双凝双密度水泥浆体系在A区固井中的应用

2022-07-11姜文勇

石油和化工设备 2022年6期

姜文勇

(大庆钻探工程公司钻井三公司黑龙江大庆 163412）

A区块存在多套不同的压力系统，地下的流体状况分布不清楚，在钻井过程中经常会钻遇到裂缝性地层和煤层而发生井漏，给钻井施工造成了非常大的困难。特别是在完井固井施工中经常会发生水泥浆漏失，从而严重影响固井质量。为此尝试了多种水泥浆体系进行固井施工，效果都不是很明显。为了解决固井质量问题，针对A区块的地层特点和钻井施工过程中遇到的复杂情况，通过室内实验确定了应用双凝双密度水泥浆体系进行施工。

1 A区块固井质量影响因素分析

（1）在固井施工过程中发生水泥浆漏失是造成水泥浆返高不够，甚至是不上返的主要原因，A区块地层的压力系数比较低，固井施工过程中就发生过多次的水泥浆漏失情况，因此造成A区块固井质量比较差，难以满足后期压裂增产的需要。

（2）由于A区块地下情况非常复杂，从岩性上看存在煤层，并且裂缝非常发育，因此很难掌握A区块的地层流体情况，这样就给水泥浆封固地层带来非常大的困难。

（3）A区块都是要求全封固井，因此封固井段的长度都大于2500米，在水泥浆候凝的过程中上部的水泥浆先凝固，导致自由水析出，形成了油气水运行的通道，很容易造成油、气、水相互直接串流。

2 双凝双密度水泥浆体系优选

根据A区块的地层特点和岩性情况，通过梳理近年来先进的固井完井工艺技术，最终选定双凝双密度水泥浆体系进行固井施工，也就是使用常规原浆和低密度水泥浆进行封固不同的井段，在这一封固候凝过程中，通过添加一些药剂来实现下部尾浆先凝固，然后上部首浆再凝固。这样既能降低注水泥浆过程中压力过高而导致地层漏失，也能够防止自由水析出形成油气水通道而影响固井质量。

2.1 低密度首浆的选择

通过A区块的井深和地层温度情况进行计算，最后确定低密度首浆的稠化时间在180分钟左右是最合适的。室内在其它条件都不变的情况下，通过调整缓凝剂BXR-200L的加量多少来确定低密度首浆的稠化时间。三种配件如下，水泥浆性能实验数据见表所示。

配方1# ：嘉华高强低密度水泥+17%硅粉+5mlBXR-200L+0.5%SW-2+10%微硅+8%XP-1+5%BXF-200L

配方2# ：嘉华高强低密度水泥+17%硅粉+6mlBXR-200L+0.5%SW-2+10%微硅+8%XP-1+5%BXF-200L

配方3# ：嘉华高强低密度水泥+17%硅粉+7mlBXR-200L+0.5%SW-2+10%微硅+8%XP-1+5%BXF-200L

从表1上所给出的实验数据我们可以看成，随着缓凝剂加量的不断增加，低密度首浆的稠化时间越来越长，当加量达到7ML的时候，稠化时间就达到了181分钟，正好可以满足180分钟的需要。

表1 低密度首浆性能数据表

2.2 原浆尾浆的选择

按照井深和注水泥量对尾桨凝固时间进行计算，最终确定尾桨的稠化时间在90分钟左右最为合适，这样才能够实现首浆和尾桨的配比效果最好。在室内其它条件都比变的情况下，通过调整速凝剂的加量还控制尾桨的稠化时间，三种配方水泥浆性能见表2所示。

表2 尾桨性能数据表

配方1# ：嘉华G级水泥+17%硅粉+7%BCK+0.5%SW-2+10%微硅+8%XP-1+5%BXF-200L

配方2# ：嘉华G级水泥+17%硅粉+8%BCK-200L+0.5%SW-2+10%微硅+8%XP-1+5%BXF-200L

配方3# ：嘉华G级水泥+17%硅粉+9%BCK+0.5%SW-2+10%微硅+8%XP-1+5%BXF-200L

通过表2的水泥浆实验数据我们可以看成，通过速凝剂BCK加量的不断增加，尾桨的稠化时间越来越段，当速凝剂BCK的加量为9%的时候的稠化时间为93分钟，这个时候的稠化时间正好与90分钟接近，因此在现场固井施工的时候将速凝剂的加量调整为9%，以满足施工需求。

3 现场应用

3.1 固井配套技术措施

为了保证A区块的固井质量，我们对固井配套技术进行了不断的改造和改进。 (1)首先进行测井资料的查询，根据查询到的测井数据资料，合理确定地层中的压力状况和油、气、水层分布，准确确定双密度水泥浆边界点。 (2) 油气区和不规则井径的重新分区；旋转扶正器用于提高驱替效率，减少钻井液的“滞留”。（3）在室内实验的时候用水均取自施工现场，确保水泥浆和外加剂满足A地区施工要求。 (4)按水泥外加剂、预液、压塞液和全循环的比例施工，保证均匀。 (5) 适当增加缓凝水泥浆的用量，抵消因隔板而降低的液柱压力，保证油气地层的稳定。 (6)首尾浆过渡段流动性差，驱油效率低，喷灰过程中过渡要快（排量不小于35L/s），搅拌机内的高强低密度水泥应尽量清理干净，减少混浆段。（7）加强施工组织和技术措施的落实，确保A区块固井施工质量。

3.2 应用效果

在A区块应用双凝双密度水泥浆体系固井7口，在7口双凝双密度水泥体系中，3口井固井质量良好，4口井固井质量合格。其中，A8井钻井深度4800米，预计封堵高度1600米。采用双混凝剂双密度水泥浆固井体系。地表施工正常，未出现漏井等复杂现象。可见，双凝双密度水泥浆的整体性能可以满足现场施工的要求。这样，减少了二段固井的数量和钻塞对二段固井井下小钻具固井质量的影响，简化了施工环节，降低了施工难度，一次性固井，形成了长封固井施工工艺，保证了固井质量和固井施工安全。