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摘 要：轮南油田经过20多年的开发，可动用层位越来越少，高含水层位越来越多。与开发初期油气层处于原始状态的基础井网相比较，存在井下压力系统复杂，邻井相互影响等多种问题，固井质量难以保证。运用三凝低密度水泥浆、预堵漏技术和平衡压力固井技术解决了井漏、油水窜槽、超缓凝等固井技术难题。
关键词：单级全封 水泥浆 三凝 低密度
轮南油田钻遇地层多，井身结构简化后，裸眼段长，需穿越多层压力体系，钻井难度和固井难度增大。上部地层易垮塌，下部目的层地层压力系数低、孔隙发育好，存在低压高渗、易井漏等固井技术难题。且由于长期注水开采，地层中含水量增多，层间互窜现象严重，固井质量难以保证。为此，从防窜机理入手，优选水泥浆外掺料、优化水泥浆性能、应用预堵漏固井技术、三凝低密度高强度水泥体系防止井井漏和地层流体侵入，确保了固井质量。
一、固井技术难点
1.井漏问题
轮南油田属老油田，新布井周边注水井多，且由于长期注水引起地层压力异常，钻井中低压高渗现象明显，水泥浆一次返到地面，封固井段长，地层承压能力低于环空水泥浆液柱压力时，就会发生漏失。
2.长裸眼问题
裸眼段长，封固井段所需的水泥量大，固井施工时间长。同时采用低密度水泥浆，对水泥浆性能要求高，注水泥工艺和水泥浆密度控制要求更高。
3.低密度水泥浆问题
采用低密度水泥浆固井是降低环空液柱压力的主要措施，但低密度水泥浆由于水灰比、外掺料较大，一般具有较低的抗压强度和高的渗透性，无法满足油气层段射孔要求及油气层改造的要求。
4.大温差下上部水泥浆超缓凝问题
一次性封固井段长，井底与井口温度差异大，轮南油田一般井深5000米左右，井温为110℃上下，地表温度为21-23℃，上下温差近88℃，以井底温度为基础设计的水泥浆体系，在上部井段会长时间不凝固，容易引起地层流体侵入，造成固井质量差。
5.顶替效率问题
水泥浆的流变性与水泥浆的稳定性是相互予盾的，水泥浆流变性好，顶替效率高，但浆体的稳定性相对会变差。井段长，井径变化不规则，易形成“大肚子”井眼，造成钻井液滞留区，无法被水泥浆彻底顶替。由于存在低压易漏层，因此施工排量不能过大，难以实现紊流顶替。
二、固井工艺技术措施
1.平衡压力固井技术
根据预测地层压力和邻井资料对比，对不同类型的漏失层位采取不同的堵漏方法。对于在钻井过程中发生漏失的，根据漏速不同采用随钻堵漏法。对于地层压力系数比较低的井，为了防止固井时发生井漏，采用动态承压来确定施工最大排量和水泥浆密度。固井设计时，充分考虑压力平衡，即液柱压力要大于地层孔隙压力而小于地层漏失压力。
2..静态下固井技术
下套管前，要求井场周边2Km范围内的注水井停注，并泄压。水泥浆候凝期间不能恢复注水，等到固井测完声幅后再恢复注水作业。
3.采用三凝、三密度水泥浆体系
全井封固井中，采用三凝、三密度水泥浆体系，并在水泥浆中加入了堵漏纤维。领浆采用密度略大于泥浆密度的低密度水泥浆体系，尾浆采用抗高温、短候凝常规密度水泥浆体系。这样既保证了目的层的固井质量，又确保了压力平衡。
4.旋流扶正器的使用
旋流扶正器的优点是与井壁接触面积大，可以有效防止套管粘卡，有利于套管顺利下入。而且由于本体上有螺旋状的引流槽，可以使流体呈旋流状上升，冲刷井壁携带走大井眼中滞留的钻井液，可以大大提高顶替效率。同时它还起到了保证套管居中的关键作用。
5.控制施工参数防止井漏
