夏漢玲

【摘 要】 固井作業(yè)是油氣井鉆井工程中最重要的環(huán)節(jié)之一，其主要目的是封隔井眼內(nèi)的油層、氣層和水層保護(hù)油氣井套管、增加油氣井壽命以及提高油氣產(chǎn)量。提高頂替效率，對于獲得良好固井質(zhì)量是至關(guān)重要。埕海油田固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率較低，尤其是部分大位移、水平井的油層段固井質(zhì)量評價(jià)為差，影響了后期采油和措施改造，需要進(jìn)行提高固井質(zhì)量技術(shù)的難點(diǎn)及措施分析。

【摘 要】 固井；頂替效率；套管居中

埕海油田經(jīng)過多年的開發(fā)，地面、地下條件日趨復(fù)雜，固井施工難度越來越大。由于油區(qū)井下地質(zhì)條件的復(fù)雜，如果固井質(zhì)量不好，不但給后續(xù)各項(xiàng)工作造成很大困難、也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其主要危害包括以下幾個(gè)方面：

（1）使油氣水井不能正常生產(chǎn)或長期停產(chǎn)，油氣產(chǎn)量顯著下降。

（2）破壞正常的井網(wǎng)布置，同時(shí)在注采過程中，會產(chǎn)生井間干擾或?qū)娱g干擾，嚴(yán)重影響油氣采收率。

（3）造成不同層系間的油氣水互竄，破壞了原來的注采方案，形成惡性循環(huán)。

（4）如果固井質(zhì)量差，井就可能報(bào)廢，就需再打更新井，又增加了鉆井投資。

提高頂替效率提升固井質(zhì)量，將有助于優(yōu)化埕海油田固井方案，延長油井開采壽命，保證埕海油田的長期開發(fā)和穩(wěn)產(chǎn)，對提高油田固井質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重要的意義。為保證良好的頂替效率，可采取以下技術(shù)措施：

1.提高套管居中度

合理安放扶正器使套管居中，是消除偏心環(huán)空窄間隙處滯留鉆井液，提高水泥漿頂替效率的重要措施。在具備條件的前提下，盡量下入扶正器，提高套管的居中度。針對造斜井段和目的層井段，應(yīng)每根套管下入一只扶正器加強(qiáng)套管的扶正。常規(guī)井眼套管居中度不低于67%，小間隙套管居中度不低于80%，尤其是油氣層井段。

2.強(qiáng)化井眼準(zhǔn)備

在大斜度、水平井中，鉆井液由于重力作用，產(chǎn)生沉降，形成密度梯度，使鉆井液中的鉆屑及加重材料沉積在井眼底側(cè)，成為巖屑床。隨著井眼傾斜度的增加，固體沉積隨之加劇。若不能有效消除這些固相顆粒，井眼下側(cè)水泥漿就不能有效地與地產(chǎn)膠結(jié)，造成底部竄槽。要想有效的消除沉積床，使井底清潔，便于下套管和保證水泥封固質(zhì)量，當(dāng)井斜角大于45°以上時(shí)，應(yīng)對鉆井液性能做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，高屈服值和高凝膠強(qiáng)度科增加鉆井液攜帶固相顆粒的能力。另外，要增大排量，達(dá)到較高流蘇是清除沉積床的有效方法。返速最好能達(dá)到0.9m/s以上。

為保證套管的順利下入到位，對井眼處理有著明確的要求，針對井徑擴(kuò)大率較小的地方及狗腿度較大的地方，要求采用扶正器充分進(jìn)行通井和劃眼，確保套管的順利下入到位。

針對井徑擴(kuò)大率偏大、糖葫蘆井眼和井徑不規(guī)則的井眼，在進(jìn)入大直徑井段時(shí)，在套管串上加放旋流發(fā)生器，使流體在環(huán)空中產(chǎn)生一個(gè)橫向流動(dòng)速度，改變井眼中流體直線流動(dòng)的狀態(tài)，增加環(huán)空中流體的縱向活動(dòng)面積，以加強(qiáng)對大井眼段靠近井壁處鉆井液的清理效果，達(dá)到有效頂替鉆井液、提高頂替效率增強(qiáng)水泥環(huán)的膠結(jié)質(zhì)量及第二界面膠結(jié)強(qiáng)度的目的。

