吳偉東
摘 要:羅斜73塊為羅家油田的探井,該井既存在漏失,又存在高壓層,要求采用尾管固井施工工藝。因固井施工過程中壓力波動窗口較窄,給固井施工帶來較大難度。在優(yōu)化水泥漿體系的基礎(chǔ)上,使用高效沖洗液和加重隔離液提高對下部高壓層的壓穩(wěn)能力,同時改變水泥漿流態(tài),提高二界面膠結(jié)質(zhì)量,從而解決了上高壓下漏失井的固井問題。
關(guān)鍵詞:油氣侵;漏失;高壓;尾管;固井施工
一、基本情況
1、 基本數(shù)據(jù)
探井羅斜73井,完鉆井深3788m,完鉆層位沙四段,水泥返高2760m。鉆井液性能:密度1.62g/cm3,漏斗粘度80s,API失水1.8ml,泥餅0.5mm,切力5/12Pa,含砂0.3%,PH值9.5。
2、井漏情況
羅斜73井鉆進(jìn)過程中發(fā)生漏失,鉆至井深3788m,由于油氣侵現(xiàn)象嚴(yán)重,氣測值較高,進(jìn)出口密度大于0.02 g/cm3,按接甲方要求以每周提升0.01 g/cm3的密度持續(xù)加重循環(huán)觀察,在將泥漿密度由1.61提至1.62 g/cm3的過程中,發(fā)現(xiàn)漏失,本次井漏累計漏失48.1 m3。
二、固井施工難點
1、鉆遇漏失層
該井鉆進(jìn)至3270-3300m沙四地層發(fā)生漏失,共漏失泥漿約48.1m3,后經(jīng)過堵漏,目前無漏失現(xiàn)象。但固井過程中仍然存在漏失風(fēng)險,對壓穩(wěn)造成影響,且造成水泥漿低返。
因儲層漏失,需要堵漏,導(dǎo)致無法使用振動篩清除堵漏材料,堵漏材料在井壁形成泥餅且泥餅較厚,若清除不徹底將嚴(yán)重影響二界面膠結(jié)質(zhì)量。
2、鉆遇高壓層
鉆進(jìn)至3720m時鉆遇高壓層,該井高壓層油氣上竄速度42m/h,若無法形成有效壓穩(wěn),將發(fā)生油氣侵竄,影響水泥石膠結(jié)質(zhì)量。且尾漿失重后,壓穩(wěn)困難,高壓層流體上竄,影響固井質(zhì)量;
3、水泥封固段較長
水泥封固段較長,環(huán)空靜液柱壓力增加值較大,易壓漏薄弱地層造成水泥漿低。且水泥漿長距離運(yùn)移,易發(fā)生竄槽,鉆井液對水泥漿的污染,易引發(fā)水泥漿的急劇稠化,造成施工壓力過高、蹩泵等復(fù)雜情況。
4、尾管工藝難點
尾管下入的扶正器可能將井壁上的虛泥餅刮掉,懸掛器處過流面積小,若循環(huán)不徹底,在懸掛器處易發(fā)生砂堵蹩泵;尾管固井存在不能正常碰壓的風(fēng)險,若不能碰壓,可能替空水泥漿或留水泥塞,管外封隔器也無法脹封。
三、針對性技術(shù)措施
1、優(yōu)化前置液和水泥漿設(shè)計,綜合應(yīng)用防漏、壓穩(wěn)固井工藝,配合使用套管外封隔器提高防竄能力,預(yù)防漏失的同時防止或減輕地層流體層間互竄。
2、使用高效沖洗液和加重隔離液,提高前置液對的井壁虛泥餅的清洗、對鉆井液隔離,同時提高對下部高壓層的壓穩(wěn)能力。
3、在重點封固段下入樹脂螺旋扶正器和整體式彈性扶正器,提高套管居中度的同時改變水泥漿流態(tài),提高二界面膠結(jié)質(zhì)量;在上部裸眼段下入整體式彈性扶正器減小摩阻,保證套管順利下入;懸掛器及技套鞋處分別下入剛性扶正器,提高重疊段處的套管居中度,保證重疊段處封固質(zhì)量,滿足套管試壓要求。
4、上部使用流變性好,稠化時間較長的降失水水泥漿,密度控制在1.75-1.85g/cm3,既提高頂替效率同時對高壓層能夠有效壓穩(wěn);油層段采用初凝時間短,高密度的塑性膨脹水泥漿體系,密度控制在1.85-1.95g/cm3,防止高壓油氣上竄及層間互竄,提高固井質(zhì)量。
5、特殊技術(shù)措施
(1)懸掛器不坐掛,引鞋坐井底固井,下完鉆具加壓探實底,保證管串不下滑,由于下部使用套管外封隔器,上部采用 液壓懸掛器,形成2個壓力系統(tǒng),采用引鞋坐到井底倒扣方式倒扣。
(2)引鞋各循環(huán)孔堵死,防止對井底沖刷,套管下沉,在 3714-3724m,多次下鉆遇阻,采用堵死引鞋循環(huán)孔,防止沖刷井底造成套管串下行,懸掛器中心管拔出,固井失敗。
(3)下套管前,打通碰壓座,需要提前憋掉球座,防止復(fù)合膠塞碰壓時無法插入球座形成自鎖。
(4)下短旋流套管,盡量多割旋流孔。
6、套管柱結(jié)構(gòu)
盲引鞋+短旋流套管1根+浮箍+短套管1根+浮箍+短套管1根+球座短節(jié)+套管串+管外封隔器+套管串+管外封隔器+套管串+懸掛器+送入鉆具。
7、套管扶正器設(shè)計
共下入彈性扶正器42只,樹脂扶正器22只,剛性扶正器4只。
8、水泥漿設(shè)計
根據(jù)電測井徑計算,水泥漿共計29.4m3。考慮到井徑誤差及上部井段水泥漿的接觸時間,附加水泥漿4.6 m3,共計34m3,水泥用量47噸。
9、水泥漿柱設(shè)計
領(lǐng)漿防竄系數(shù)4.88,防竄性能練好,領(lǐng)漿施工后期返處地面,在施工過程中起到封固和輔助壓穩(wěn)作用。尾漿防竄系數(shù)4<SPN≤6.5防竄能力較強(qiáng)。
10、前置液設(shè)計
加重隔離液密度1.7g/cm3,環(huán)空高度253m,用量8m3;高效沖洗液密度1.02g/cm3環(huán)空高度167m,用量8、6m3。加重前置液采用石英砂與懸浮劑及水配置而成.
由測得的600r/min和300r/min的刻度盤讀數(shù),可以利用以下公式求得塑性粘度和動切力:μp=? 600-? 300;τ0=0.511(? 300-μp)依據(jù)賓漢模式,τ0=τ-μpγ,由此得到:μp=35;τ0=2.044;n=0.924;K=0.0422,配置前置液n<1流動性能良好,沖刷能力較強(qiáng)。
11、替漿量計算
分段容積分別為25.28m3和11.57m3,后置液和壓塞液36.85 m3。
12、測井要求
水泥漿候凝時間36h。
四、施工結(jié)果
固井質(zhì)量,一界面優(yōu)質(zhì),二界面合格。
參考文獻(xiàn)
[1] 張明昌.固井工藝技術(shù)[M].北京 中國石化出版社,2017.1
[2]張明琛.固井工程師一口井[M].2002.3
(作者單位:勝利石油工程有限公司固井技術(shù)服務(wù)中心)