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轮南区块尾管固井弹韧性水泥浆研究

作者：郭宇程 朱泽鑫 谭天宇 刘佳琦 来源：《中国科技博览》2017年第18期

[摘 要]轮南XX井是位于塔里木盆地轮南断垒带2号背斜高点东南翼的一口开发井，完钻井深5272m。该井Ф127mm尾管固井在水平裸眼段，套管易贴边，居中度不容易保证，同时在区块内几口井均出现了因为水侵造成的封固效果差、生产过程中较快出水的问题，有效的防水和防气均为本次固井的施工难点。针对上述固井难点，采用斯伦贝谢适合高温固井的弹韧性防气窜水泥浆体系结合相应的固井工艺措施，有效地解决了该井 127mm尾管固井过程中易出现的层间互窜、压漏地层、顶替效率差等固井难题。 [关键词]深井；弹韧性水泥；尾管固井；微锰隔离液

中图分类号：V354.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0244-01 1、引言

本井钻探目的：（1）提高剩余油控制、动用程度，建成一定产能，录取相应的静态、动态资料，深化TⅢ油藏认识。（2）落实该井区三叠系各油气藏的含油气情况，为其它层系的方案调整及优化提供依据。

该井井身结构为406.4mm钻头×806m+241.3mm钻头×5037.12m+ 171.5mm钻头×5272m。根据电测结果，127mm尾管固井时井底静止温度为110℃，取循环温度为107℃。该井裸眼段水平，套管易贴边，顶替效率低；井漏、油气活跃，固井时易漏、易窜，固井质量难以保证。针对该井 127.0mm尾管固井技术难题，采用斯伦贝谢高温防漏、防气窜弹韧性水泥浆体系，可满足高温深井固井工程的需求。 2、固井难点及主要技术措施 2.1 固井难点

1）地层含水层甚至油水同层，且附近注水井较多，地层的沟通性好，固井质量及易受水侵影响。

2）造斜段到A点的大斜度段与水平段套管的居中度较难保证，影响顶替效率。 3）水平段内容易有固相沉积，因此此开井段要求泥浆粘切较大，这给有效顶替带来挑战。

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4）水平段对浮箍、浮鞋质量要求高，若二者失效，会导致套管内滞留水泥过多，环空返高不足。

5）井下有油气显示，在施工及候凝期间压稳而不压漏的难度较大。

6）水泥凝固过程中，受重力、沉降稳定及游离液的共同作用，易在井眼高边形成游离液通道，造成油气水窜，因此本次固井对水泥浆的稳定性要求高。 2.2 固井主要技术措施

1）下套管前认真通井循环，调整泥浆综合性能，确保井眼畅通，井下清洁、稳定；确保套管顺利下到设计井深并顺利开泵。

2） 重合段及水平段按每1根套管加1只铝合金扶正器设计，提高套管居中度，确保封固质量；需合理优化扶正器安放，井队下套管前认真刮壁、通井，保证井径通畅，无虚泥饼，无沉砂。

3）套管下到设计井深后，小排量顶通循环，确保井下稳定后方可投球坐挂。 4）优选水泥浆配方，采用抗高温、防气窜双凝弹韧性水泥浆体系，设计密度为1.95g/cm3。

5）采用平衡压力固井：保持施工的排量和压力稳定、确保施工及候凝整个过程的压力平衡，防止井漏等复杂情况的发生。

6）为减小水侵对固井的影响，在固井施工过程中，建议将周围注水井关掉，以免注入水侵入到作业井，影响固井质量。

7）注替施工结束后，起钻20柱，循环1周，关井蹩压3-5MPa候凝24小时，开井候凝24小时，如果施工过程中出现井漏，则直接起钻30柱，关井候凝。 3、弹韧性水泥浆体系的综合性能 3.1 水泥浆配方

领浆：阿克苏G级+硅粉+CEA-1+22.64%弹韧性+1.57%缓凝剂+0.2%高温分散剂+2.75%低温分散剂+0.27%消泡剂+29.02%水。

尾浆：阿克苏G级+硅粉+CEA-1+22.64%弹韧性+1.047%缓凝剂+0.2%高温分散剂+2.75%低温分散剂+0.27%消泡剂+29.02%水。

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3.2 水泥浆性能

由表1可以看出，自由液为0，滤失量小，领浆及尾浆的Φ6、Φ3读数分别为8、5；7、5。说明水泥浆具有良好的沉降稳定性，候凝期间，在造斜段及水平段不会出现“水带”。流性指数（n）高，稠度系数（k）较低，有利于提高水泥浆顶替效率，能很好的保证目的层固井质量。

3.3 隔离液配方及性能

本井泥浆为聚磺防塌钻井液体系，泥浆密度1.10g/cm3，为了控制水泥浆窜槽，提高水泥浆顶替效率，隔离液密度设计为1.30g/cm3，隔离液采用微锰加重。配方为：清水+悬浮剂+表面活性剂+微锰加重剂+消泡剂。隔离液与泥浆的密度差为0.20，且隔离液的切力大于泥浆的切力，实现了密度及切力的梯度驱替，从而有助于提高水泥浆的顶替效率。 4、现场施工

2016年5月9日实施固井作业，管线试压30MPa，注密度为1.30g/cm3前置液10m3，密度为1.95g/cm3领浆6.1m3，密度为1.95g/cm3尾浆6.1m3，注后置液2m3，密度1.30g/cm3，替密度1.15钻井液21.6m3，碰压压力23MPa。循环起钻至设计位置，环空憋压候凝（4MPa）。整个施工过程顺利，没有发生漏失。

候凝48h后，井队下钻，探得塞面位置4704m，扫完水泥塞测完声幅后，套管施压20MPa，30min无压降，试压合格。 5、结论

（1）采用铝合金扶正器，提高了套管居中度，减小了下套管摩阻，提高了水泥浆的顶替效率。

（2）采用高粘高切隔离液，提高了水泥石的胶结质量，提高了水泥浆的顶替效率。 （3）采用高温、防窜弹韧性水泥浆体系，严格控制水泥浆的自由液为0mL、API失水小于50mL、沉降稳定性好、流性指数有利于平板流型顶替，弹韧性水泥浆的这些优异性能有利于防窜及提高水泥浆的顶替效率，保证了水平井的固井质量。 参考文献

[1] 樊世忠编.保护油气层技术国内外动态及钻井兴完井液修井液[M].中国石油天然气总公司勘探开发科学研究院培训教材，1991.