论文部分内容阅读
[摘 要]桩23区块是鲁明公司在桩西区块布置的非常规勘探开发区块。钻探目的是开发桩23区块Es3F11油藏，进一步提高桩西区块油气产量，2013年完成油层固井5口。桩23区块完钻层位为沙三段，二开完钻平均井深3980m，完钻钻井液密度1.40g/cm？，选用139.7mm的套管，采用常规一次注水泥固井，水泥浆返至地面。
[关键词]晶格膨胀水泥浆体系；长封固段；一次性；固井工艺
中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0028-01
引言
桩23区块济阳位于坳陷沾化凹陷东北部五号桩洼陷，桩23块北部发育比较齐全，自下而上钻遇下第三系沙河街组、东营组及上第三系馆陶组、明化镇组、第四系平原组地层。完钻钻井液密度为1.40-1.45g/cm3，属于高压生产井。地层压力比较活跃，井下动态干扰较明显，地层空隙大，渗透性强，固井作业时既因长封固段发生井漏，又可能因水泥浆的失重而引起油、气窜，影响水泥环的胶结质量；该地区井下地层水发育，往往是油层上下均存在不同的水层，在固井过程中，由于水层的干扰，造成水窜影响水泥石的强度，严重时影响固井质量[1]。
1 桩23区块固井技术难点认识
桩23区块地层发育比较齐全，地层压力比较活跃，井下动态干扰较明显，地层孔隙大，渗透性强，固井作业时既可能发生井漏，又可能因水泥浆的失重而引起地层流体互窜，影响水泥环的胶结质量；油层上下均存在不同的水层，在固井过程中，由于水层的干扰，及完井工艺的要求，对固井技术提出了更高的要求。
（1）桩23区块作为新开发的非常规区块，具有井深较深，钻井液密度较高，井底温度高，循环压力高等特点；
（2）井身结构采用二开完井，不下技套，水泥浆一次性封固裸眼4000米，地層压力体系复杂，压稳、防漏难度大；
（3）水泥浆直接接触4000米裸眼地层，易造成水泥浆体系性能改变；
（4）长裸眼固井，水泥浆携砂能力强，连续积砂，容易蹩泵；
（5）油气层显示活跃，后效显著，压稳、防窜难度大。
2 针对桩23区块技术难点所采取的固井措施
面对桩23区块出现的固井技术难点以及固井后凝期间出现的“失重”、试油、热采过程中可能出现的油气窜等问题，我们通过有针对性的井眼准备及通井措施套管及扶正器的安全下入高性能的抗高温、高密度水泥浆体系合理的前置液有利于提高顶替效率的措施
固井综合压稳、平衡地层压力、保证固井施工安全的连续性，并且切实可行的能够达到保障固井一界面质量，提高固井二界面的最终目的。
2.1 优选高效驱油前置液体系
优质高效的驱油前置液体系能够有效的降低界面张力，具有较强的渗透作用，能够渗入油膜内部，产生渗透、润湿增溶作用，形成水包油状胶束，加快油浆、油膜的分离速率，使油膜分散悬浮于冲洗隔离液中，从而将其清除。同时能够冲洗井壁及套管壁，清洗残存的钻井液及泥饼，悬浮岩屑，并在水泥浆和钻井液之间起到缓冲作用，有利于提高顶替效率及固井质量，并且能够有效地隔开钻井液与水泥浆，能形成平面推进型的顶替效果[2]。高效驱油前置液体系驱油效果如下图（图1）所示：
2.2 晶格膨胀水泥浆体系
桩23区块是鲁明公司开发的深井区块，油气显示良好，为进一步提高固井质量，我们尾浆选用晶格膨胀水泥浆体系。
晶格膨胀剂水泥浆体系可在水泥浆凝固时产生轻度体积膨胀，可以封闭环空微隙，改善水泥环与套管、地层的界面胶结状况，特别提高第二界面固井质量。解决了由于水泥浆硬化后环空水泥石体积的收缩使界面胶结不良、地层封隔失败、水泥石整体性能的难题[3]。
2.3 晶格膨胀水泥浆体系性能
在温度50℃—180℃，压力0—60MPa下均能产生一定的膨胀；经过实验室大量模拟试验证明，此膨胀水泥浆体系失水低、强度高，流动性好、稠化时间可调、零析水，且具有改善水泥浆力学性能、降低渗透率的特性，可有效提高水泥浆体防窜能力，对环境无不利影响。膨胀剂对油井水泥膨胀率的影响曲线如下图（图2）所示：
