水平井固井技术在海上的应用.pdf

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1、水平井固井技术在海上的应用叶旗(中海油服油田化学事业部塘沽作业公司固井业务部，天津塘沽300452)摘要：目前，水平井技术已经成为开采薄油层、低压低渗油藏的有效手段，而水平井固井是水平井钻井过程中的重要环节，对油井的开采寿命起到至关重要的作用。本文从水平井固井的技术难点着手，重点分析了水平井固井的技术措施，对海上油田现场水平井固井技术的应用具有指导作用。关键词：水平井；固井技术；水泥浆1水平井固井技术难点由于水平井井身结构的特殊性，对水平井固井质量产生了很大的影响。在井斜较大的井段，受到套管管柱本身重力以及管柱结构、井径扩大等因素的影响，管柱变形在所难免，这就导致套管不居中甚至在一定的深度下

2、入困难，造成套管和井壁之间不能形成质地均匀、封隔良好的水泥环，直接影响固井质量。此外，水泥浆的失水情况也会直接影响固井质量，如果失水控制不好，就会在水平段的井眼上部出现因析水聚集而形成的水带，水带的形成对水平井后期的开采工艺都会产生巨大的影响，如防水防砂等，从而影响固井质量。2水平井固井技术措施2．1优化钻井设计和钻井液设计主要做到：井径形状规则，没有凹凸不平的缺口；各个井段的井眼轨迹全角变化率符合钻井设计要求；钻井过程中出现漏失现象，应及时采取堵漏措施。在大井斜裸眼井段中，由于摩擦阻力的作用，套管往往不能靠自身重力下滑，要靠上部套管柱的轴向分力作用向前移动，因此，钻井液的润滑性起到了关键性

3、的作用。因此，合理的设计钻井液是下套管成功的关键所在。2．2用前置液代替水泥浆实现紊流顶替在顶替流态下，以紊流效果最好，而要实现对水泥浆的紊流，需要较高的泵压，而在现场施工中由于井身结构和施工工艺的不同，往往使用前置液来代替水泥浆实现紊流低返速技术，从而满足现场紊流顶替的需要。2．3水泥浆的设计水平井固井中，水泥浆体系的稳定性非常关键，直接关系到其它各种性能的实现，尤其在大斜度井段和水平段，水泥浆体系不稳定将导致油气水窜。因此水平井对水泥浆性能应达到如下指标要求：水泥浆体系的稳定性是水平井固井成败的关键，尤其是对于大斜度井和水平井，体系不稳定的水泥浆往往是造成后期油气水窜的主要原因，因此，对

4、水平井的水泥浆设计的性能指标作了如下要求：(1)水泥浆游离液应为零。(2)严格控制水泥浆失水量。一般控制在50ml以内。(3)缩短稠化过渡时间，形成直角稠化。(4)提高流变性能。2．4对扶正器的位置和数量选取要求水平井段固井质量的决定性因素是扶正器的合理分配。由于水平井的井斜角大等因素的原因，在重力的作用下，套管内泥浆以及管柱在径向力的作用，会出现套管不居中的现象，对水泥浆的驱替效果产生一定的影响，因此，必须按照设计要求合理的选择扶正器的数量和安装位置，保证套管居中。在正常情况下，在井斜较大的井段每2根套管安装一个扶正器，在直井段或者井斜不大的井段，可以每3根套管安装一个扶正器。3典型井例以

5、海上水平井XXx为例，该井为一口加密调整井，二开用‘P311．2mm钻头钻至1698．1lm(垂深1314．52m)完钻，最大井斜92．4。，水平位移679．43m。油层顶界1593m，油层底界1698m。下套管前调整钻井液性能为：密度1．12加m3，粘度60s，动切力llPa，静切力4，7Pa。共下入9．625”套管152根，下深1695．95m。采用钢制引鞋、钢制弹簧式浮箍，全井共下弹性扶正器47只，刚性扶正器11只，有效地保障了套管居中。套管下完后，以0．4m3／min的排量缓慢顶通，顶通压力3MPa，逐渐加大至固井替浆设计的循环排量2．5m3，min，循环钻井液两周，循环时间2个小时

6、，循环期间调整钻井液性能为：密度1．12出m3，粘度46s，动切力6Pa，静切力2，4Pa。注隔离液12m3+冲洗液11．13m3，占平均环空高度500m。注领浆(搬土浆)44．7m3，密度为1．50∥cm3；注尾浆25m3，密度为1．909／cm3。水泥浆的自由水为0，失水量为20IIIl。替海水(密度为1．03加m3)64．7m3。碰压14MPa，观察无回流，敞压候凝。固井施工全过程顺利，候凝36h后测井，测井结果显示，水泥面同钻井液界面清晰，无混窜现象，层间封隔良好，没有发生窜槽现象，底部也未发生油、气侵。固井质量评价：优质井，该井投产后日产油50t。4结语4．1前期合理的钻井和钻井液

7、设计是后期顺利下入套管以及成功固井的保证。4．2优化水泥浆设计，严格控制水泥浆滤失量，保证自由水为零，沉降稳定性好，是保证施工安全，防止井眼高边水带窜槽，提高固井质量的关键。4．3正确选择扶正器，并选择合适的数量和位置安装扶正器，以确保套管在下入过程中的居中度，提高顶替效率。4．4在钻井液设计中引入新技术、新工艺，如紊流顶替钻井液技术、漂浮理论在顶替钻井液研究中的引入等等，都对提高水泥浆的顶替效率有积极的作用