固井中常出現的問題及技術研究

張啟先（大慶鉆探鉆技二公司，吉林 松原 138000）

1 問題的提出

吉林油田地質情況復雜，對完井固井施工帶來一定的困難，簡要介紹如下：

1.1 大小斷層相互交錯，地層裂隙發育，降低了固井的一次成功率。

1.2 地層中流體的礦化度高，影響水泥漿體系及水泥石的性能。

1.3 吉林油田地層巖性特點決定了鉆井液的選用，鉆井液掛壁沖洗不凈影響固井質量。

1.4 鉆井易塌，井斜、井徑不規則及井眼擴大率達15.3%以上時，固井施工頂替效率差。

2 實驗優選水泥外加劑并對外摻料進行優選

2.1 固井用水泥漿中填加的外加劑

首先應通過實驗來優選使用何種水泥外加劑，主要有如下幾種：

2.1.1 分散劑：一般選用USZ，它最主要作用是促進水泥的流動性，適宜添加量為0.15-0.3%。

2.1.2 緩凝劑：一般選用GH-6型。

2.1.3 消泡劑：地表水與固井水泥攪拌時易發生氣泡，它會對固井施工和封固質量產生不利影響，試驗中G級水泥主要添加XP-1消泡劑；礦渣水泥主要添加G603消泡劑。

2.1.4 實驗中對ZJK103降失水劑降濾失規律、抗鹽性能及其對水泥石抗壓強度的影響進行了系統研究，數據表明：水泥石抗壓強度不受ZJK103降失水劑影響，用采出液或高礦化度拌合水配漿對水泥石進行養護，其抗壓強度的發展趨勢并沒有發生變化，這表明降失水劑的抗鹽性優越。用G級水泥，地表水，添加ZJK103降失水劑配制成密度為1.88g/cm3的水泥漿，加熱至58℃時所測定的水泥漿稠化時間，比不加入ZJK103降失水劑短10分鐘左右，稠化曲線出現直角效應，滿足固井需要。

2.2 水泥外摻料優選技術

吉林油田地層水有較高的礦化度，一定程度上影響水泥漿及水泥石的性，可選礦渣水泥改善水泥漿性能。通過實驗，可以獲得礦渣外摻料的比表面積以及礦渣的組分對水泥漿活性影響的數據，并由此得到礦渣外摻料的配比。水泥外摻料可以使原有水泥的鈣硅比發生改變，添加外摻料后的鈣硅比在1.61-1.90之間，水泥漿的綜合性能將大幅提高。

初始稠度：將5%鉆井液加入夠純G級水泥中，初稠達到45.1Bc，而添加28%的礦渣，其初始稠度只有39Bc；

稠化時間：純G級水泥中加入5%鉆井液后，可大大縮短水泥漿稠化時間，而在G級水泥中混入約30%的礦渣水泥后再添加5%的鉆井液，水泥漿的稠化時間基本無變化；

水化熱：純G級水泥具有較高的水化熱，而礦渣水泥隨著礦渣比例的加大，水化熱會逐漸降低。

抗壓強度：純G級水泥中添加鉆井液添后，抗壓強度會大幅下降，而加入30%礦渣水泥其抗壓強度下降幅度較小。

按一定的配合比，將礦渣外摻料填加到純G水泥中，礦渣不僅和鉆井液具有良好的相溶性，而且礦渣抗腐蝕性能優良，且添加比例越大其抗腐蝕能力越強，根據實驗，礦渣的添加量在30%左右為宜。

3 水泥漿體系與地層儲層特性適用性研究

3.1 水泥漿體系優選

根據對不同廠家水泥組分及化學性能分析，優選以下兩種水泥漿體系進行研究：

在海坨子區塊選用的水泥漿體系：礦渣水泥＋消泡劑＋0.2%分散劑

吉林油田其它區塊選用的水泥漿體系：純G級水泥＋消泡劑＋0.2%分散劑

3.2 沖洗液優選

“掛壁現象”廣泛存在于兩性復合離子鉆井液的使用中，影響了固井的質量，因此吉林油田在經過多次室內及現場試驗的基礎上，開發出了一種能提高頂替效率的沖洗液，固井300余井次，固井質量合格率提高明顯。

該沖洗液物理特性：密度1.0-1.28 g/cm3；沖洗效率＞78%（沖洗液接觸時間為7-14min；與現場鉆井液和水泥漿相容性良好）。

4 應用效果

4.1 海坨子區塊試驗效果

應用水泥漿配方及其綜合技術措施：G＋30%礦渣＋0.3%分散劑（SXY）＋降失水劑（3%BXF-200L/2.5%G302）+消泡劑。

截止2013年底該區塊共固井85口，合格率高達97.5%，比上一年度提高約十二個百分點。

4.2 吉林油田其它區塊試驗效果

應用水泥漿配方及其綜合技術措施：G＋0.3%分散劑（USZ）＋2.5%降失水劑（BXF-200L）＋消泡劑；G＋0.3%分散劑（USZ）＋1.0%降失水劑（ZJK103）＋消泡劑。

截止2013年底固井102口，合格率升至98.1%，比2012年提高了約13個百分點。其中應用ZJK103降失水劑固井23口井，合格率達到100%。

5 結語

通過增加一定比例外加劑，改善了水泥漿體系及水泥性能，提高了固井質量,為油田穩產、增產提供技術保障,形成了一套滿足吉林油田開發需求的固井配套技術：

經實驗研究確定優選水泥礦渣外摻料的主要化學成分，合理級配顆粒、選用合適的配合比，得到一種新型抗腐蝕的固井水泥——礦渣水泥，與我油田研究開發的抗鹽油井水泥降失水劑形成了一套全新的適合我油田的水泥漿體系。同時開發的新型沖洗隔離液，性能穩定，沖洗效率高，與鉆井液水泥漿相溶性好,大大提高了頂替效率。