施工中控制注替排量，注替排量不能大于固井前的循环排量。水泥浆出套管鞋后，要根据压力变化，适当调整替浆排量。碰压前排量降至0.5m3/min，施工全过程要密切监视出口返出情况，如出口流量变小，确认是井下发生漏失后，以低返速进行替浆作业。
三、水泥浆体系
优选高抗压强度、球形度好的玻璃微珠作为减轻材料，研制密度1.20～1.40g/cm3超低密度水泥漿体系。玻璃微珠具有球形度好，粒度均匀，有利于实现体系的紧密堆积，且其承压能力强。优选超细硅粉进行合理的颗粒级配，掺入水泥浆中，进一步充填水泥石孔隙，形成更加致密的水泥石，可提高低密度水泥浆的强度、稳定性等综合性能；同时由于充填颗粒的滚珠效应，即使在较低的水固比下，也能使水泥浆具有良好的流变性。
1.低密度水泥浆主要组成：G级水泥、中空玻璃微珠（减轻剂）、硅粉、微硅、防气窜剂、降失水剂、缓凝剂、分散剂、堵漏纤维等。
五、结论与认识
1.以高抗压强度漂珠为减轻剂的低密度水泥浆，有很好的控制失水能力、较强的沉降稳定性、流动性好、抗压强度高、性能稳定、渗透率低等优点，能够满足易漏井、长封固段井固井施工，并能达到较好的固井效果。在温差达80 度的条件下，水泥石顶部强度发展快，72 小时可达4.1MPa。
2.固井作业之前，套管扶正器的加放方法、套管居中度、井眼准备以及钻井液的处理情况对超长封固段固井的施工安全和封固质量至关重要。
下套管前停注周边注水井，保持了地下动态平衡。候凝期间采用压力初偿技术，减小水泥浆失重，防止层间窜槽，满足了全井封的要求。
参考文献：
[1] 刘崇建，黄柏宗，徐同台等编著的《油气井注水泥理论与应用》
[2] 孙新华，冷雪，郭亚茹等：高强低密度水泥浆体系的研究，《钻井液与完井液》2009年1月第26卷第1期
[3] 余辉，丁开军，陈道元：复杂地层压力条件下长裸眼全井封固配套固井技术，《石油钻探技术》2005年11月第33卷第6期
作者简介：张小建（1978- ）男，汉族，甘肃泾川人，工程师，从事现场固井技术工作
关键词：单级全封 水泥浆 三凝 低密度
轮南油田钻遇地层多，井身结构简化后，裸眼段长，需穿越多层压力体系，钻井难度和固井难度增大。上部地层易垮塌，下部目的层地层压力系数低、孔隙发育好，存在低压高渗、易井漏等固井技术难题。且由于长期注水开采，地层中含水量增多，层间互窜现象严重，固井质量难以保证。为此，从防窜机理入手，优选水泥浆外掺料、优化水泥浆性能、应用预堵漏固井技术、三凝低密度高强度水泥体系防止井井漏和地层流体侵入，确保了固井质量。
一、固井技术难点
1.井漏问题
轮南油田属老油田，新布井周边注水井多，且由于长期注水引起地层压力异常，钻井中低压高渗现象明显，水泥浆一次返到地面，封固井段长，地层承压能力低于环空水泥浆液柱压力时，就会发生漏失。
2.长裸眼问题
裸眼段长，封固井段所需的水泥量大，固井施工时间长。同时采用低密度水泥浆，对水泥浆性能要求高，注水泥工艺和水泥浆密度控制要求更高。
3.低密度水泥浆问题
采用低密度水泥浆固井是降低环空液柱压力的主要措施，但低密度水泥浆由于水灰比、外掺料较大，一般具有较低的抗压强度和高的渗透性，无法满足油气层段射孔要求及油气层改造的要求。
4.大温差下上部水泥浆超缓凝问题
一次性封固井段长，井底与井口温度差异大，轮南油田一般井深5000米左右，井温为110℃上下，地表温度为21-23℃，上下温差近88℃，以井底温度为基础设计的水泥浆体系，在上部井段会长时间不凝固，容易引起地层流体侵入，造成固井质量差。
5.顶替效率问题
