提高固井質(zhì)量方法淺析.doc

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1、提高固井質(zhì)量方法淺析葉志富(中國石化勝利油田東勝精攻石油開發(fā)集團(tuán)股份有限公司，山東東營，257000）摘要：固井作業(yè)是一次性工程，一般難以補(bǔ)救，即使補(bǔ)救也無法達(dá)到封固合格，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文基于固井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)勝利油田的太平油田、東風(fēng)港油田以及蒙古宗巴音油田固井的跟蹤分析，找出影響固井質(zhì)量的主要因素，通過使用鎖水抗竄水泥外加劑、提高水泥漿密度和稠度、降低水泥漿失水量等手段，并加強(qiáng)過程監(jiān)督管理，探索出提高固井質(zhì)量的有效方法，有效地提高了固井質(zhì)量，取得了滿意的效果。關(guān)鍵詞：固井；水泥漿；密度；稠度；失水量1問題的提出長期以來，對(duì)于淺層地層疏松、儲(chǔ)層發(fā)育

2、、井涌井漏的油井，太平油田目的層為館陶組，為一套河流相沉積地層：塊狀礫狀砂巖、含礫砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖夾泥巖組合。由于砂巖埋深淺，膠結(jié)疏松，儲(chǔ)層物性好，平均孔隙度為33.4％，滲透率為3761×10-3μm2，在鉆井工程中因?yàn)樯皫r過于松散而擴(kuò)徑。本區(qū)油層主要集中在館陶組下部，與大套水層相鄰。該區(qū)因地層疏松，鉆井容易造成井徑擴(kuò)大，且儲(chǔ)層發(fā)育，滲透率高，水泥在凝固過程中容易因失水造成體積縮小，影響固井質(zhì)量。另外，由于相鄰水層多，容易造成水竄而影響開發(fā)，不得不在水層與油層之間采用管外封隔器以防止水竄。但管外封隔器因諸多因素而影響應(yīng)用效果，如井徑、隔層厚度，油水間互層

3、，上油層下水層等。長期以來，該區(qū)域的固井質(zhì)量一直比較差。如沾194井是常規(guī)水泥漿固井（如圖1），在油層段與水層段之間加了一個(gè)封隔器，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)為第一界面合格，第二界面不合格。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年度完成的22口井，固井油層第一界面的合格率為89.6%，油層第二界面的合格率為68.8%。1.2東風(fēng)港油田東風(fēng)港油田在鉆井過程中，有時(shí)會(huì)遇到井漏等復(fù)雜情況，給固井帶來了困難，如車40-25-25井，完鉆井深2770米，完鉆電測時(shí)遇阻并發(fā)生漏失，井隊(duì)下鉆通井至637.74米遇阻后開始劃眼，經(jīng)過10天時(shí)間的多次劃眼和處理堵漏，井漏得到控制。整個(gè)過程共漏失泥漿近300方，劃眼

4、造成井徑擴(kuò)大嚴(yán)重，呈“糖葫蘆”井眼。又如車408-7井，該井下套管完開泵蹩泵，發(fā)生井漏，不能建立正常循環(huán)，經(jīng)過處理，基本建立了循環(huán)，但承壓能力小，無法進(jìn)行大排量循環(huán)，固井質(zhì)量難以保證。1.3蒙古宗巴音油田2004年以前，蒙古宗巴音油田的固井質(zhì)量一直是鉆井遇到的主要難題之一，由于目的層井段儲(chǔ)層發(fā)育，當(dāng)?shù)厮吹V化度高，加上當(dāng)時(shí)固井設(shè)備陳舊，油層井段水泥漿平均密度達(dá)不到1.85g/cm3，如2004年鉆井4口井，固井第一界面合格率只有50%，第二界面合格率只有42.4%，嚴(yán)重地影響了該區(qū)塊的勘探和開發(fā)。2影響固井質(zhì)量的主要原因通常認(rèn)為，影響固井質(zhì)量的因素有井身質(zhì)量、

5、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、鉆井液性能、水泥漿體系、固井現(xiàn)場施工等。我們通過多年對(duì)固井跟蹤分析認(rèn)為，影響固井質(zhì)量的因素主要有如下幾個(gè)方面：52.1地層因素地層特性是影響水泥環(huán)第二界面膠結(jié)質(zhì)量的一個(gè)重要因素，特別是在比較活躍水層、油層井段，水泥漿凝固過程中地層流體對(duì)其進(jìn)行侵污，從而影響了水泥石與地層的膠結(jié)強(qiáng)度。另外，對(duì)于高滲透率油氣水層，水泥漿在稠化過程中容易失去自由水，造成水泥漿粉化，體積減小并形成微間隙，從而影響固井質(zhì)量。2.2水泥漿性能水泥漿性能對(duì)固井質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用，其中關(guān)鍵性能包括水泥漿失水量、水泥漿密度及水泥漿流變性。水泥漿的失水量過大，造成水泥凝固時(shí)自

6、由水滲入地層，使水泥漿體積減小，從而影響固井質(zhì)量。特別在中、高滲地層這種影響會(huì)更加明顯。另外，水泥漿失水量大，在施工過程中不但會(huì)造成嚴(yán)重的施工蹩泵事故，而且在水泥漿經(jīng)過油氣層時(shí)，水泥漿濾液與水泥顆粒大量進(jìn)入油氣層，堵塞油氣通道而污染油層。水泥漿密度直接反映了水灰比的大小，水泥石在固化過程中，只需要25%的水即可，而水灰比25%的水泥漿密度達(dá)到2.3g/cm3以上，固井無法泵入。為了滿足固井要求，只能增大水灰比，但如果水泥漿密度過小，勢必增大水分流失，從而影響固井質(zhì)量。水泥漿的流變性直接影響著頂替效率，實(shí)踐證明，動(dòng)切力大的流體對(duì)動(dòng)切力小的流體具有較好的頂替效率；

7、流動(dòng)性差會(huì)增大泵入難度，增加施工危險(xiǎn)性，而水泥漿流動(dòng)性太好，容易使水泥分層沉淀，影響封固質(zhì)量。2.3水泥石的體積收縮在水泥水化過程中，水泥熟料在與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物的體積比水化前的總體積減小，而且純水泥水化的體積收縮率可高達(dá)5%。如果不有效控制固井水泥漿的體積收縮，不可避免地導(dǎo)致水泥石與套管、水泥石與井壁兩個(gè)界面的膠結(jié)強(qiáng)度降低，影響固井質(zhì)量。3提高固井質(zhì)量的主要措施針對(duì)影響固井質(zhì)量的主要因素，我們采取在不同區(qū)塊、不同地層、不同井況采取相應(yīng)的固井方案：3.1在疏松高滲地層，采用鎖水劑＋膨脹劑水泥漿體系在太平油田，目的層為館陶組，針對(duì)該區(qū)地層儲(chǔ)層發(fā)育，滲透率高

8、，水層發(fā)育的特點(diǎn)，選擇鎖水劑+膨脹劑水