3.調(diào)整好鉆井液性能

固井前適當(dāng)調(diào)整鉆井液性能，減少鉆井液滯留，提高水泥漿的置換效率。盡量減少由于鉆井液粘度、切力過高和觸變性太強(qiáng)造成不規(guī)則環(huán)空鉆井液滯留現(xiàn)象。并在可能的情況下，適當(dāng)降低不必要的鉆井液密度，一方面可以提高水泥漿的頂替效率，同時(shí)可以降低固井過程中井漏的發(fā)生。

4.用好前置液和先導(dǎo)漿

針對部分鉆井液調(diào)整比較困難的井，可采用低粘度或較低密度的先導(dǎo)漿技術(shù)，以及優(yōu)質(zhì)的前置液，包括沖洗液和隔離液，使之在固井過程中起到隔離、懸浮、沖刷、驅(qū)替作用，以達(dá)到較高的水泥漿頂替效率，提高固井質(zhì)量。

隔離液中應(yīng)加入表面活性劑，清除套管表面和地層表面的油膜，以利于水泥與套管、水泥與地層膠結(jié)。隔離液中所加的化學(xué)處理劑不能同鉆井液、水泥漿產(chǎn)生不良作用，界面流變性不能發(fā)生變化。

沖洗液具有一定的沖刷、懸浮能力，本身具有較低的紊流臨界流速、較大的橫向沖洗能力，能有效的改善鉆井液的流變性。隔離液應(yīng)具有的特性，加重隔離液性能：具有一定的密度調(diào)節(jié)范圍，能方便的調(diào)節(jié)密度，與鉆井液和水泥漿保持適度密度差；具有一定的觸變性和良好的懸浮穩(wěn)定性；流變性能易于調(diào)節(jié)，且流變性能的高溫穩(wěn)定性要好，以便適當(dāng)提高頂替效率對流態(tài)設(shè)計(jì)的要求；

①前置液總量滿足10min以上接觸時(shí)間；

②隔離液密度大于鉆井液密度，小于水泥漿密度；

③建議前置液在裸眼環(huán)空中紊流臨界流速為1.00m/s左右；

④隔離液具有良好的沉降穩(wěn)定性，沖洗液及隔離液與水泥漿、鉆井液具有良好的相溶性。

5.采用復(fù)合頂替技術(shù)

固井水泥漿的頂替模式中一般來說紊流模式是最佳頂替模式。但在易漏失復(fù)雜地層環(huán)境中，通過調(diào)整水泥漿流變參數(shù)和提高套管的居中度，實(shí)現(xiàn)有效層流、塞流或紊流-有效層流-塞流復(fù)合頂替模式，降低流動(dòng)摩阻壓力，確保窄安全壓力窗口條件下的動(dòng)態(tài)平衡，避免井漏引起的施工復(fù)雜和候凝中水泥柱移動(dòng)造成的返高不足和界面膠結(jié)不良。

6.加強(qiáng)固井過程的質(zhì)量管理

加強(qiáng)對固井全過程的監(jiān)督管理，能有效地避免人為因素導(dǎo)致的固井事故的發(fā)生：

1.完井固井方案。由固井公司與鉆井公司共同商定施工方案，包括：①隔離液類型的選擇與數(shù)量設(shè)計(jì)；②導(dǎo)漿的數(shù)量與密度；③水泥漿稠化時(shí)間；④水泥漿失水量；⑤油層段和非油層段水泥漿密度與數(shù)量。

2.對干水泥混配過程進(jìn)行監(jiān)督，包括：①外加劑的品種選擇是否正確；②數(shù)量是否加足；③混配是否均勻。

3.干水泥混配的抽樣化驗(yàn)，檢測內(nèi)容包括：①水泥漿稠化時(shí)間；②水泥漿失水量；③水泥石抗壓強(qiáng)度；④水泥漿流動(dòng)性。

4.現(xiàn)場施工監(jiān)控，監(jiān)控固井施工過程和水泥漿密度情況，主要控制點(diǎn)包括：①按設(shè)計(jì)要求配制隔離液，使其性能穩(wěn)定，數(shù)量充足；②高密度、低密度水泥漿的密度和數(shù)量；③替泥漿過程的排量控制，并根據(jù)壓力變化調(diào)整替泥漿排量，避免固井事故發(fā)生；④碰壓后要檢測水泥漿倒返情況，不倒返后方可常壓候凝。