WS—Ⅰ型超低滲暫堵劑提高調整井固井質量可行性

王建永

油田開發對調整井固井質量的要求

在油田開發過程中，不同開發階段對固井質量提出的要求不同。現階段調整井開發對象是表外儲層和薄差油層，油層與隔層的厚度最薄處僅0.2米，不僅要求固井質量合格率，還要及固井質量優質率；不僅要求厚油層隔層封固好，還要求全井及每個小層的隔層封固好。

固井質量差的原因分析

就目前調整井固井來說，造成固井質量差的原因主要有：

井徑不規則的影響。據采油六廠半年報數據，截止今年5月份，采油六廠今年所鉆的調整井中，井眼擴大率大的井達17%。井眼擴大率大導致固井質量差的問題比較突出。

井眼擴大率大的井眼，井眼處會出現局部不循環滯流區。在滯流區存有鉆井液、前置液和水泥漿等形成的混合物及濾餅，將嚴重影響水泥漿的固化過程及固化后的強度，導致在第二界面形成流體滲流通道，最終導致竄槽（如井壁上存在2mm的泥餅，當其收縮45%時會產生0.1mm寬的縫隙，其滲透率高達幾個 m2）。在目的層中，泥頁巖是油層的蓋層或隔層，若薄的隔層處井眼有“大肚子”，固井后第二界面發生竄槽就幾乎不可避免。這就是為什么在鉆井過程中井眼擴大率大的井，固井質量檢測第一界面優質（合格），射孔后很快就發現竄槽的原因之一。

在鉆井過程中，當鉆井液柱壓力與地層壓力之差較大時，壓穩與漏失的矛盾就十分突出。為了壓穩，需使用密度盡可能高的鉆井液，為了防止漏失，不得不盡可能的降低鉆井液的密度，在這一矛盾無法兼顧時，必將發生的就是溢流鉆進或漏失鉆進，使井壁不穩定，井徑不規則，井眼擴大，最終導致固井質量差。

低滲高壓層的影響。對近年來調整井固井質量分析結果表明，低滲高壓層固井質量問題主要集中發生在S0～S1，約占固井質量問題總數的50%。

低滲高壓層的特點是泄壓緩。鉆井前，在有限的停注放溢時間內，即使是注水井井口壓力釋放到規定值，也只能表明其井點附近有限范圍內的泄壓情況，而設計預鉆井位地層壓力大多不能有效降低。

當固井水泥漿柱壓力小于低滲高壓層壓力時，地層流體侵入水泥漿，造成水泥漿固化膠結不好，水泥石孔隙增大，使地層流體竄流有了通道；當固井水泥漿柱壓力大于低滲高壓層壓力，但大于值小于1.0MPa時，因水泥漿從初凝到終凝的稠化過程中，產生的“失重”現象可使水泥漿柱壓力小于低滲高壓層的壓力，引發同上一種情況一樣的問題。這就是固井質量隨著時間的延長水泥膠結指數不斷降低的另一個原因。

高滲低壓層（漏失層）的影響。高滲低壓層有大的濾失通道，層內有較大的容納濾液空間，當固井水泥漿柱壓力與層內壓力的壓差較大（大于5MPa）時，固井水泥漿因失水過多，在井壁上形成厚厚的水泥餅，造成橋堵和竄槽。

解決固井質量差的問題難以上三個方面不是單獨影響，而是共同影響，研究表明其實質是縱向上地層的層間壓差大（壓差大于9.5MPa）造成大的。若要徹底解決調整井固井質量差的問題，就必須解決地層層間壓差大的問題。

若有一種產品，能提高高滲低壓層的承壓能力，使DSF<1（DSF為壓穩系數，可由井況基本數據及水泥膠凝強度發展的實驗資料計算，既當DSF≥1時，在現有的固井技術條件下，固井質量可達到優質；當DSF<1時，固井后幾乎肯定將發生竄槽問題）的井都變為DSF≥1，即在鉆、固井過程中，確保高滲低壓層（漏失層）不濾（漏）失，就可以解決問題。WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑可以在實現有效封堵的情況下大幅提高地層承壓能力，從而可以達到大幅提高固井質量目的。

WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑

WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑通過增強濾餅強度，大幅度提高巖心的承壓能力，使低壓地層的承壓能力可控，可按需要“設計”層間壓差，即可以保證鉆井安全，又確保固井質量優質。

不同條件下砂床實驗結果。基漿配方：5%膨潤土+0.5%FA367+0.8%NPAN+0.3%XY27+1%FT-1+0.3%CSW-1。

從表中看出：不同砂床目數下均能實現零濾失。隨砂床目數增加，侵入深度減小；隨壓力增加，侵入深度增加。可通過用產品加量方式調節侵入砂床（地層）深度。

從表中看出，溫度對侵入砂床深度影響不大。

提高巖心承壓能力室內實驗。在基漿中加入WSⅠ型超低滲暫堵劑，在50℃條件下進行巖心承壓實驗。

基漿配方：5%膨潤土+0.5%FA367+0.8%NPAN+0.3%XY27+1%FT-1+0.3%CSW-1

注：采用高溫高壓失水儀測定結果，巖心滲透率在845.21.X10-3～892.32X10-3 m2范圍內

實驗結果表明，隨產品加量的增加，巖心的承壓能力大幅度提高。其意義為：可根據待鉆井區地層的層間壓差的具體情況確定低壓層需要提高的承壓數值，用該區該層位的巖心做承壓能力實驗。

經濟效益分析

對于DSF<1的井來說，使用WSⅠ型超低滲暫堵劑型可以確保DSF≥1，使固井質量優質，層間不竄槽，否則將發生竄槽。

鉆井時使用WSⅠ型超低滲暫堵劑，單井投入增加約4萬元，單井封竄費用按20萬計算，則采用WSⅠ型超低滲暫堵劑，單井可少投入16萬元。同時，鉆井時使用WSⅠ型超低滲暫堵劑，還可以起到很好的保護油層的作用，又產生較大的經濟效益。

認識及結論

調整井固井質量差是地層層間壓差大造成的。壓差大使鉆井過程中產生“大肚子”井眼，使固井過程中的水泥漿柱壓不穩地層，導致固井質量差。

調整井固井質量差的井與地層層間壓差大的井的對應關系如何，還需要細致、深入地統計研究，究竟多大的層間壓差算大需要有一個定量的數據。

WS-Ⅰ型超低滲暫堵劑室內實驗說明它可以解決大慶油田調整井鉆、固井過程中難以解決的地層層間壓差大的問題。