探討低滲透油田防竄防漏固井技術(shù)

王飛

摘要：低滲透油田在我國目前已探明的石油地質(zhì)儲量中所占有的比重達(dá)到2/3以上，具有較大的開發(fā)潛力。但許多低滲透油田底部油藏和上部地層所形成的地質(zhì)年代不同，其壓力系數(shù)差異較大，同時由于地層巖石構(gòu)造的影響，在固井過程中極易發(fā)生固井水泥漏失并誘發(fā)氣竄、水竄等固井質(zhì)量事故。針對低滲透油田固井過程中壓力平衡、水泥漿失重、水泥漿漏失等固井技術(shù)和固井質(zhì)量問題，本文提出通過研制具有低溫早強(qiáng)、防竄及防漏等高性能的固井水泥漿，有效解決了低滲透油田固井技術(shù)難點，提高了固井質(zhì)量和固井效率。

關(guān)鍵詞：低滲透油田;防竄防漏;固井技術(shù);研究應(yīng)用

1 引言

低滲透油田在我國已探明的石油地質(zhì)儲量中，所占比重達(dá)到2/3以上，具有較大的開發(fā)潛力。但由于許多低滲透油田的層系較多、壓力系統(tǒng)復(fù)雜，導(dǎo)致固井過程中容易發(fā)生固井水泥漿漏失、油氣水上竄等事故，固井質(zhì)量得不到保證。為此，本文提出通過研制具有低溫早強(qiáng)、預(yù)防油氣水竄及防漏失等高性能的固井水泥漿，以提高低滲透油田的固井質(zhì)量和固井效率，促進(jìn)固井技術(shù)的發(fā)展。

2 低滲透油田固井難點分析

2.1 表層固井難度分析

第一，淺層地表水比較活躍，容易發(fā)生水竄、氣竄等問題。

第二，如果在施工溫度較低（20℃以下）的情況下，固井水泥漿的凝結(jié)時間比較長，強(qiáng)度發(fā)展緩慢，對固井質(zhì)量和效率都會產(chǎn)生影響。

第三，如果井底溫度比較低，許多常規(guī)促凝劑配置的固井水泥漿體系滿足不了固井技術(shù)的需求，如果固井水泥漿早期強(qiáng)度發(fā)揮遲緩、析水率大、水泥漿滲透率高、水泥漿體積収縮等現(xiàn)象發(fā)生，極易誘發(fā)氣竄[1]。

2.2 油層固井難度分析

第一，目的層埋藏比較淺，水層和油層間隔距離小，水層發(fā)育活躍，是大多數(shù)低滲透油田具有的共同特點。因此，油層固井過程中存在地層流體竄槽的風(fēng)險，對固井質(zhì)量和后期開采都造成嚴(yán)重影響。常規(guī)的固井水泥漿在侯凝階段地層水會不斷侵入，使固井水泥的膠凝結(jié)構(gòu)遭到破壞，固井質(zhì)量受到影響。

第二，油藏埋藏淺，井下溫度低，對固井水泥的早期強(qiáng)度要求特別高，如果淺井段（井深在0-800米）地層溫度低于30℃，固井過程中就會發(fā)生水泥漿凝結(jié)時間長、強(qiáng)度發(fā)展緩慢和早期強(qiáng)度要求高的矛盾，固井質(zhì)量難以保證。

第三，由于地層構(gòu)造因素，許多低滲透油田存在地層容易失穩(wěn)現(xiàn)象，如果采用大排量循環(huán)很容易造成井壁掉塊，而采用小排量循環(huán)則又會影響井眼凈化和固井頂替效率[2]。

第四，由于長時間的開發(fā)生產(chǎn)，地層的原始壓力被徹底改變，形成了多套壓力層系，壓力異常，層間壓差比較大，固井過程中容易發(fā)生漏失現(xiàn)象。

3 低滲透油田防竄防漏固井技術(shù)研究

3.1 固井水泥漿設(shè)計

對于低滲透油田固井過程中的防竄防漏問題，在水泥漿的設(shè)計應(yīng)綜合考慮以下因素：

第一，防竄性能。為了有效防止發(fā)生油氣水竄問題，要最大限度的縮短水泥漿凝固過程中的靜膠凝強(qiáng)度過渡時間及靜膠凝強(qiáng)度的發(fā)展速度，降低失水量，提高水泥石的致密性能及環(huán)控密封性能。

第二，防漏性能。為了防止漏失，水泥漿的密度必須控制在小于地層破裂壓力梯度的范圍內(nèi)，并具有一定的觸變性能，滲透率低，有利于提高地層的承壓能力，提高固井質(zhì)量。