2.4 膨胀式液压扶正器的安放
套管扶正器数量、位置准确的下入能够有效改变套管偏心问题，不但能够提高的顶替效率，还能提高固井一界面、二界面的水泥胶结质量，因为水泥浆冲刷套管时能够均匀，而不是从一边经过。
3 现场应用
3.1 晶格膨胀水泥浆体系的应用：
桩23-斜413VF井，完钻井深3985m，完钻钻井液密度1.50 g/cm3，油气顶界2845m，油层底界3940m，设计水泥浆返高地面，膨胀式管外封隔器下入数个，设计水泥浆量152m3。
共下入三个磁位C1：2794m-2797m C2：3214m-3217m C2：3713m-3716m
（1）优质高效驱油前置液体系
注入冲洗液： 14m3
（2）水泥浆体系
注入低密度水泥浆：1.80g/cm3-1.85g/cm3 80m3
注入晶格膨胀水泥浆：1.90 g/cm3-1.95g/cm3 40m3
（3）环空憋压
固井施工顺利结束后，环空憋压2MPa-3MPa，控制候凝期间油气窜。
（4）电测解释图
4 结论
桩23区块地层较为复杂，在固井设计与作业时全面考虑井眼以及后期采收率等各方面因素的影响，有针对性的利用各种技术措施来达到提高固井质量的目的，结合以上总结了几点结论：
1、桩23区块在晶格+低密增强体系的应用下能够保障油层段一、二界面固井质量。
2、油层井段下入树脂刚性扶正器，提高水泥浆顶替效率。
3、高效冲洗液、矿粉水泥浆体系推广到桩23区块。
4、上下井段温差较大，水泥浆发展缓慢，是2000m以上井段测井显示较差的主要原因，可以适当延长测声幅时间。
参考文献
[1] 陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].山东东营：石油大学出版社，2000.274-283.
[2] 刘崇建，黄柏宗，徐同台.油气井注水泥理论与应用[M].北京：石油工业出版社，2001.163-168.
[3] 张立哲，张宏军，聂正朋.高强增塑低密度水泥浆体系研究[J].石油钻采工艺，2007，29（6）：83-85.
[关键词]晶格膨胀水泥浆体系；长封固段；一次性；固井工艺
中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0028-01
引言
桩23区块济阳位于坳陷沾化凹陷东北部五号桩洼陷，桩23块北部发育比较齐全，自下而上钻遇下第三系沙河街组、东营组及上第三系馆陶组、明化镇组、第四系平原组地层。完钻钻井液密度为1.40-1.45g/cm3，属于高压生产井。地层压力比较活跃，井下动态干扰较明显，地层空隙大，渗透性强，固井作业时既因长封固段发生井漏，又可能因水泥浆的失重而引起油、气窜，影响水泥环的胶结质量；该地区井下地层水发育，往往是油层上下均存在不同的水层，在固井过程中，由于水层的干扰，造成水窜影响水泥石的强度，严重时影响固井质量[1]。
1 桩23区块固井技术难点认识
桩23区块地层发育比较齐全，地层压力比较活跃，井下动态干扰较明显，地层孔隙大，渗透性强，固井作业时既可能发生井漏，又可能因水泥浆的失重而引起地层流体互窜，影响水泥环的胶结质量；油层上下均存在不同的水层，在固井过程中，由于水层的干扰，及完井工艺的要求，对固井技术提出了更高的要求。
（1）桩23区块作为新开发的非常规区块，具有井深较深，钻井液密度较高，井底温度高，循环压力高等特点；
（2）井身结构采用二开完井，不下技套，水泥浆一次性封固裸眼4000米，地層压力体系复杂，压稳、防漏难度大；
（3）水泥浆直接接触4000米裸眼地层，易造成水泥浆体系性能改变；
（4）长裸眼固井，水泥浆携砂能力强，连续积砂，容易蹩泵；
（5）油气层显示活跃，后效显著，压稳、防窜难度大。
2 针对桩23区块技术难点所采取的固井措施
