KS2-1-6井177.8+232.5mm超深井套管回接固井技術

李清潔 周堅 許盟 田振華 李利軍(渤海鉆探第一固井分公司 河北 任丘 062552)

一、概況

1.井身結構

一開：￠660.4mm鉆頭×井深498m，￠508mm套管×498m；二開：￠444.5mm鉆頭×井深4817m，￠363.2mm+339.7mm套管×4815m；三開：￠311.15mm鉆頭×井深6537.5m，￠244.5mm+265.13mm尾管×6537.5～4521.47m回接井深：4521.47m,￠244.4mm+273.05mm套管×4521.47m；,；四開：￠215.9mm鉆頭×井深6822m，￠177.8mm尾管×6822～6208.67m，回接井深 :6208.67m,￠177.8mm+232.5mm套管×6208.67m；

2.固井目的：回接Φ177.8mm+232.5mm套管至井口，為下步開采創造條件。

3.固井方法：采用一次注水泥固井。

二、固井施工技術難點

1.施工泵壓高，循環泵壓達到31Mpa，套管下到位后，進行試插、驗封，打壓5MPa穩壓10min未降。從泥漿性能上看，已經具備施工條件，但泵壓太高。

2.水泥漿封固段長，上下溫差達90℃，頂部水泥漿易造成超緩凝。對水泥漿性能影響嚴重，漿體抗高溫、抗鹽性能要求高，水泥漿體系選型及配方調節困難。

3.抗高溫水泥漿體系，漿體沉降穩定性差，加重材料的沉淀分層，使漿體流動性變差，流阻增大，環空間隙僅為6.435mm,容易造成環空堵塞，易導致施工事故；高比例外摻料的水泥石早期強度形成慢且滲透率高，膠結強度及水泥石的抗壓強度低，影響封固質量。

三、技術分析與施工措施

1.本井為高壓氣井，選用Ф177.8mm+232.5mm×TP140V×12.65mmTP140V×16.75mm+×TPCQ（扣型）的高強度、厚壁非標套管；下套管前確保井桶內暢通；充分循環調整泥漿性能，減小下套管摩阻。

2.依據緊密堆積理論，通過固相填充材料的顆粒級配，提高水泥漿的穩定性。

⑴應用7.2g/cm3超高密度加重劑GM，降低加重材料在漿體中體積比，增加水泥含量，提高水泥漿的穩定性。

⑵水泥中加入一定比例的硅粉、防氣竄劑、和細微膠凝材料CEA-1，通過漿體中的不同固相顆粒大小間的分布和級配，增大干混物堆積體積分數PVF，改善水泥漿的防沉淀穩定性，增強水泥環對套管的抗擠毀保護能力，延長套管使用壽命。

⑶ 水泥漿中不同顆粒材料緊密堆積，PVF分數的提高，CEA-1形成的早期強度，及在干水泥中混入一定比例的FLOK-2（粉狀防氣竄劑），有利于提高水泥漿的防氣竄能力。

水泥與各種固相材料混合比例：（阿克蘇G級油井水泥：硅粉：CEA-1 ）：FLOK-2=(100:35:8:):2.5

3.優選水泥漿配方，優化水泥漿性能，保證回接頂部水泥石的強度。

4.使用抗高溫優質沖洗型加重隔離液，提高頂替隔離效率，降低鉆井液對水泥漿性能污染。

四、固井液配方及性能

1.水泥漿體系：

水泥漿化驗：密度：1.88g/cm3 壓力：113MPa升溫時間：90min實驗溫度：115℃

水泥漿穩定性試驗：

用高溫高壓稠化儀(115℃×113MPa×90min)養護20min，然后迅速降溫到93℃取出將漿體倒入250ml量筒中放入93℃水浴鍋靜置2小時后，測其上部、中部、下部密度分別為1.87g/cm3、1.88g/cm3、1.89g/cm3，上部、中部、下部密度差小于0.03g/cm3，說明漿體經115℃×113MPa下漿體無沉降分層，漿體穩定性好。

2.沖洗型加重隔離液：配方如下，性能見表2

隔離液配方：

隔離液性能：

五、作業工況和固井質量檢測

注前置液10m3密度1.87排量10L/min泵壓9MPa注領漿66m3 密度1.88排量15L/min泵壓30MPa注尾漿40m3密度1.89排量15L/min泵壓30MPa壓膠塞5m3（其中1m3水泥漿4m3加重隔離液）替泥漿109m3(其中密度2.13重漿17m3密度1.85的井漿92m3)排量15L/min泵壓31MPa未碰壓，泄壓無回流施工正常，水泥漿返出地面。

質量檢測結果：固井質量合格，優質封固井段65%。

結論

1.超深井回接固井，在水泥漿中加入一定比例的超細水泥、硅粉和FLOK-2，有利于提高漿體的穩定性，改善水泥漿性能，提高水泥早期強度和防氣竄能力及水泥石的抗高溫衰減能力。

2.應用抗高溫、高壓水泥漿體系和抗高溫、加重沖洗型隔離液，優選水泥漿配方，優化水泥漿性能，可以較好地保證鹽膏層固井施工安全和質量。

[1]鄭力會：塔里木盆地克衣構造帶固井研究與實踐，《鉆井液與完井液》2001年第18卷第3期.

[2]黃柏宗：緊密堆積理論優化的固井材料與工藝體系，《鉆井液與完井液》2001年第18卷第3期.