浅层气固井技术在缅甸海域M区块的应用

艾武昌(中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，河北 三河 065201)

0 引言

缅甸海域M区块浅层气活跃，埋藏温度低，分布广泛，作业者在此区块进行的多口井勘探，都出现了环空带压等复杂情况，给后续的生产带来了极大的隐患。本文通过分析浅层气井固井技术难点，对固井水泥浆性能要求进行了探讨，提出了优化固井隔离液，提升水泥浆顶替效率，确保了浅层气井固井质量。解决了困扰该区块的固井技术难题，获得了作业者的高度认可。

1 固井技术难点

(1)浅层气埋深浅，地层承压低，发生漏失风险大，只能使用低密度水泥浆体系，水灰比高，浆体稳定性差，由于温度低，水泥浆强度发展慢，候凝过渡时间长，导致水泥浆的防窜性能差[1-2]。(2)地层承压能力差，导致顶替排量受限，环空不能形成紊流和有效层流，顶替效率低下，导致环空的泥浆驱替不干净，气体运移存在通道，出现井口带压现象。一旦出现井口带压复杂情况，后续无有效的处理手段。(3)裸眼段短，水泥浆候凝期间发生失重，无法有效压稳浅层气。同时无有效的井口装置，无法实施压力补偿，环空发生气窜，难以控制，存在发生井喷的风险。

2 固井技术措施

2.1 隔离液设计

12-1/4″OH井段使用的是SBM泥浆，钻井液的密度为1.26 g/cm3，为了有效的驱替泥浆，隔离液需要具备良好的隔离作用和润湿翻转性能[3]。隔离液配方为淡水F/W+消泡剂PC-X60L+隔离液主剂PC-S32S+表面活性剂PC-SU31L+重晶石。

2.1.1 冲洗效果评价实验

冲洗效率评价方法的具体做法如下[4]：(1)将干净的旋转黏度计转子的质量，记为W0(g)。(2)将转子连接到旋转黏度计上，将钻井液倒入流变杯中，缓慢调节直至淹没转子约5 cm，浸入时间约10 min。(3)拧下转子，黏附的钻井液不再自由落下并称重，记为W1(g)，应使黏附在转子上的钻井液的量在1～2 g之间。(4)将黏附有油基钻井液的转子连接到黏度计上，把事先养护到测试温度的隔离液倒入带有加热功能的流变杯中，流变杯完全淹没转子上沾有油基钻井液的部分，并高出约2 mm。(5)转子开始旋转前，确保隔离液达到测试温度。在室温下测定时，转子速度设定为100 r/min，高于室温时，转子速度设定为60 r/min。冲洗时间设定为10 min。(6)将流变杯缓慢下降，完全露出冲洗后的转子，并静置2 min，让多余的液体自由落下，取下转子后，用干净的纸巾擦去转子底部多余的流体，并称重，记为W2(g)。冲洗效率η=(W1-W2)/(W1-W0)。

通过计算，冲洗效率达96%，说明冲洗液对SBM泥浆冲洗效果良好。

2.1.2 润湿反转实验

对于油基泥浆环境固井，要利用前置液实现润湿反转，把亲油基变成亲水基，这样才能保证固井封固质量。实验显示，隔离液加量至46%，可实现润湿反转。

2.1.3 相容性评价实验

按照体积比0/100、5/95、25/75、50/50、75/25、95/5、100/0对隔离液和SBM泥浆做流变相容性实验，未出现明显的增稠现象，隔离液与SBM泥浆相容性良好。

2.1.4 对水泥浆稠化和强度发展的影响实验

通过把隔离液和水泥浆分别按照100/0、95/5、90/10、85/15的比例混合，进行稠化时间和抗压强度的变化对比，以判断隔离液对水泥浆的影响，相关的实验数据如表1所示。

表1 隔离液对水泥浆稠化及强度影响情况

实验数据显示，隔离液对水泥浆的稠化时间有轻微的延长作用，随着隔离液加量的增加，并不会导致水泥浆发生闪凝现象，对施工不会产生不利的影响。同时，隔离液对水泥石的最终强度也会产生影响，随着加量的增加，水泥浆24 h抗压强度会出现微弱的降低，加量为15%的隔离液，24 h抗压强度降低18%，仍大于13.79 MPa(2 000 psi)，完全满足油气层的封固要求。

2.2 防窜水泥浆体系构建

由于作业者要求固井使用LAS液体添加系统，所有的固井添加剂必须为流动性良好的液体，在构建水泥浆体系时，必须考虑到这点要求，同时要求添加剂性能稳定。采用常用的液硅作为防气窜剂，同时通过使用主研发的悬浮剂PC-J62L，能够很好的解决低密度水泥浆体系的沉降稳定性，实现了水泥浆的相对密度可在1.40～1.74 sg之间的浮动。基本配方如下：海水+消泡剂PC-X60L+分散剂PC-F46L+海水型降失水剂PC-G712L+防气窜剂PC-GS12L+悬浮剂PC-J62L+缓凝剂PC-H21L，通过相关评价，水泥浆实现了零自由水、低失水、强度发展快、防窜性能良好等性能，完全能满足浅层气封固的要求。

2.3 其他技术措施

2.3.1 井眼准备

(1)保持井径规则，控制好井身剖面轨迹，不应有急剧弯曲的井段，避免形成健槽，导致套管下入和井眼清洁困难[5]。(2)调整好油基泥浆性能，尽可能降低泥浆密度和黏度。动切力介于7～12 Pa，朔性黏度为0.04 Pa·s内，动朔比为1～2。(3)下套管前进行通井，在安全的前提下，大排量循环，破坏岩屑床，清洁井眼。

2.3.2 流变性匹配设计

要求SBM油基泥浆、隔离液、首浆、尾浆满足流变学设计要求，至少有10%的梯度差，以最大限度的提高顶替效率。

2.3.3 扶正器设计

设计使用树脂扶正器，重点确保显示层的居中度不低于85%，全井段不低于75%。

2.4 顶替工艺

冲洗液出管鞋时，尽量使用紊流顶替，充分的冲刷井壁。随着高密度的固井流体出管鞋，适时降低顶替排量，利用塞流顶替，确保固井无漏失。固井施工程序如表2所示。固井期间的ECD模拟如图1所示。

图1 固井期间的ECD模拟

表2 固井施工程序

2.5 固井质量

固井结束后，候凝24 h后，进行固井质量电测。根据测井结果对固井质量进行了评价，浅层气井段固井质量封固优良，后续也未出现环空带压现象。

3 结语

综上所述：(1)使用隔离和润湿反正效果良好的双作业隔离液，采用零自由水、低失水、强度发展快的防气窜型水泥浆，有利于浅层气的封固。(2)对于压力窗口窄的浅层固井，由于顶替排量受限，设计合理的液体流变性匹配，同时保证关键段的套管居中度不低于75%，能极大的提高顶替效率。(3)浅层气固井需遵循“压力三平衡”原则，即保持固井作业前、固井作业期间、固井候凝期间的地层压力平衡。