第三，低溫性能。固井水泥漿在20-30℃的環(huán)境下應(yīng)具有低溫早強(qiáng)及快凝的性能。

第四，流變性能。為了降低環(huán)控間隙窄所帶來的高循環(huán)摩阻，水泥漿應(yīng)具有良好的流變性能。

第五，必須嚴(yán)格控制水泥漿的失水。

3.2油層固井技術(shù)研究

（1）低密度水泥漿體系

根據(jù)低滲透油田的特點，針對不同的早強(qiáng)劑、降水劑、膨脹劑的特點，要進(jìn)行實驗室多組正交試驗，研制與之配套的并具有失水小、水泥石早期抗壓強(qiáng)度發(fā)展速度快、防氣竄水竄能力強(qiáng)的低密度水泥漿體系，以滿足低身體油田防竄固井的技術(shù)要求。

第一，早強(qiáng)劑優(yōu)選。低溫早強(qiáng)劑在溫度較低的環(huán)境下，可以促進(jìn)水泥漿的水化反應(yīng)，提高增強(qiáng)材料的水化活性。通過對M59S、G204和CA61S三種早強(qiáng)劑性能實驗室分析，35℃環(huán)境下24h抗壓強(qiáng)度，M59S效果最好（14.9MPa），CA61S次之（14.3 MPa）。

第二，沉降穩(wěn)定性。良好的沉降穩(wěn)定性是保證固井質(zhì)量的前提，低密度水泥漿增大了水灰比，容易造成水泥顆粒沉降，影響固井質(zhì)量。因此要通過實驗室對減輕劑、增強(qiáng)劑的顆粒級配進(jìn)行研究，配制出穩(wěn)定性優(yōu)良的低密度水泥漿。

第三，低密度水泥漿體系優(yōu)選。通過實驗室對比實驗分析，采用新型系列產(chǎn)品外加劑配置的低密度水泥漿系列具有失水小、游離液較低、強(qiáng)度發(fā)展快、微膨脹、沉降穩(wěn)定性優(yōu)良、稠化時間易調(diào)等特點，完全能夠滿足低滲透油田防竄防漏固井的技術(shù)要求。

（2）高密度水泥漿體系

對于淺層含水豐富的低滲透油田，固井水泥漿體系采用常規(guī)1.90g/cm?防氣竄微膨脹體系所研制出的水泥漿體系具有稠化時間短、抗壓強(qiáng)度高的特點。通過實驗室分析，該油層高密度水泥漿體系24h抗壓強(qiáng)度達(dá)23.2MPa，失水18ml，稠化時間120min左右，具有明顯的低溫早強(qiáng)特點，完全能夠滿足低滲透油田開發(fā)開采的需求[4]。

（3）油層固井施工工藝研究

第一，沖洗液量設(shè)計1.0m3，沖洗液加入GC314或渤星BCD-200S液體桶裝分散劑，提高對井壁的泥餅的沖洗效果。

第二，加重隔離液采用低密度水泥漿體系，密度1.40-1.50g/cm3，設(shè)計量注入量為4m3，從而有效的沖刷井壁和套管壁。

第三，采用雙塞固井方式，避免水泥漿在套管內(nèi)運(yùn)行時與鉆井液發(fā)生污染，利用下膠塞對套管內(nèi)虛泥餅進(jìn)行有效清除，確保套管鞋處水泥石的質(zhì)量。

第四，雙凝界面的確定：根據(jù)井下油氣活 躍程度和油氣層位置，并兼顧壓穩(wěn)和防漏，一般尾漿返高在氣頂以上50m的位置。

4 結(jié)語

實踐證明，通過對水泥漿有針對性的設(shè)計，較好的解決了低滲透油田固井過程中防竄防漏的技術(shù)難題，有效提高了固井質(zhì)量和固井效率，固井優(yōu)良率達(dá)到100%，對促進(jìn)低滲透油田防竄防漏固井技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]于濤.低滲透油田防竄防漏固井技術(shù)探討[J].西部探礦工程，2019，31（6）：69-70，75.

[2]賈付山.大慶中低滲透油田防竄防漏固井技術(shù)研究[D].黑龍江大慶：東北石油大學(xué)，2005.

[3]于永金，徐明，齊奉忠 等.深井窄密度窗口防竄防漏固井技術(shù)探討[J].

[4]騰兆健，郭文猛，饒辰威 等.低滲透油氣藏水平固井用增韌防竄劑的研發(fā)和應(yīng)用[J].鉆采工藝，2019，42（3）：101-103，111.

[4]趙成恩，王貴富，徐凱.濱29×1井防竄防漏綜合配套固井技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2010，27（5）：65-67.