DWQ油田防側(cè)漏低密度水泥漿固井技術(shù)研究

陳為行

（中海油田服務(wù)股份有限公司,新疆 輪臺 841600）

DWQ 油田位于塔里木盆地庫車坳陷拜城凹陷DWQ 構(gòu)造帶上設(shè)置的井深為800m的直型油井， 目的層位于第四系(Q)、上第三系康村組(N1 -2k),油藏壓力系數(shù)為1.12 ～ 1.18 , DWQ 油田的淺氣層相對活躍，在鉆井進(jìn)行到90m時(shí)發(fā)現(xiàn)最淺氣層。隨著開發(fā)程度的一步步加深， 大部分油井的砂體壓力呈現(xiàn)過低狀態(tài)，導(dǎo)致在鉆進(jìn)環(huán)節(jié)中，非常容易出現(xiàn)井漏情況。在固井環(huán)節(jié)中，水泥漿的密度直接影響著水泥返高狀況，從而影響固井質(zhì)量的優(yōu)良情況，如果水泥漿的密度過高的狀態(tài)下，會導(dǎo)致出現(xiàn)相對較為單薄的地層難以承受的循環(huán)壓力，出現(xiàn)水泥漿側(cè)漏進(jìn)入地層中，造成水泥漿返高不足的情況發(fā)生。在這種情況下如果是漏到了類似于裂縫性溶洞型碳酸巖鹽地層的產(chǎn)層，會造成儲層受到污染的狀況發(fā)生，從而導(dǎo)致這些儲層沒有應(yīng)有的產(chǎn)量，帶來損失。在水泥漿返高沒有超過最淺的產(chǎn)層，也就是沒有達(dá)到設(shè)計(jì)返高狀態(tài)的時(shí)候，則需要對漏封淺層的油氣層補(bǔ)注水泥。在這種情況下，即便補(bǔ)注水泥作業(yè)是最簡單的頂部作業(yè)，也無法直接有效的像一次性注水泥一樣達(dá)到封隔地層的目的。頂部作業(yè)是最簡單的補(bǔ)注水作業(yè)，其工作原理是把水泥漿以傾注或是水泥泵的方式注入環(huán)空內(nèi)，或者采用射孔的方法注入水泥漿。發(fā)生了以上描述的漏到了類似于裂縫性溶洞型碳酸巖鹽地層的產(chǎn)層，從而造成儲層受到污染的側(cè)漏狀況發(fā)生影響產(chǎn)量，而進(jìn)行一系列的補(bǔ)注行為，無疑耗費(fèi)了原計(jì)劃之外的人力和物力，也大大的消耗了鉆井作業(yè)上時(shí)間和資源。

1 低密度水泥漿固井技術(shù)

DWQ油田固井因?yàn)槠湎鄬Κ?dú)特的地質(zhì)特性，具有相應(yīng)的難點(diǎn)。例如底層的壓力系數(shù)相對較低，而油儲層多數(shù)集中在低壓層，由于底層的溫度梯度相對較低所以在返高的水泥石強(qiáng)度變化就相應(yīng)變慢，無法配合地質(zhì)以滿足相應(yīng)的強(qiáng)度要求，并存在水泥漿出現(xiàn)凝固失重威脅，因?yàn)榉夤潭蜗鄬Σ婚L而且存在較多的巖石層，針對這種情形難以根據(jù)情況決定正確的水泥漿性能，所以注水泥漿的量就對應(yīng)很少，沒有太多的控制空間，所以無法全面沖刷井壁鉆井液濾餅，相對更加容易出現(xiàn)壓力損失而造成油氣水竄。

2 水泥漿性能要求

根據(jù)考量井下條件環(huán)境狀況以及地層的壓力承受力從而決定水泥漿的密度，這樣可以在有效的降低面臨的井漏威脅。為了在一定程度上最大發(fā)揮水泥漿的浮力作用，完鉆時(shí)鉆井液密度為1.25%cm3，則鉆井液鉆井液與水泥漿密度差在0 .24 g/cm3，大大增加了頂替效率。基于減少液柱壓力和增加頂替效率方面，設(shè)計(jì)水泥漿密度設(shè)為1.25 +0 .24 ≈1 .50 g/cm3。稠化時(shí)間是固井作業(yè)的起碼保障，所以在固井作業(yè)中, 稠化時(shí)間的要求也相對苛刻。正常狀態(tài)下，會要求在保障固井質(zhì)量的前提下，為了達(dá)到縮減侯凝時(shí)間，以達(dá)到因?yàn)樗酀{析水狀況發(fā)生的竄槽現(xiàn)象，盡量保證稠化時(shí)間足夠短，以便縮短候凝時(shí)間。

