HD28井超深井低密度水泥漿固井技術

賀鑫欣

摘 要：HD28井是塔里木油田塔北項目部沙雅縣境內的一口評價井，該井二開中完井深6365米，井底靜止溫度122℃，采用Φ200.03mm套管雙級固井工藝，固井作業面臨裸眼封固段長（一級封固3365米）、壓力窗口窄、地層易漏、施工壓力高等一系列問題。介紹了HD28井基本情況，分析了技術難點，采取一系列的技術措施如一級領漿和二級使用漂珠低密度水泥漿體系，現場應用良好，經聲幅測井解釋固井質量優質，取得了較好的應用效果。

關鍵詞：超深井；長封固段；低密度水泥漿；雙級固井

HD28井是塔里木油田在新疆阿克蘇地區沙雅縣境內的部署的一口評價井，二開中完井深6365米。該區塊地層壓力低、承壓能力低，屬于低壓易漏井固井。研究出一套在高溫高壓條件下不分層、不沉降、流變性良好、強度達到要求的低密度水泥漿體系及配套的固井相關技術，是保障固井施工安全、提高固井質量的關鍵。

1 HD28井基本概況

完井采用200.03mm套管雙級固井工藝。鉆井液為聚磺鉆井液體系，密度1.27g/cm3，漏斗粘度45s，失水2.8ml，塑性粘度20mpa·s。易漏失井段在4495-4695m，地層當量密度為1.35g/cm3。該井最大井斜24.74°，裸眼井段平均井徑256mm，平均井徑擴大率6.43%。

2 技術難點

2.1施工工藝難點

①二疊系地層承壓能力低，下套管及固井施工中存在井漏的風險；

②斜井斜度大，套管不宜居中，有套管貼邊的風險，對固井質量造成影響；

③裸眼段長，循環阻力大，施工壓力高，存在易漏地層，施工排量受限不容易實現紊流頂替。

2.2 技術措施

①合理設計分級箍位置及水泥漿漿柱結構，采用合適的施工排量，減少地層漏失的風險；

②優化扶正器的加放，確保套管居中度；

③采用平衡壓力固井，優化設計施工排量，保持施工的排量和壓力穩定，確保施工及候凝整個過程的壓力平衡，防止井漏等復雜情況的發生。

3 水泥漿體系設計

3.1 難點分析

長封固裸眼段對低密度水泥漿性能要求極高，采用Landy-30S漂珠作為減輕材料，由于大量外摻料的摻入，致使水泥漿密度的降低和水泥漿性能發生矛盾，突出表現在：

①由于水泥漿中減輕材料的存在，其與水泥漿顆粒比重相差較大，容易產生沉降分層，這樣會破壞水泥漿柱的整體均持性，導致水泥石產生疏松凝結，影響水泥石膠結質量。嚴重時可導致漂珠上浮、堆積，產生橋堵造成別泵，給施工造成很大風險；

②游離液和濾失水的產生將會使水泥漿拌合水明顯減少，造成流變參數、稠化時間等漿體性能偏離設計值，影響頂替效率和施工質量；

③高壓下空心漂珠進水后，水泥漿中液相含量減少，水泥漿流變性能變差，泵送困難，給施工帶來風險；

④一級封固段長達3365m，上下溫差達64℃，頂部低密度水泥石強度發展緩慢。

3.2 室內優選

顆粒級配：利用緊密堆積原理，在水泥漿中優化固相顆粒分布，采用三種不同尺寸的顆粒（水泥、漂珠、微硅）進行級配，通過調節混合固相的大小分布，改變固相的堆積體積分數，使不同粒徑的固相顆粒形成合理級配。

水泥、微珠、微硅的粒徑大小可用下面的關系表示：微珠粒徑>水泥粒徑>微硅粒徑。微硅的粒徑在三者中最小，所以微硅可以很好的填充固相顆粒之間的空隙，達到提高單位體積中固相含量的目的。此外，微硅還有一定降失水作用，并且具有一定懸浮性，能夠增加漿體穩定性。

3.3 水泥漿配方

一級低密度水泥漿：干混：G級水泥+漂珠+微硅；濕混：淡水+降失水劑+緩凝劑+分散劑+消泡劑+纖維。一級常規密度水泥漿：干混：G級水泥+硅粉+微硅；濕混：淡水+降失水劑+分散劑+消泡劑+纖維。

二級低密度水泥漿：干混：G級水泥+漂珠+微硅；濕混：淡水+降失水劑+緩凝劑+分散劑+消泡劑+纖維。

4 現場應用

固井施工過程：

①一級固井注入密度1.40g/cm3前置液7m3，1.45g/cm3低密度水泥漿29m3，施工壓力12Mpa；注入1.88g/cm3常規密度水泥漿42m3，施工壓力降至0Mpa；注入1.03g/cm3后置液2.5m3，注入1.70g/cm3加重鉆井液100m3，1.27g/cm3鉆井液57m3，施工壓力由0升至16Mpa，碰壓壓力19Mpa；

②二級固井注入密度1.35g/cm3前置液7m3，1.45g/cm3低密度水泥漿73m3，施工壓力由7Mpa降至2Mpa；注入1.03g/cm3后置液2.5m3，注入1.70g/cm3加重鉆井液25m3，1.27g/cm3鉆井液48.7m3，施工壓力由0升至12Mpa，關孔壓力22Mpa。次固井施工過程順利，各項指標達到設計要求，試壓合格，經聲幅測井驗證，固井質量優質率為90%，滿足固井質量要求。

5 結論

① 井身質量好，井徑規則，無大肚子及縮徑井段，扶正器的作用得到了有效發揮，保證了套管的居中度，使水泥環分布均勻。

②采用雙級固井工藝及低密度水泥漿體系，有效降低了固井施工中的漏失風險，從而保證了全井的固井質量。

參考文獻：

[1]覃毅，趙旭，楊江，等.低密高強度水泥漿體系在漏失井固井中的應用[J].四川水泥，2016（11）：12.

[2]覃毅，高飛，張越，等.枯竭油氣藏儲氣庫X井低密高強度水泥漿固井應用實踐[J].中國井礦鹽，2015（4）：22-23.