云頁平3井固井難點與措施

鄭 朕，何大鵬，何文博

（1.中石化中原石油工程有限公司固井公司，河南濮陽 457000；2.延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西延安 716000）

云頁平3井固井難點與措施

鄭 朕1，何大鵬2，何文博1

（1.中石化中原石油工程有限公司固井公司，河南濮陽 457000；2.延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西延安 716000）

云頁平3井是鄂爾多斯盆地頁巖氣水平井中第一口三開采用水基鉆井液完鉆的頁巖氣水平井，進入水平段后遇有黏卡、脫壓等情況，井徑極不規(guī)則，大肚子井眼較多，針對上述特點，制定了固井方案和優(yōu)化水泥體系，固井質(zhì)量良好。

云頁平3井；固井；難點；措施

1 固井的難點

1.1 水基鉆井液簡介及對固井的影響

該鉆井液具有很好穩(wěn)定頁巖、減少儲層傷害的作用。其作用原理在于該鉆井液的濾液黏度高，使水不易進入頁巖；其次在非裂縫性的低滲頁巖地層中，頁巖相當(dāng)于一選擇性半透膜。在高濃度的鹽水中水的活度低，產(chǎn)生的滲透壓能促進頁巖孔隙水返流。這種返流會減少從鉆井液中流入頁巖的流體的凈流量，從而導(dǎo)致頁巖水化降低和毛細管壓力上升緩慢。如果滲透返流比流入頁巖的水流多，且比從頁巖流到鉆井液的水流動慢，在近井壁地帶會造成脫水和毛細管壓力降低。這些都將使地層應(yīng)力和近井壁地帶的有效應(yīng)力增加，從而有利于穩(wěn)定井壁。該鉆井液濾液進入地層后，特別是水敏性地層，引起地層水化膨脹的程度非常小，能盡可能地維護地層原有的滲透濾，從而對地層的傷害最小。同時，該水基鉆井液在低溫、長時間靜止的條件下，高黏度也變高（電測靜止時黏度達到126S）。其高黏度、高切力高不利于固井施工，易造成固井施工壓力高，水泥漿驅(qū)替鉆井液的效果差。同時在鉆井液中混有2%的白油，頁巖表面的油膜影響水泥石的膠結(jié)質(zhì)量，易產(chǎn)生膠結(jié)縫隙，后期壓裂開發(fā)形成氣竄。

1.2 井身質(zhì)量的復(fù)雜性

1.2.1 完鉆通井情況

云頁平3井完鉆層位位于山西組，主要是砂巖地層為主。然而起下鉆過程中，石盒子組都有遇阻顯示，經(jīng)過長時間2次通井循環(huán)，目的層砂巖井段井徑進一步擴大，增大了鉆井液驅(qū)替的難度。在低排量頂替下，井徑大井段無法驅(qū)替干凈死角的鉆井液，水泥漿與鉆井液混合形成混漿，影響水泥石的強度，易形成油氣竄流通道。為了保證套管順利下放到位，加入大量的潤滑劑，其中主要潤滑劑為白油，原有量加上通井循環(huán)的加入量，鉆井液中白油含量達到4%。整個裸眼段巖石表面，包括重疊段套管內(nèi)被都被油膜覆蓋。固井需要考慮如何驅(qū)替干凈油膜，保證水泥石的膠結(jié)質(zhì)量。

1.2.2 井身質(zhì)量情況

根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)，在造斜井段井徑擴大率大，平均井徑達到269.51mm，平均環(huán)容達到42.73L/m，水平井段平均井徑238.92mm，平均環(huán)容29.71L/m，按1m/s的上返速度計算，造斜井段排量達到2.56m3/min、水平段排量達到1.78m3/min才能獲得較好的頂替。目的層主要為砂巖井段，經(jīng)過長時間的通井起下鉆作業(yè)，井徑進一步擴大，結(jié)合鉆井液的高黏度、高動切力，替漿排量達到2.56m3/min很難實現(xiàn)。塞流頂替注替時間太長，前期通井循環(huán)有掉塊返出，前置液和水泥漿長時間沖刷，井壁容易失穩(wěn)，固井施工的安全性無法得到保障。

