要涂丝扣胶，套管丝扣使用标准套管螺纹密封脂，以提高套管的气密封能力。（5）按设计要求安装套管扶正器：主力油层封固段每根套管加1只，其他封固段每2根套管加1只。（6）下套管采用套管钳按API规定的最佳扭矩上扣。（7）严格控制套管下放速度，一般不超过0.46m/s。（8）下套管中途禁止停顿，根据情况可以在3～5m范围提放管柱，防止粘卡，并时刻注意悬重变化。下套管操作要平稳，严禁猛刹、猛放。下放套管遇阻时，一般控制下压载荷不超过井下套管浮重的60%。上提时保持最小抗拉安全系数不低于1.5。（9）下套管过程中，一般是每下入30～40根套灌满一次钻井液，较长时间（超过3min）的灌浆过程应上下活动套管，以防套管粘卡。（10）下完套管后先灌满钻井液，再小排量开泵循环洗井，开泵循环时要用流量计来校正排量，并根据排量调整循环时的泵冲直至钻井液性能达到施工要求。

4 一开套管固井主要技术措施

（1）钻井液开钻，内插法固井。固井时考虑套管所受浮力，根据计算得知套管串重量大于其所受浮力，因此套管不会上浮。（2）内插管坐封要平稳，密封要可靠，密封插头下井前要涂抹黄油。坐封后，开泵循环钻井液，如果套管内无钻井液溢出，则说明密封插头处密封良好，即可按设计注入水泥浆。注完水泥后，按钻杆内容积替入当量钻井液量。（3）坐封压力根据循环最高泵压由固井施工指挥现场计算，为了能在泵压出现异常情况下顺利施工，实际施加的坐封压力应为计算值的2倍以上为宜。（4）施工结束后，如果井口水泥浆面下沉，必须注水泥浆补充，防井架基础移动及圆井倒塌。（5）候凝时间：24h。

5 二开套管固井主要技术措施

（1）施工程序：胀封胶筒→打开注水泥通道→循环钻井液→注前置液→注水泥浆→压胶塞→替水泥浆→碰压→打捞作业→候凝。

①前置液的配制，其特性必须对钻井液及水泥浆具有良好的相容性，并能控制滤失量，不腐蚀套管，不影响水泥环的胶结强度;使用量：在不造成油气侵及垮塌的原则下，占环空高度100～300m。

②前导浆密度：1.50～1.65g/cm3，注量：6～10m3;领浆密度：1.80～1.87g/cm3，尾浆密度：1.88～1.95g/cm3，注量：必须满足封固到地面。

油层固井水泥中加入30～40%石英砂作为热稳定剂。使用高温高压套管密封脂。

（2）固井前召开固井协作会，明确施工方案和要求及各方责任。

（3）固井前由井队储备足量的经固井试验合格的固井水泥配浆水，数量不少于理论量的1.5～2.0倍。固井前井队必须储备足够的钻井液以备替水泥浆使用，固井施工设计应按照程序审批。

（4）固井前固井设备和配合固井的有关设备必须试运转正常，确保施工的连续性。

（5）注水泥施工前，由施工指挥召集钻井队和固井队人员开碰头会，明确施工程序，贯彻固井措施，进行岗位分工，交待安全事项和异常情况下的应急措施，并明确联系信号，保证施工协调一致。

（6）电测完通井，采用优质钻井液，大排量洗井，确保井壁稳定，摩阻小，无漏失现象，油气上窜速度小于10m/h。

（7）对送井套管及其固井工具和附件，必須严格检查，确保其质量。浮箍浮鞋的回压凡尔必须可靠，入井套管必须通径;下套管必须逐根紧扣，控制下放速度，减少压力激动;防止套管内落物，并及时灌好泥浆。

（8）采用大泵紊流顶替钻井液，排量不低于钻进排量，达不到紊流时，应注入足量的前导低密度水泥浆，保证紊流接触时间达到7min。

（9）专人负责观察井口钻井液返出情况，发现异常，立即报告施工指挥，采取应急措施。

（10）确定专人监测水泥浆密度，确保入井水泥浆密度达到设计要求。

（11）碰压后，用水泥车清水顶压，稳压2～3min后泄压，如回压阀密封好，则敞压候凝;否则，套管内控制压力候凝，其值为管内外静液柱压差附加2～3MPa。

（12）候凝时间：24h。

参考文献：

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[2]吴宏杰，刘铮.大位移井易漏失地层固井技术研究[J].长江大学学报（自科版），2018.

[3]张乐启.滨435块非常规水平井钻井技术的应用[J].科技信息，2013.