振動膠塞固井技術在JF1-8-4井的應用

周堅 孫萬興 張小建 張海濤 宋磊磊(渤海鉆探第一固井分公司 河北 任丘 062552)

解放渠東油田縱向上分為三個相互獨立的油藏，TI1為邊水層狀構造油藏，TI2為邊底水層狀構造油藏；TII油組為邊底水塊狀構造油藏；TIII油組為底水塊狀構造油藏，油藏埋深4400－4900。JF1-8-4井是布署在解放渠東油田一口開發井，鉆探目的是挖潛三疊系TII、TIII油組剩余油,兼探TI油組水淹狀況。二開采用Ф241.30mm鉆頭鉆至井深4534m完鉆，Φ200.03mm套管下至4532m常規固井。由于長期注水開采，地層中含水量增多，層間互竄現象嚴重，固井質量不易保證。為此，從防竄機理入手，優選隔離液體系、優化水泥漿性能、應用振動膠塞和環空壓力補償技術防止了地層流體侵入，確保了固井質量。

一、概況

1.井身結構

一開：￠406.4mm鉆頭×井深801m，￠273.05mm套管×800m；二開：￠241.3mm鉆頭×井深4534m，￠200.03mm套管×4532m。

2.鉆井液性能：見表1

表1 鉆井液性能

3.電測情況

井溫：97.5℃×4534m

井徑：電測平均井徑為257.72mm，擴大率6.8%，油層段擴大率12.6%

4.油層分布及油氣顯示

鉆進期間在三疊系見油氣顯示112.0m/17層，其中TⅠ油組25.0m/8層，TⅡ油組45.0m/6層，TⅢ油組42. m/3層。 TⅡ油組井段4420.00-4443.00m顯示最好，鉆時1-7min/m，巖性為淺灰色熒光細砂巖，氣測全烴：0.85↑61.15%，C1：0.7862↑54.0368%，其它組分全；現場綜合解釋：油氣層。

序號 1層位巖 性TI井段(m)4206.0～4210.0厚度(m)4灰色粉砂巖氣測解釋干層

差氣層差油氣層差油氣層黑灰色泥巖灰色泥質粉砂巖、淺灰色熒光礫狀砂巖淺灰色熒光含礫細砂巖淺灰色熒光含礫細砂巖差油氣層差油氣層灰色粉砂巖氣層2 3 4 5 6 7 8 9TI差氣層差氣層TII10差氣層差氣層TII5 4 2 3 1 3 3 9 1 2 2灰色細砂巖12灰色粉砂巖差氣層2313油氣層灰色泥質粉砂巖差氣層11差氣層1482 616油氣層差氣層17灰色細砂巖34TIII4238.0～4243.04275.0～4279.04281.0～4283.04285.0～4288.04314.0～4315.04322.0～4325.04329.0～4332.04370.0～4379.04383.0～4384.04387.0～4389.04392.0～4394.04420.0～4443.04443.0～4451.04469.0～4471.04494.0～4500.04500.0～4534.0灰色熒光粉砂巖灰色泥質粉砂巖淺灰色熒光細砂巖淺灰色細砂巖15灰色粉砂巖淺灰色熒光細砂巖淺灰色細砂巖

5.周邊情況

JF1-8-4井周邊1Km范圍內有采油井10口，注水井14口，注水層位TI、TII、TIII均有。

二、固井施工技術難點

1.油層段井徑擴大率12.6%，呈“糖葫蘆”形狀，頂替效率低。

2.油層、隔層多而薄，最薄的油層厚度1m,最薄隔層也僅2米厚，互竄問題十分突出。

3.裸眼段長，需封固不同壓力體系地層，“竄、漏”可能同時發生。

本研究中，與≥90分組患者相比，<70分組患者LVEF較低、pro-BNP較高、住院時間更長、消化道出血更多見，心臟破裂或室間隔穿孔發生有增加趨勢。<70分組患者年齡更大、女性比例更高、因STEMI就診比例更高、急診介入治療比例更高、入院時收縮壓血壓稍低，這可能是其轉歸較差的原因。

4.滲透性地層易引起水泥漿失水過大，造成施工事故，損害油氣層。

5.水泥漿一次上返4534m，上下溫差達70℃，易造成環空水泥漿強度發展上下不均衡。

6.施工量大，施工時間長，水泥漿稠化時間長，結構發展慢，壓穩困難。

7.對固井質量要求嚴。(1)返高一般要求返至地面(2)油層及隔層段固井質量要求優質，其余井段固井聲幅值小于30%。

三、固井設計與技術對策

1.嚴格控制好套管下放速度，防止產生激動壓力壓漏地層或造成井壁跨塌，保證套管順利下到位，并能夠正常建立循環；

2.優化水泥漿配方，嚴格控制水泥漿失水和析水，并以電測資料為依據合理設計水泥漿量，固井使用硅粉水泥漿與低密度水泥漿兩種；

3.合理安放套管扶正器，保證套管居中度，并合理設計施工排量，提高頂替效率；

4.套管下放到位后，必須充分循環洗井2周以上方能進行固井施工；

6.為提高固井質量，保證頂替效率，施工排量按環空每米返速計算。

7.采用振動膠塞固井，改善流體性能，提高頂替效率，提高水泥膠結強度，提高固井質量。

四、振動膠塞固井工藝原理

振動膠塞固井原理主要是通過諧振器安裝在固井膠塞的本體上，不改變現有的注水泥工具，根據施工的工藝流程，設計振動時間；便于提高水泥漿的膠結強度。

五、JF1-8-4井Φ200.03mm套管正注反擠室內化驗:

水泥漿體系:

常規密度：阿G+互利微硅(100:3)設計密度1.88g/cm3；

低密度：阿G+LANDY-30S＋微硅(100:30:25) 設計密度1.35g/cm3

領漿稠化曲線(稠化時間361min/100Bc)

尾漿稠化曲線(稠化時間288min/100Bc)

六、JF1-8-4井Φ200.03mm套管正注反擠施工情況:

在正注時使用振動膠塞固井,先裝入水泥頭、根據固井設計，設計振動時間；遙控激振過程、注前置液、碰壓后自動激振過程、碰壓后自動激振調整振頻，共振后完成關閉。施工完后環空打壓，之后測聲幅結果顯示，固井質量優質。

結論

1.解放渠東油田井具有長封固裸眼段，注水泥漿量大，施工壓力高，易出現蹩高壓；且管外靜液柱壓力大，且循環壓耗高，替漿排量受限制，頂替效率低會影響水泥返高固井質量等施工難點，根據井徑合理選加扶正器，確保套管的居中度，提高頂替效率。對于井眼不規則，井徑擴大率大的井段，為防止水泥漿竄槽，下入旋流扶正器，使水泥漿在環空產生一個橫向流動，提高頂替效率，使用振動膠塞固井，有利于提高頂替效率。

2.振動膠塞固井作用是通過諧振器的振動激發套管環空流體共振，提高頂替效率，諧振器振動可破環入井流體的內部結構，改善流體的流動性；

3.諧振器的振動可打散水泥顆粒的聚集，水泥水化更加充分，縮短了水泥稠化的過渡時間，使得水泥漿更加均勻，提高水泥漿的強度，可以減少水泥漿的靜切力，維持靜液水泥漿的凝結，收縮得到補償，提高了第一界面、第二界面的膠結強度，有利于防固井竄槽。

[1]王恩合王學良 王學成 陳杰陳杰王雪梅《動態振動固井技術研究及現場試驗》【石油鉆探技術],2011年04期.