董 燕，夏保華

(1.中國石油大學勝利學院油氣工程學院，山東 東營 257000;2.中國石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司，山東 東營 257000)

伊朗雅達油田位于伊朗西南部的胡澤斯坦省，是世界上還未開發(fā)的特大油田之一，已探明石油儲量約32億桶，天然氣儲量約800億立方米，屬于中東波斯灣盆地扎格羅斯山前褶皺和阿拉伯地臺東緣的過渡帶，構造為近南北向的一個大型的長軸背斜。該油田產(chǎn)層有Sarvak產(chǎn)層和Fahliyan產(chǎn)層，而Fahliyan產(chǎn)層又分為上、下兩層，對應井身結構分別為212.73mm鉆頭下177.80mm尾管和149.23mm鉆頭下114.30mm尾管。這兩層套管固井均為小間隙固井，筆者主要介紹綜合固井工藝在下Fahliyan產(chǎn)層小間隙尾管固井中的應用。

1 井況簡介

下Fahliyan產(chǎn)層完鉆井深4400～4600m，上層177.8mm尾管下深3800～4000m，下Fahliyan產(chǎn)層114.30mm尾管固井重疊段一般為100m，封固段550～700m。巖性為米黃色石灰?guī)r，地層靜止溫度為150～175℃。

2 固井的主要技術難點

(1)環(huán)空間隙小，水泥環(huán)薄。149.23mm鉆頭下114.30mm尾管固井，理論間隙為17.46mm，一般常規(guī)井要求環(huán)空最小間隙不小于19mm，屬于超小間隙固井。

(2)地層溫度、壓力高。本井固井前循環(huán)溫度為120～140℃，屬于高溫固井。完鉆鉆井液密度為1.68～1.72g/cm3，油氣顯示活躍，屬于高壓井固井。

(3)套管貼邊。該層采用最大外徑149.23mm的螺旋式剛性扶正器，上層177.80m尾管的內徑為154.69mm、井眼最大尺寸為161.16mm，造成套管貼邊，其扶正效果和紊流發(fā)生效果有限。

(4)尾管懸掛器座掛后過流面積小。該層采用德州大陸架液壓式單錐114.30mm×177.8mm旋轉尾管懸掛器。裸眼及重疊段環(huán)空過流面積分別為100和85.3cm2，座掛前過流面積22.58cm2，座掛后過流面積16.13cm2，座掛后過流面積僅為裸眼段及重疊段的20%左右，懸掛器位置井段成為一個瓶頸，容易造成憋堵。

(5)泵壓高，開泵困難。井眼環(huán)空小，地層壓力高，鉆井液密度高，懸掛器過流面積小，打鉆、通井、刮管時形成的井底碎屑、沉砂等造成了高泵壓，開泵初始泵壓就很高。

(6)頂替效率差。固井要求最低流體環(huán)空上返速度不低于1.2m/s，現(xiàn)場僅為0.5～0.6m/s，無法實現(xiàn)紊流頂替，對井壁泥餅和尾管外壁的沖刷效果差，也易形成竄槽。

(7)地層流體伴含CO2和 H2S。地層中 CO2、H2S和水泥石產(chǎn)生反應，使水泥石滲透率增大，結構變得疏松，強度下降。

(8)油水互層多，間隔短。該產(chǎn)層油層、水層間隔出現(xiàn)，層間間隔僅為40～50m，且十分活躍。這對裸眼段水泥石封固質量，特別是對第二界面的封固質量提出很高的要求。

(9)鉆井液添加劑的影響。從鉆井液添加劑對水泥漿性能污染試驗結果來看，部分鉆井液添加劑如潤濕反轉劑(圖1)、表面活性劑、固壁潤滑劑、降失水劑(圖2)，會引起水泥漿處理劑反向，并產(chǎn)生包心和造成溫度波動，導致稠化時間大幅度縮短，并因為凝膠效應導致漿體稠度迅速增大，影響了流動性和強度的生成［1-2］。

圖1 潤濕反轉劑對水泥漿的影響

圖2 降失水劑對水泥漿的影響

3 固井技術對策

3.1 高溫防竄抗腐蝕水泥外加劑的優(yōu)選

通過試驗篩選抗腐蝕材料，進行組合、復配等試驗研究工作，對抗腐蝕材料的常規(guī)性能進行分析評價［3-4］，優(yōu)選出 DC206防腐劑，試驗表明:外加劑DC206在15%～30%的加量區(qū)間，進行21d水泥石腐蝕試驗，水泥石的抗壓強度不但沒有下降，反而在一定程度上有所增加，說明防腐外加劑加入有效提高了水泥石腐蝕后的抗壓強度，在一定程度上降低了腐蝕后的水泥石的滲透率。

3.2 帶封隔器的旋轉尾管技術

本區(qū)塊采用威德福生產(chǎn)的TDH頂驅水泥頭，通過旋轉尾管，在套管外環(huán)空水泥漿穿過扶正器螺旋片時產(chǎn)生旋轉，形成旋流流型頂替，根據(jù)工具性能和轉動扭矩，在直井中，一般控制在14～20r/min，能有效改善小間隙井眼環(huán)空的驅替效果。

另外，懸掛器上的封隔器，在替漿結束后，通過下壓的方式脹開，關閉井眼流體上竄通道，有效防止固井后水泥環(huán)失重和微縮造成的流體上竄，對提高固井質量起到幫助。

3.3 加重前置隔離液技術

采用MS前置液+MS－R1懸浮劑+DZH－2緩凝劑+DZS分散劑+重晶石復合加重前置液技術，按照紊流接觸時間滿足10min的體積配置。

3.4 先導鉆井液技術

配制性能良好的低切力鉆井液，初切力為2～3 Pa，一般使用15m3，在加重前置液前面注入，較好地驅替被污染的鉆井液及濾餅，提高水泥環(huán)第二界面膠結質量。

