Kes101-1井尾管正注反擠固井技術的應用與研究

李清潔　詹馳　譚鑫　吳亞光　張峰

摘 要：Kes101-1井是部署在克拉蘇構造帶克深2區塊克深101斷塊構造高點西段的一口開發井。本井四開采用Ф241.3mm鉆頭鉆至井深6345m中完，準備下入196.85mm+206.38mm尾管封固裸眼膏巖段地層。由于固井施工前發生井漏，由一次性上返改為尾管正注反擠工藝。本次固井屬于超長鹽層尾管懸掛固井，且鉆井期間裸眼多處存在漏失點，所以施工方案為尾管正注反擠固井，提高了風險及難度。本井存在環空間隙小，下套管磨阻大，固井施工壓力高，水泥漿密度高及地層吃入后反吐等難點。通過對固井工具附件的優選，固井隔離液的設計，高溫高密度水泥漿體系的設計，固井施工措施的優化設計，現場施工順利完成，固井質量良好，滿足了下一開鉆進的要求。

關鍵詞：塔里木油田;尾管;正注反擠固井;鹽膏層;高溫高密度水泥漿體系

1 概況

Kes101-1井是部署在克拉蘇構造帶克深2區塊克深101斷塊構造高點西段的一口開發井。完鉆層位是白堊系巴什基奇克組。該井四開采用Ф241.3mm鉆頭鉆至井深6345m中完，準備下入196.85mm+206.38mm套管進行尾管懸掛固井。尾管封固井段6345-4464.4m。

1.1 井身結構

一開：￠660.4mm鉆頭×井深200m，￠508mm套管×200m;二開：￠444.5mm鉆頭×井深3580m，￠365.13mm+

374.65mm套管×3579m;三開：￠333.4mm鉆頭×井深4785m，￠273.05mm+293.45mm套管×4785m;四開：￠241.3mm鉆頭×井深6345m，￠196.85mm+201.7mm+

206.38mm尾管×6345-4464.4m。

1.2 鉆井液性能

UDM-2油基鉆井液體系性能為：密度2.35g/cm3，粘度134s，初切/終切4/6.5Pa，塑性粘度77MPa·s，屈服值7.5Pa，HTHP失水2mL，HTHP泥餅1mm，含油44%，固含49%，氯離子含量24000mg/l，鈣離子含量8400mg/l。

1.3 固井方法

尾管固井：因本井裸眼較長，鉆井期間多處存在漏失且漏層靠近井底，井眼多次堵漏后承壓能力極底。由原正常尾管固井改為正注反擠固井施工，正注固井施工考慮水泥漿量為：下塞+裸眼環空500m。正注施工結束后，起鉆至喇叭口位置以上600m，進行反擠施工，反擠水泥量：裸眼環空+重合段環空+300m上塞。

2 固井施工技術難點

本次固井屬于尾管正注反擠固井工藝，施工工序復雜，反擠施工風險大。同時井下復雜情況較多，地層安全密度窗口窄，溢流與井漏同存，地層存在先漏后溢的風險。主要固井難點如下：①本開中完井深6345m，裸眼段長1560m，套管長1881m，套管下深6345m，本開地層含鹽膏層，膏泥巖，地層易蠕變，套管順利下至井底難度大;②本井屬于超深井、高密度、大溫差固井，施工難度大;③本開泥漿密度高（2.35g/cm3），要求高密度水泥漿、隔離液流動性、沉降穩定性、抗鹽性能以及各種綜合性能好;④水泥漿（2.42g/cm3）與泥漿（2.35g/cm3）密度差小，容易竄槽，頂替效率低，施工風險高;⑤反擠施工排量受限無法有效驅替泥漿;⑥由于裸眼段不加扶正器，套管居中度難以保證，影響固井質量;⑦水泥只占干混材料中40%，混入油基泥漿后強度發展緩慢，候凝時間延長;⑧高溫、高壓、高固相鉆井液等復雜條件下的懸掛器施工坐掛、倒扣等操作難度大;⑨隔離液中沖洗液含量達到30%，隔離液基液進入灌注泵到達高能混合器時產生大量氣泡影響隔離液密度穩定。

3 固井技術分析與施工措施

①蠕變速率測定：下套管前模擬一個下套管周期（80h）做一次鹽膏層蠕變速率測定;②送入鉆具逐根探傷及通徑;③通井：下套管之前認真通井，保證井眼暢通、井壁穩定，確保套管能下到設計井深;④調整泥漿性能，要求泥漿性能：粘度≤80s，屈服≤15Pa，kf≤0.08，初切2～4Pa，終切10～15Pa;⑤施工前井隊備足泥漿，需密度2.35g/cm3的鉆井液有效量不低于230m3;⑥浮箍及球座應下放在泥巖段;⑦嚴格按照設計安放扶正器，保證重合段套管居中度;⑧嚴格控制好套管下放速度，防止產生過大激動壓力壓漏地層;⑨做好水泥漿、隔離液、泥漿相容性實驗;⑩采用沖洗型隔離液，批混隔離液，保證隔離液密度穩定性和有效沖洗井壁;?做好冬防保溫工作，提前檢查管線，嚴防凍堵。保證配漿水與隔離液基液水溫達到20℃以上;?提前通知液面監測隊，固井全過程要求監測井筒液面;?正注時大排量施工，盡可能提高頂替效率，保證管鞋封固質量。

4 尾管固井液配方及性能

4.1 水泥漿體系，配方如下

水泥漿化驗：

正注：密度：2.42g/cm3，壓力：146MPa，升溫時間：70min，實驗溫度：128℃。反擠：密度：2.42g/cm3，壓力：103MPa，升溫時間：80min，實驗溫度：103℃。

水泥漿配方及性能，見表1。

4.2 反擠領漿配方及性能

干混配方：阿克蘇G級水泥+加重劑GM+鐵礦粉+硅粉+微硅+防氣竄劑FLOK-2。

濕混配方：降失水劑HX-11L+分散劑HX-21L+緩凝劑HX-31L+鹽+消泡劑DF-A。

反擠快干水泥漿性能參數：密度2.42g/cm3，流動度20cm，API失水量42mL，稠化時間426min，溫度高點稠化時間400min，水泥漿性能系數SPN值0.93。

5 結論

Kes101-1井因為地層的特殊原因承壓能力低，下套管過程中發生漏失，尾管采用正注反擠固井施工，反擠水泥無法保證環空通道完全暢通，水泥漿有可能單邊流動。在井漏條件下，正注施工排量提至17L/s，確保了套管鞋水泥漿的封固質量?，F場水泥漿隔離液分別批混入井，保證了水泥漿隔離液密度均勻排量穩定。兩次施工均使用具有良好流變性及潤濕性的固井隔離液，在較低的流速下達到紊流頂替，解決了小間隙尾管及回接固井環空流動阻力大，頂替效率低的難題，提高了固井膠結質量。

由于本次反擠施工可能存在高壓頂替，因此應加強對地層吃入能力的充分認識，在固井施工應參考泥漿泵循環頂通時壓力和排量，必要時應在施工前進行固井施工排量下的壓力試驗，確保施工時泥漿泵的泵壓載荷和上水效率達到要求。對于回吐量不大的井，考慮套管下完后，井口安裝旋轉控制頭，可以保證正注施工結束后可帶壓起鉆，降低了施工風險，保證了固井質量。

參考文獻：

[1]李豐收.最新石油固井關鍵技術應用手冊[M].北京：石油工業出版社，2007.

[2]張德潤，張旭.固井液設計及應用（上、下冊）[M].北京：石油工業出版社，2002.