水泥浆的流变性与水泥浆的稳定性是相互予盾的，水泥浆流变性好，顶替效率高，但浆体的稳定性相对会变差。井段长，井径变化不规则，易形成“大肚子”井眼，造成钻井液滞留区，无法被水泥浆彻底顶替。由于存在低压易漏层，因此施工排量不能过大，难以实现紊流顶替。
二、固井工艺技术措施
1.平衡压力固井技术
根据预测地层压力和邻井资料对比，对不同类型的漏失层位采取不同的堵漏方法。对于在钻井过程中发生漏失的，根据漏速不同采用随钻堵漏法。对于地层压力系数比较低的井，为了防止固井时发生井漏，采用动态承压来确定施工最大排量和水泥浆密度。固井设计时，充分考虑压力平衡，即液柱压力要大于地层孔隙压力而小于地层漏失压力。
2..静态下固井技术
下套管前，要求井场周边2Km范围内的注水井停注，并泄压。水泥浆候凝期间不能恢复注水，等到固井测完声幅后再恢复注水作业。
3.采用三凝、三密度水泥浆体系
全井封固井中，采用三凝、三密度水泥浆体系，并在水泥浆中加入了堵漏纤维。领浆采用密度略大于泥浆密度的低密度水泥浆体系，尾浆采用抗高温、短候凝常规密度水泥浆体系。这样既保证了目的层的固井质量，又确保了压力平衡。
4.旋流扶正器的使用
旋流扶正器的优点是与井壁接触面积大，可以有效防止套管粘卡，有利于套管顺利下入。而且由于本体上有螺旋状的引流槽，可以使流体呈旋流状上升，冲刷井壁携带走大井眼中滞留的钻井液，可以大大提高顶替效率。同时它还起到了保证套管居中的关键作用。
5.控制施工参数防止井漏
施工中控制注替排量，注替排量不能大于固井前的循环排量。水泥浆出套管鞋后，要根据压力变化，适当调整替浆排量。碰压前排量降至0.5m3/min，施工全过程要密切监视出口返出情况，如出口流量变小，确认是井下发生漏失后，以低返速进行替浆作业。
三、水泥浆体系
优选高抗压强度、球形度好的玻璃微珠作为减轻材料，研制密度1.20～1.40g/cm3超低密度水泥漿体系。玻璃微珠具有球形度好，粒度均匀，有利于实现体系的紧密堆积，且其承压能力强。优选超细硅粉进行合理的颗粒级配，掺入水泥浆中，进一步充填水泥石孔隙，形成更加致密的水泥石，可提高低密度水泥浆的强度、稳定性等综合性能；同时由于充填颗粒的滚珠效应，即使在较低的水固比下，也能使水泥浆具有良好的流变性。
1.低密度水泥浆主要组成：G级水泥、中空玻璃微珠（减轻剂）、硅粉、微硅、防气窜剂、降失水剂、缓凝剂、分散剂、堵漏纤维等。
五、结论与认识
1.以高抗压强度漂珠为减轻剂的低密度水泥浆，有很好的控制失水能力、较强的沉降稳定性、流动性好、抗压强度高、性能稳定、渗透率低等优点，能够满足易漏井、长封固段井固井施工，并能达到较好的固井效果。在温差达80 度的条件下，水泥石顶部强度发展快，72 小时可达4.1MPa。
2.固井作业之前，套管扶正器的加放方法、套管居中度、井眼准备以及钻井液的处理情况对超长封固段固井的施工安全和封固质量至关重要。
下套管前停注周边注水井，保持了地下动态平衡。候凝期间采用压力初偿技术，减小水泥浆失重，防止层间窜槽，满足了全井封的要求。
参考文献：
[1] 刘崇建，黄柏宗，徐同台等编著的《油气井注水泥理论与应用》
[2] 孙新华，冷雪，郭亚茹等：高强低密度水泥浆体系的研究，《钻井液与完井液》2009年1月第26卷第1期
[3] 余辉，丁开军，陈道元：复杂地层压力条件下长裸眼全井封固配套固井技术，《石油钻探技术》2005年11月第33卷第6期
作者简介：张小建（1978- ）男，汉族，甘肃泾川人，工程师，从事现场固井技术工作