振动胶塞固井技术在JF1-8-4井的应用

周坚 孙万兴 张小建 张海涛 宋磊磊(渤海钻探第一固井分公司 河北 任丘 062552)

解放渠东油田纵向上分为三个相互独立的油藏，TI1为边水层状构造油藏，TI2为边底水层状构造油藏；TII油组为边底水块状构造油藏；TIII油组为底水块状构造油藏，油藏埋深4400－4900。JF1-8-4井是布署在解放渠东油田一口开发井，钻探目的是挖潜三叠系TII、TIII油组剩余油,兼探TI油组水淹状况。二开采用Ф241.30mm钻头钻至井深4534m完钻，Φ200.03mm套管下至4532m常规固井。由于长期注水开采，地层中含水量增多，层间互窜现象严重，固井质量不易保证。为此，从防窜机理入手，优选隔离液体系、优化水泥浆性能、应用振动胶塞和环空压力补偿技术防止了地层流体侵入，确保了固井质量。

一、概况

1.井身结构

一开：￠406.4mm钻头×井深801m，￠273.05mm套管×800m；二开：￠241.3mm钻头×井深4534m，￠200.03mm套管×4532m。

2.钻井液性能：见表1

表1 钻井液性能

3.电测情况

井温：97.5℃×4534m

井径：电测平均井径为257.72mm，扩大率6.8%，油层段扩大率12.6%

4.油层分布及油气显示

钻进期间在三叠系见油气显示112.0m/17层，其中TⅠ油组25.0m/8层，TⅡ油组45.0m/6层，TⅢ油组42. m/3层。 TⅡ油组井段4420.00-4443.00m显示最好，钻时1-7min/m，岩性为浅灰色荧光细砂岩，气测全烃：0.85↑61.15%，C1：0.7862↑54.0368%，其它组分全；现场综合解释：油气层。

序号 1层位岩 性TI井段(m)4206.0～4210.0厚度(m)4灰色粉砂岩气测解释干层

差气层差油气层差油气层黑灰色泥岩灰色泥质粉砂岩、浅灰色荧光砾状砂岩浅灰色荧光含砾细砂岩浅灰色荧光含砾细砂岩差油气层差油气层灰色粉砂岩气层2 3 4 5 6 7 8 9TI差气层差气层TII10差气层差气层TII5 4 2 3 1 3 3 9 1 2 2灰色细砂岩12灰色粉砂岩差气层2313油气层灰色泥质粉砂岩差气层11差气层1482 616油气层差气层17灰色细砂岩34TIII4238.0～4243.04275.0～4279.04281.0～4283.04285.0～4288.04314.0～4315.04322.0～4325.04329.0～4332.04370.0～4379.04383.0～4384.04387.0～4389.04392.0～4394.04420.0～4443.04443.0～4451.04469.0～4471.04494.0～4500.04500.0～4534.0灰色荧光粉砂岩灰色泥质粉砂岩浅灰色荧光细砂岩浅灰色细砂岩15灰色粉砂岩浅灰色荧光细砂岩浅灰色细砂岩

5.周边情况

JF1-8-4井周边1Km范围内有采油井10口，注水井14口，注水层位TI、TII、TIII均有。

二、固井施工技术难点

1.油层段井径扩大率12.6%，呈“糖葫芦”形状，顶替效率低。

2.油层、隔层多而薄，最薄的油层厚度1m,最薄隔层也仅2米厚，互窜问题十分突出。

3.裸眼段长，需封固不同压力体系地层，“窜、漏”可能同时发生。

本研究中，与≥90分组患者相比，<70分组患者LVEF较低、pro-BNP较高、住院时间更长、消化道出血更多见，心脏破裂或室间隔穿孔发生有增加趋势。<70分组患者年龄更大、女性比例更高、因STEMI就诊比例更高、急诊介入治疗比例更高、入院时收缩压血压稍低，这可能是其转归较差的原因。

4.渗透性地层易引起水泥浆失水过大，造成施工事故，损害油气层。

5.水泥浆一次上返4534m，上下温差达70℃，易造成环空水泥浆强度发展上下不均衡。

6.施工量大，施工时间长，水泥浆稠化时间长，结构发展慢，压稳困难。

7.对固井质量要求严。(1)返高一般要求返至地面(2)油层及隔层段固井质量要求优质，其余井段固井声幅值小于30%。

三、固井设计与技术对策

1.严格控制好套管下放速度，防止产生激动压力压漏地层或造成井壁跨塌，保证套管顺利下到位，并能够正常建立循环；

2.优化水泥浆配方，严格控制水泥浆失水和析水，并以电测资料为依据合理设计水泥浆量，固井使用硅粉水泥浆与低密度水泥浆两种；

3.合理安放套管扶正器，保证套管居中度，并合理设计施工排量，提高顶替效率；

4.套管下放到位后，必须充分循环洗井2周以上方能进行固井施工；

6.为提高固井质量，保证顶替效率，施工排量按环空每米返速计算。

7.采用振动胶塞固井，改善流体性能，提高顶替效率，提高水泥胶结强度，提高固井质量。

四、振动胶塞固井工艺原理

振动胶塞固井原理主要是通过谐振器安装在固井胶塞的本体上，不改变现有的注水泥工具，根据施工的工艺流程，设计振动时间；便于提高水泥浆的胶结强度。

五、JF1-8-4井Φ200.03mm套管正注反挤室内化验:

水泥浆体系:

常规密度：阿G+互利微硅(100:3)设计密度1.88g/cm3；

低密度：阿G+LANDY-30S＋微硅(100:30:25) 设计密度1.35g/cm3

领浆稠化曲线(稠化时间361min/100Bc)

尾浆稠化曲线(稠化时间288min/100Bc)

六、JF1-8-4井Φ200.03mm套管正注反挤施工情况:

在正注时使用振动胶塞固井,先装入水泥头、根据固井设计，设计振动时间；遥控激振过程、注前置液、碰压后自动激振过程、碰压后自动激振调整振频，共振后完成关闭。施工完后环空打压，之后测声幅结果显示，固井质量优质。

结论

1.解放渠东油田井具有长封固裸眼段，注水泥浆量大，施工压力高，易出现蹩高压；且管外静液柱压力大，且循环压耗高，替浆排量受限制，顶替效率低会影响水泥返高固井质量等施工难点，根据井径合理选加扶正器，确保套管的居中度，提高顶替效率。对于井眼不规则，井径扩大率大的井段，为防止水泥浆窜槽，下入旋流扶正器，使水泥浆在环空产生一个横向流动，提高顶替效率，使用振动胶塞固井，有利于提高顶替效率。

2.振动胶塞固井作用是通过谐振器的振动激发套管环空流体共振，提高顶替效率，谐振器振动可破环入井流体的内部结构，改善流体的流动性；

3.谐振器的振动可打散水泥颗粒的聚集，水泥水化更加充分，缩短了水泥稠化的过渡时间，使得水泥浆更加均匀，提高水泥浆的强度，可以减少水泥浆的静切力，维持静液水泥浆的凝结，收缩得到补偿，提高了第一界面、第二界面的胶结强度，有利于防固井窜槽。

[1]王恩合王学良 王学成 陈杰陈杰王雪梅《动态振动固井技术研究及现场试验》【石油钻探技术],2011年04期.