3.5 紊流－塞流復合頂替技術

固井施工期間，通過模擬計算控制好施工排量和壓力，在不能達到紊流頂替情況下，可采用紊流－塞流相結合的復合頂替工藝技術，提高不規(guī)則井眼水泥漿頂替效率，改善水泥石膠結質量，并減小固井漏失的風險。下套管前，嚴格執(zhí)行通井作業(yè)，保證井眼清潔，可考慮使用大尺寸噴嘴或者不裝噴嘴。

4 其他輔助措施

4.1 壓穩(wěn)防竄設計

固井施工設計中要做詳細的壓穩(wěn)防竄設計，優(yōu)化環(huán)空漿體結構，以確保固井施工安全，做到平衡固井。

4.2 盡可能提高套管居中度

全部采用螺旋型剛性扶正器，在下部附件套管段和上層套管重疊段均為1根套管加1只扶正器，在井徑大的井段套管上下分別加1只扶正器，其他井段每2～3根加1只扶正器。

4.3 調整鉆井液參數(shù)，降低鉆井液固相

原則要求在1.65～1.72g/cm3水基鉆井液條件下，同時保證鉆井液懸浮能力作為前提，漏斗黏度控制在60s以下。下套管前，降低鉆井液固相含量，并進行清罐作業(yè)，鉆井液泵入口濾子也需要清洗更換，充分使用好固控設備減少鉆井液中有害固相含量，盡可能降低固相對尾管工具的不良影響。

4.4 保證循環(huán)周，并循環(huán)探底

尾管懸掛器座掛前，保證2周的連續(xù)循環(huán)時間;懸掛器座掛后，至少保證1周的連續(xù)循環(huán)時間;懸掛器坐掛前、后，均要求采用緩緩提速開泵法，初始泵沖控制在5沖以內，每次泵沖提高不得超過3沖，至少觀察5～10min后才能再次提排量，直至達到固井作業(yè)需要的排量，井眼干凈。循環(huán)一周后，確認井底鉆井液返出地面后，再進行低泵沖循環(huán)探底作業(yè)，探底作業(yè)后緩慢提高排量，防止井底沉砂堵塞環(huán)空。

4.5 限制口袋長度

為防止懸掛器下滑時中心管棘爪脫出，應根據(jù)不同類型懸掛器的送放工具長度確認口袋長度。原則上177.8mm尾管口袋長度不超過0.5m，114.3 mm尾管口袋長度不超過2m。

4.6 預留上水泥塞

為確保尾管重疊段封固質量，保證與封隔器聯(lián)合起到雙密封的作用，懸掛器頂部以上預留30～50 m水泥塞，候凝結束后，掃塞測井。

4.7 采用浮鞋+雙浮箍+球座的套管附件組合

采用防硫的浮箍、浮鞋，并采用雙浮箍的方法，降低工具風險，防止倒返的發(fā)生而造成低返。

5 現(xiàn)場應用及質量評價

通過分析和研究，采用上述相應技術對策在該油田10余井次下Fahliyan產(chǎn)層114.30mm尾管固井中得到了應用，80%的井次取得到了良好的效果。第一及第二界面膠結質量都比較好，實現(xiàn)了層間的有效封隔。已經(jīng)完成的5口井的產(chǎn)層試油情況也證明了層間的封隔是有效的。

以F14井為例。完鉆井深4445m，114.30mm尾管下深4444.5m，口袋0.5m。鉆井液密度1.73 g/cm3，循環(huán)排量0.72m3/min，循環(huán)壓力15.5MPa，循環(huán)時間8h，尾管轉速15～18r/min。注水泥前，先注入先導鉆井液15m3，注入加重前置液6m3，密度為1.75g/cm3，采用密度為1.89g/cm3的FSAM+DZP+DC206的非滲透微膨脹防腐防竄水泥漿體系，水泥漿量9m3。頂替最大排量0.55～0.75m3/min，最高替漿壓力19.2MPa。放壓回零，無回流，上提下壓座封懸掛器封隔器，卸水泥頭，起鉆1柱，預留上塞30m，接頂驅，開泵循環(huán)多余水泥漿。固井后48h，下鉆掃塞到人工井底，測固井質量，封固段合格率為93.6%，優(yōu)質率為83.3%。以F14井114.30mm尾管CBL及變密度曲線結果為例，見圖3。

圖3 F14井114.30mm尾管CBL及變密度曲線

6 結束語

實踐證明，針對雅達油田下Fahliyan產(chǎn)層固井難點而制定的技術對策，基本保證了小間隙尾管固井的作業(yè)質量，也為該油田后續(xù)的同類型作業(yè)及其他油田固井作業(yè)提供了實踐經(jīng)驗。隨著新技術、新工具、新材料的不斷發(fā)展，新的綜合固井工藝及措施也將會在該油田的后續(xù)固井作業(yè)中得到引進與應用。

［1］劉崇建，劉孝良，劉乃震，等.提高小井眼水泥漿頂替效率的研究［J］.天然氣工業(yè)，2003，23(2):46-49.

［2］馬勇，郭小陽，姚坤全，等.鉆井液與水泥漿化學不兼容原因初探［J］.鉆井液與完井液，2010，27(6):46-48.

［3］石油鉆井工程專業(yè)標準化委員會.SY/T5546-92.油井水泥應用性能試驗方法［S］.北京:石油工業(yè)出版社，1993.

［4］羅長吉，王允良.固井水泥環(huán)界面膠結強度試驗研究［J］.石油鉆采工藝，1993，35(3):147-163.