“三件套”固牢“瘦身井”

通讯员 栗 强 张 双

基于节省套管、降低钻井液成本等考量，自2022 年初起，江汉油田涪陵页岩气分公司逐步部署“瘦身井”。

与常规页岩气井相比，“瘦身井”各开次井眼明显变小，套管外壁与井壁间的环形空间越发狭窄。在几千米长的狭小环空中注入水泥浆，把套管外壁与井壁瓷瓷实实地固结为一体，还得经受100 多兆帕的压裂考验，谈何容易！

渝东武陵山中，中国石化中原石油工程公司固井公司西南项目部技术团队迎难而上，他们从“水泥匠”变身“大工匠”，交出一份份高质量“瘦身井”固井答卷。

“2022 年2 月到2023 年5 月中旬，我们项目部共完成“瘦身井”固井32 口，合格率100%，优质率达93.7%。” 固井公司副总工程师、西南项目部经理郭子文介绍道。

降摩阻保居中的扶正器

“瘦身井”的三开裸眼井段大部分都是水平段，最细的Ⅱ型“瘦身井”的环空单边间隙仅有25 毫米，比常规井缩小33.3%。

由一根根套管连接而成的套管串，依靠自身重量在水平段前移，摩阻自然很大。如果没有安装扶正器，套管就会发生弯曲，软塌塌地贴在井眼下壁，却与井眼上方保留过大空隙。这不仅严重影响井眼中残剩钻井液清洗，固井中还会形成偏心水泥环，造成施工失败。

为降低套管在水平段前移中的摩阻，提高套管在井筒的居中度，西南项目部技术人员在套管外面套上滚珠式扶正器。然而，他们起初选用的直槽式滚珠扶正器，由于同一直槽中每一颗滚珠各自固定在一个轴上，滚珠间存在小缝隙，井中岩屑和钻井液中的重晶石颗粒极易卡在滚珠间，卡死滚珠。

图为固井施工现场

图为固井施工现场

“我们就开动脑筋，将直槽式滚珠扶正器升级为嵌入式滚珠扶正器。斜行排列的滚珠各自嵌在扶正器外壁，滚珠与扶正器本体间几乎没有缝隙，再也不怕岩屑或者重晶石颗粒‘捣乱’了，水平段下套管摩阻显著降低。”西南项目部副经理耿勇说。

钻井后，一些岩屑沉到井底，致使套管下不到位。西南项目部技术团队研发了“冲砂利器”—这个名叫“液力旋转自导式浮鞋”的铁家伙安装在套管最前端，在强劲的钻井液驱动下形成旋流,持续冲松、驱散井底岩屑，解决套管下不到底难题。

既亲水又亲油的“洗洁精”

小井眼里有大乾坤。

固井前，必须将附着在“瘦身井”井壁和套管外壁上的钻井液清洗干净，水泥浆才能在环空中实现无间隙牢固胶结。

“瘦身井”气井在钻进中，井壁容易发生垮塌、掉块，形成忽大忽小“糖葫芦”状的不规则井眼，要把藏在旮旮旯旯中的钻井液清洗干净，殊为不易。

“瘦身井”钻井中使用的钻井液分为水基钻井液和油基钻井液。

“对付水基钻井液，我们依据非离子与阴离子相结合增溶的原理，在清洗剂中加入特殊的表面活性剂，研发出强渗透、高溶解、易分散的水基冲洗液。这款高效水基冲洗液的清洗效率高于92%。”固井公司技术专家任文亮说。

针对吸附性极强的油基钻井液，技术人员也有‘杀手锏’—他们加入不同性能的清洗剂，研发出高效驱油冲洗液。这款冲洗液可强行破乳，有效地剥离藏在“瘦身井”井壁角角落落和附着套管外壁上的油基钻井液，清洗效率高达95%以上，比之前的常规冲洗液提高12%。

“为确保对油基钻井液的冲洗效果，我们现场调取井队使用的油基钻井液，在化验室做不同冲洗剂和不同加量下的冲洗效果评价，优选最合适的冲洗剂和添加剂配比。然后，固井工程师在‘瘦身井’井场精心配制冲洗液，确保对每口井的油基钻井液都能实现高效冲洗。”西南项目部化验室主任王玲介绍道。

耐压拉更滑溜的水泥浆

下好套管，洗净井筒中的钻井液，固井施工的“主角”—水泥浆闪亮登场!

“瘦身井”三开水平段最长的超过2700 米，环空中却仅能塞下一根指头，要保证在如此狭小的环空实现水泥石长效密封，难度很大。”西南项目部副主任工程师付永强说。

“瘦身井”固井施工中，水泥浆在环空中的流动摩阻比常规井增大许多。水泥浆流变性不达标，便会流动不畅，“赖”在套管或环空下部，难以到达设计位置。一味提高施工排量会增高泵压，不仅会增大安全风险，还会憋漏地层，造成水泥浆漏失，甚至导致井壁垮塌。另外，水泥浆凝结成水泥环后，还要经受不规律高压压裂。一旦水泥环发生脆裂，井筒中就会发生“气窜”。

为提高水泥环的弹韧性和抗压拉强度，技术团队在水泥浆中加入增强剂、弹性剂、增韧剂等复合增韧材料。这些材料加入后，浆体自然变稠，流动性变弱，摩阻增大，致使水泥车泵压大幅升高。

“为攻克这一难题，我们经过充分讨论和论证，在水泥浆中加入流型调节剂、减阻剂、分散性聚合物类缓凝剂等材料，有效地增强水泥浆的流动性，形成适合低摩阻防窜弹韧水泥浆体系。该体系在焦页6-11HF、焦页6-S6HF 等‘瘦身井’井三开水平段井应用中，摩阻大幅下降，泵压降低10 兆帕。”郭子文说。