面对桩23区块出现的固井技术难点以及固井后凝期间出现的“失重”、试油、热采过程中可能出现的油气窜等问题，我们通过有针对性的井眼准备及通井措施套管及扶正器的安全下入高性能的抗高温、高密度水泥浆体系合理的前置液有利于提高顶替效率的措施
固井综合压稳、平衡地层压力、保证固井施工安全的连续性，并且切实可行的能够达到保障固井一界面质量，提高固井二界面的最终目的。
2.1 优选高效驱油前置液体系
优质高效的驱油前置液体系能够有效的降低界面张力，具有较强的渗透作用，能够渗入油膜内部，产生渗透、润湿增溶作用，形成水包油状胶束，加快油浆、油膜的分离速率，使油膜分散悬浮于冲洗隔离液中，从而将其清除。同时能够冲洗井壁及套管壁，清洗残存的钻井液及泥饼，悬浮岩屑，并在水泥浆和钻井液之间起到缓冲作用，有利于提高顶替效率及固井质量，并且能够有效地隔开钻井液与水泥浆，能形成平面推进型的顶替效果[2]。高效驱油前置液体系驱油效果如下图（图1）所示：
2.2 晶格膨胀水泥浆体系
桩23区块是鲁明公司开发的深井区块，油气显示良好，为进一步提高固井质量，我们尾浆选用晶格膨胀水泥浆体系。
晶格膨胀剂水泥浆体系可在水泥浆凝固时产生轻度体积膨胀，可以封闭环空微隙，改善水泥环与套管、地层的界面胶结状况，特别提高第二界面固井质量。解决了由于水泥浆硬化后环空水泥石体积的收缩使界面胶结不良、地层封隔失败、水泥石整体性能的难题[3]。
2.3 晶格膨胀水泥浆体系性能
在温度50℃—180℃，压力0—60MPa下均能产生一定的膨胀；经过实验室大量模拟试验证明，此膨胀水泥浆体系失水低、强度高，流动性好、稠化时间可调、零析水，且具有改善水泥浆力学性能、降低渗透率的特性，可有效提高水泥浆体防窜能力，对环境无不利影响。膨胀剂对油井水泥膨胀率的影响曲线如下图（图2）所示：
2.4 膨胀式液压扶正器的安放
套管扶正器数量、位置准确的下入能够有效改变套管偏心问题，不但能够提高的顶替效率，还能提高固井一界面、二界面的水泥胶结质量，因为水泥浆冲刷套管时能够均匀，而不是从一边经过。
3 现场应用
3.1 晶格膨胀水泥浆体系的应用：
桩23-斜413VF井，完钻井深3985m，完钻钻井液密度1.50 g/cm3，油气顶界2845m，油层底界3940m，设计水泥浆返高地面，膨胀式管外封隔器下入数个，设计水泥浆量152m3。
共下入三个磁位C1：2794m-2797m C2：3214m-3217m C2：3713m-3716m
（1）优质高效驱油前置液体系
注入冲洗液： 14m3
（2）水泥浆体系
注入低密度水泥浆：1.80g/cm3-1.85g/cm3 80m3
注入晶格膨胀水泥浆：1.90 g/cm3-1.95g/cm3 40m3
（3）环空憋压
固井施工顺利结束后，环空憋压2MPa-3MPa，控制候凝期间油气窜。
（4）电测解释图
4 结论
桩23区块地层较为复杂，在固井设计与作业时全面考虑井眼以及后期采收率等各方面因素的影响，有针对性的利用各种技术措施来达到提高固井质量的目的，结合以上总结了几点结论：
1、桩23区块在晶格+低密增强体系的应用下能够保障油层段一、二界面固井质量。
2、油层井段下入树脂刚性扶正器，提高水泥浆顶替效率。
3、高效冲洗液、矿粉水泥浆体系推广到桩23区块。
4、上下井段温差较大，水泥浆发展缓慢，是2000m以上井段测井显示较差的主要原因，可以适当延长测声幅时间。
参考文献
[1] 陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].山东东营：石油大学出版社，2000.274-283.
[2] 刘崇建，黄柏宗，徐同台.油气井注水泥理论与应用[M].北京：石油工业出版社，2001.163-168.
[3] 张立哲，张宏军，聂正朋.高强增塑低密度水泥浆体系研究[J].石油钻采工艺，2007，29（6）：83-85.