為防止在固井候凝環(huán)節(jié)發(fā)生井下漏失的情況，水泥漿體系的核心將圍繞著減輕材料和顆粒級配，也就是漂珠與超細(xì)礦粉低密度水泥漿體系。保證水泥漿密度與流動(dòng)性和強(qiáng)度的同時(shí)，不能忽略減輕材料在低密度水泥漿體系中存在的上浮現(xiàn)象，所以要采用性能優(yōu)異的水泥漿穩(wěn)定劑。結(jié)合實(shí)際情況，考量油井的地質(zhì)情況，根據(jù)地質(zhì)特性，選擇粒徑略大于地層孔隙的彈性粒子作為堵漏材料，通過注水泥的壓力作用，將堵漏材料擠入漏失地層，從而形成屏蔽層。阻止繼續(xù)漏失;因?yàn)榕蛎泟┑淖饔茫瑥椥粤Ｗ拥捏w積會在水泥漿失重這種請款下發(fā)生合理膨脹，也能達(dá)到阻止油水外浸的目的。

3 水泥漿配方研究

添加的外加劑以及外摻料種類和用量，都會在一定程度上左右水泥漿的功能和穩(wěn)定性。結(jié)合緊密堆積理論。將水泥、漂珠、超細(xì)礦粉、膨脹劑不同粒度的顆粒級進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)和，調(diào)制出可以滿足固井需求的低密度水泥體系。研究和調(diào)整水泥配方中各組分水化特性和比例。低密度水泥漿外摻料的種類和加量進(jìn)行了系列試驗(yàn)。并對水泥漿早強(qiáng)劑、降失水劑、分散劑等外加劑加量進(jìn)行了優(yōu)選,經(jīng)過多次水泥性能試驗(yàn), 調(diào)配出既具有良好流動(dòng)性、又具有觸變性的水泥漿配方。水固比為0.6。按以上配比所配制的水泥漿密度為1 .50 g/cm3。在30 ℃、常壓下稠化時(shí)間259 min , 30 ℃、6 .9MPa 時(shí)的濾失量為 56 mL , 初始稠度 14BC , 在 25 ℃、0 .1 MPa 下 48 h 的抗壓強(qiáng)度12 .9 MPa , 水泥漿流動(dòng)度240 mL ;水泥漿體系穩(wěn)定, 上下密度差不大于0 .03 g/cm3。

4 討論

因?yàn)橐鸬木┒霈F(xiàn)的固井失敗，常常會出現(xiàn)在壓力系數(shù)低或是特別是裂縫型以及溶洞型碳酸鹽巖地層易漏地層固井中。 使用常規(guī)密度1.88 g/ cm3的水泥漿固井，非常容易引起井漏，造成固井失敗，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量。為了預(yù)防松軟地層被破壞導(dǎo)致出現(xiàn)的井漏狀況的出現(xiàn)，運(yùn)用低密度水泥漿進(jìn)行固井，可以全面提高單級注水泥固井的成功概率，大大降低了固井質(zhì)量出現(xiàn)問題而造成的補(bǔ)注水泥工作，節(jié)省作業(yè)成本。低密度水泥體系是結(jié)合緊密堆積的理念，調(diào)和一定量的水泥和漂珠以及膨脹劑等研制而成。根據(jù)DWQ易漏地層的固井需求，并結(jié)合實(shí)際要求和需求調(diào)和出應(yīng)對這種狀況最佳比例的低密度水泥漿，并保證低密度水泥漿具有應(yīng)該有的強(qiáng)度，從而運(yùn)用在DWQ易漏地層的固井難點(diǎn)上，達(dá)到了隔封地層的目的。采用低密度水泥漿固井的技術(shù)，會在一定程度上緩解在施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的側(cè)漏問題——保證地層不會受到固井中的循環(huán)壓力而導(dǎo)致破裂，以達(dá)到設(shè)計(jì)水泥返高。

[1]董戰(zhàn)斗,崔曉明,劉愛華,周德軍,周向蘇.DWQ油田防漏低密度水泥漿固井技術(shù)研究[J]. 石油儀器,2009(02):63-64+67+76.

[2]張春濤.提高老油區(qū)后期開發(fā)井固井質(zhì)量技術(shù)研究[D].中國石油大學(xué),2009.