復雜井永38綜合固井技術

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　　摘要：永38井是一口預探井，完鉆井深3860m，井下掉快、井漏、氣侵，固井施工難度大，固井質量難以保證。從扶正器、旋流發生器、封隔器和兩凝水泥漿體系的角度出發。采用綜合固井技術，固井施工順利，固井質量合格。
　　關鍵詞：永38井 扶正器 旋流發生器封隔器 水泥漿 固井質量
　　引言
　　永38井是江蘇石油勘探局部署在高郵凹陷漢流斷裂帶永安構造永38塊的一口預探井，設計井深4200m，主探永38塊E2d含油氣情況，完鉆井深3860m，該井在三開鉆進過程中，井下掉塊，劃眼，井漏的現象時有發生，且存在氣侵，給固井施工帶來諸多困難，固井質量難以保證。
　　永38井固井主要的難點：
　?。?）、井下掉塊嚴重，長期的劃眼形成“大肚子”井眼，固井施工時頂替效率難以保證。
　?。?）、井下有井漏的現象，雖然進行了封堵，但固井時仍有井漏的危險，影響封固質量。
　?。?）、井下有氣侵，固井時易發生竄槽，影響封固質量。
　?。?）、該井井深、封固段長，單級設計封固段達1545m。
　　固井作業作為完井工程中的一個重要環節，與其它作業相比，其技術難度更高，風險更大，為了保證該井地面施工和固井時井下安全，采用了綜合固井技術，確保了該井的固井質量。
　　
　　一、 優選扶正器，合理排列扶正器位置
　　套管在井眼中的居中度是有其井固井質量好壞的決定因素之一，而扶正器安放又是套管居中與否的基礎。不同類型的扶正器性能對套管的下入和最終的居中度有不同的影響。
　　常規的彈性扶正器是根據彈簧的原理設計的，它有較高的復位力即扶正力，扶正力的大小取決于其上的載荷大小。這種扶正器會產生較大的下入力，影響套管的正常下入。
　　永38井為直井，井眼不規則，首選彈性扶正器，但考慮到井下掉塊嚴重，井徑不規則，鉆井液的粘度高，安裝彈性扶正器，容易造成套管入井過程中遇阻，到底開泵難的現象。
　　為了保證套管的居中度和套管的正常入井，選用了螺旋剛性扶正器，這種扶正器的扶正條與軸線有一定的夾角，在井壁不規則時能減輕遇阻沖力；水泥漿穿過螺旋時會產生旋流，從而提高水泥漿的頂替效率。
　　該井為直井，螺旋剛性扶正器的安放位置為從井底向上每三根套管安放一支，共30只（其中4個滾輪剛性扶正器，3個旋流扶正器，23個剛性扶正器）。
　　
　　二、 選用旋流發生器，改變替漿時水泥漿流態
　　永38井井下長時間劃眼，井徑極不規則，存在“大肚子”井眼，為了保證水泥漿的頂替效率，在“大肚子“井段下部套管上安裝旋流發生器，使流體在環空中產生一個橫向流動速度，改變井眼中流體直線流動的狀態，增加環空中流體的縱向活動面積，以加強對大井眼段靠近井壁處鉆井液的清理效果，達到有效頂替鉆井液、增加水泥環及第二界面膠結強度的目的。
　　 為了保證旋流發生器的使用效果，一共安裝了3只，分別在3480m、3410m、3340m。
　　三、 使用封隔器，有效封隔氣層
　　套管外封隔器是一種與套管鏈接用來封隔套管與井壁間環形空間的井下工具，可有效封隔油氣水層，進行有選擇性的開采或者封堵某一層段，保證套管外環空的密封。套管外封隔器可顯著提高固井質量，有效進行層間封隔，保護或減少油層污染，為提高原油采收率和開采率提供保障。
　　永38井在鉆進至井深3752米，短起下時發現氣侵，同時在井深3509m漏失30m3，井深3854m漏失32m3。為了保證固井質量和水泥返高，在井深3152m―3158m；3512m―3518m處下入華北石油管理局HXK140-178-1150型號的水力擴張式封隔器，有效封隔漏失層和氣層。
　　
　　四、 使用兩凝水泥漿，降低液柱壓力
　　優質的水泥漿性能是整個固井施工的關鍵，也是固井質量的關鍵，為了保證在固井施工過程中不發生漏失，采取了兩級水泥漿體系，上部采用密度為1.60g/cm3，下部采用密度為1.90g/cm3，降低了液柱壓力，保證了固井施工的順利。水泥漿性能要求低失水量， API失水量小于50ml；零自由液；流動度大，大于25cm；24小時抗壓強度大于14MPa；稠化曲線盡量滿足直角稠化。
　　配方：上部：水泥＋20%硅粉＋1%KR-300+2.0%JS-8+1.8%JS-18+0.05%JS-19
　　下部：水泥＋1.8%JS-8+1.0%JS-18+0.05%JS-19
　　
　　
　　 表1 永38井水泥漿性能表
　　項目 上部 下部
　　密度（g/cm3） 1.60 1.90
　　水灰比 0.85 0.44
　　流動度（cm） 27.8 29.3
　　自由液（%） 0 0
　　95℃ API濾失量（ml） 44 40
　　抗壓強度95℃×24h（Mpa） 15.6 16
　　初始稠度（BC） 17 13
　　稠化時間(min) 151 143
　　流變讀數 128/99/83/56/24/14 102/76/60/35/14/8
　　
　　
　　
　　表1 永38井上部水泥漿稠化曲線
　　
　　表2 永38井下部水泥漿稠化曲線
　　2010年12月29日進行了油層套管固井施工，施工前泥漿性能：密度1.37g/cm3，漏斗粘度58s。注前置液8m3,再注入微硅低密度水泥漿37m3，平均密度1.62g/cm3，注入常規密度水泥漿16 m3，平均密度1.89 g/cm3，然后替入壓塞液3m3，替泥漿時，采用單泵Φ180mm缸套，替泥漿排量33l/s，起壓后逐步降低排量，當累計泵沖為2060時，跟車停泵，平穩碰壓，共替入泥漿45.6m3，封隔器座封壓力19MPa，封隔器座封正常，采用關內憋壓的候凝方式，憋壓壓力8～10MPa，施工正常。該井的固井質量評定為合格。
　　
　　五、 小結
　　1、 合理的管竄結構，保證了套管的順利入井，保證了套管的居中度，為固井提供了有利的前提條件。
　　2、 旋流發生器的使用，改變了水泥漿的流態，提高了頂替效率。
　　3、 雙封隔器的使用有效地封隔了油氣層，防止了氣竄。
　　4、 兩級水泥漿體系的使用降低了液柱壓力，避免了固井施工過程發生井漏。
　　5、 綜合固井技術的整體應用，是永38井成功固井的關鍵。
　　
　　注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。
　　

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