2 固井技術(shù)措施

1）下套管前進行進行二次通井，增加了鉆具剛性，同時加入大量的潤滑劑，達到起下鉆順暢，保證套管的順利下放到位；

2）使用旋轉(zhuǎn)自導(dǎo)式浮鞋，便于套管的下入，同時水平井段每2根套管加一個剛性扶正器，造斜裸眼井段每3根套管加一個滾輪旋流樹脂扶正器；重疊造斜井段每3根套管加一個剛性扶正器；上部直井段每5根套管加一個彈性扶正器，保證套管的居中度，有利于提高頂替效率；

3）平衡液的設(shè)計，考慮到鉆井液黏度高，動切力大，施工前配置低黏度鉆井液，固井前注入井內(nèi)，確保井壁穩(wěn)定，提高頂替效率；

4）采用多級沖洗工藝，首先，配置膠液作為第一段沖洗液沖洗和攜帶濾餅；針對鉆井液中加入大量的白油作為潤滑劑，需要考慮清洗干凈附著在巖石表面和套管表面的油膜，配置一定比例界面清油劑作為第二段沖洗液，沖洗干凈界面油膜；隨后跟入配漿水為基液加入適量分散劑作隔離液，避免污染水泥漿；最后注入低密度先導(dǎo)漿，增加與界面的接觸時間，達到紊流沖洗的效果；

5）下完套管循環(huán)排量要大于注灰替漿排量循環(huán)，為優(yōu)化環(huán)空漿柱結(jié)構(gòu)、大排量頂替提供依據(jù)；

6）漿體結(jié)構(gòu)設(shè)計，為降低施工泵壓，保證低密度在淺層井段的封固質(zhì)量，重疊段上部采用高強低密度水泥漿進行封固，尾槳采用防氣竄降失水水泥漿體系進行封固；

7）注替排量設(shè)計，注水泥漿采用雙車注水泥漿，保證施工的連續(xù)性。雙車替漿滿足大部分水平段紊流頂替要求，起壓之后逐漸降低排量塞流頂替至碰壓，保證施工的連續(xù)性；

8）優(yōu)化水泥漿體系，滿足水基泥漿封固要求，并保證固井質(zhì)量和施工安全。

3 現(xiàn)場施工與固井質(zhì)量

3.1 現(xiàn)場施工情況

地面固井施工連續(xù)正常，入井水泥漿密度符合設(shè)計要求，水泥漿返出地面，放回水?dāng)嗔鳎_井候凝。

3.2 固井質(zhì)量

根據(jù)測井圖，固井膠結(jié)差井段主要集中在造斜井段和井口水泥漿下沉造成的井段，造斜井段固井聲幅值較大，分析原因，造斜井段井徑較大，頂替排量受限，施工時出現(xiàn)竄槽，導(dǎo)致水泥漿充填不充分，造成水泥環(huán)缺失，水泥石的強度不夠，固井質(zhì)量較差。

4 結(jié)束語

由于是第一口水基泥漿完鉆，對地層和鉆況還在摸索階段，以后的井眼環(huán)境會有所改善，建議采用泥漿大泵大排量頂替提高頂替效率，壓力升高后采用水泥車塞流頂替至碰壓，繼續(xù)優(yōu)化水泥漿性能和前置液設(shè)計，滿足類似頁巖氣固井要求，提高固井質(zhì)量。

The Difficulty and Measure of the 3 Well Cementing in the Cloud Page

Zheng Zhen，He Da-peng，He Wen-bo

The Pingping-3 well is the shale gas horizontal well drilled with the water-based drilling fluid in the first port of the Ordos Basin，and enters the horizontal section，Irregular，belly wells more，for the above characteristics，developed a cementing program and optimize the cement system，cementing good quality.

cloud page ping 3 well；cementing；difficulty；measure

TE256

B

1003-6490（2017）12-0228-02

2017-10-11

鄭朕（1985—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事固井工藝研究工作。