超深超高压井膏盐岩层尾管固井现场试验——以西部某油田XX井为例

丁　辉，李　坤，刘　锐，朱剑飞

（塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000）

超深超高压井膏盐岩层尾管固井现场试验
——以西部某油田XX井为例

丁辉*，李坤，刘锐，朱剑飞

（塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000）

XX井是西部某油田的一口评价井，该井四开完钻井深7657.93m，钻井液体系为油基泥浆体系，密度为2.57g/cm3。该井四开钻进过程中多次出现井漏、高压盐水等复杂，井底温度较高、浆体密度较高，混配困难，固井难度较大，通过采用“正注反挤+短回接”非常规固井工艺，优化固井浆体配方并结合现场试验，顺利地解决了该井盐膏层固井难题，也为超深、超高压井膏盐岩层固井提供了现场应用参考。

盐膏层；超深、超高压固井；正注反挤；固井质量；超高密度加重剂

西部某油田在下部层段发育有较厚的膏盐岩层，厚度200～3000m，是良好的油气盖层，具有低温脆变、高温塑变特征，在其下步层系砂岩储层中有良好的油气聚集。膏盐岩层，特别是长封固段膏盐岩段的固井水泥石封固质量显得极为重要，是下步钻进及后期开发的重要保障。由于膏盐岩具有蠕变、易出高压盐水、井漏等特点，井下情况非常复杂，固井井眼条件苛刻，导致固井难度较大。

为了解决超深、超高压膏盐岩层固井技术难题，结合单井情况，采用特殊的固井工艺技术，进行现场试验应用。XX井是西部某油田的一口评价井，该井四开完钻井深7657.93m，钻井液体系为油基泥浆体系，密度为2.57g/cm3。钻遇地层为盐层、石膏层、白云岩段及泥岩、膏盐岩互层。该井四开钻进过程中多次出现井漏、高压盐水等复杂，且井底温度较高，固井难度较大。

1　基本情况

1.1井身结构（见表1）

表1　XX井井身结构

1.2钻井液体系及性能（见表2）

表2　XX井油基泥浆性能

1.3钻遇复杂

（1）该井四开盐膏层段溢漏同层，多次发生井漏和溢流复杂。

（2）钻进至井深6883.34m时发生卡钻事故，后进行侧钻，侧钻点井深6742.14m，井段7470～7657.93m为168.3mm钻头钻进后采用∅241.3mm钻头扩眼，井径不规则。

2　固井施工难点

（1）封固段盐膏层埋深较深，温度较高，盐层易蠕变，对套管性能及下套管技术要求较高。

（2）裸眼段较长，环空间隙较小，井径不规则，且易漏，顶替效率较低，容易发生混窜。

（3）封固段温度较高，存在高压盐水层，对水泥浆抗高温、抗盐要求较高。

（4）高密度水泥浆体系地面混配难度较大，浆体沉降稳定性很难控制。

3　技术工艺措施

（1）为提高高压盐水层套管抗挤性能，增大环空间隙，采用高钢级套管∅206.38mm×16mm×TP140×TPFJ无接箍套管。

（2）计算刚度比，优化通井管柱，同时进行盐层蠕变试验和模拟下套管工作，确保井眼通畅，保证盐层套管顺利安全下入。

（3）采用超高密度加重剂GM-1与超细微锰Micromax混配水泥浆体系，并加入一定比例硅粉和微硅，通过颗粒级配原理，保证浆体的稳定性。

（4）水泥浆中混入一定比例防气窜剂和固井用堵漏纤维，增加水泥石的防气窜性能和韧性，并减少固井期间漏失。

（5）提前进行地面高密度水泥浆混配实验，保证固井现场配浆一次性成功，同时现场地面施工采用“二次循环+小过渡”工艺，进行混浆，保证浆体配制均匀和施工的连续性。

（6）采用“正注反挤+短回接”非常规固井工艺技术，根据固井施工情况，先采用正注反挤方式，保证套管鞋和喇叭口封固质量。再采用短回接方式，确保高压盐水层封固安全。

4　固井水泥浆配方及性能

4.1实验条件

150℃×197MPa×90min。

4.2正注水泥浆配方（2.65g/cm3）

G级水泥+22%硅粉+8%微硅+110%加重剂+1%防气窜剂+4.5%降失水剂+2.8%缓凝剂+1.5%分散剂+ 0.18%悬浮剂+0.1%消泡剂+3.5%盐+22%超细加重剂+ 0.1%固井防漏纤维。

4.3反挤水泥浆配方（2.65g/cm3）

G级水泥+22%硅粉+8%微硅+110%加重剂+1%防气窜剂+4.5%降失水剂+2.2%缓凝剂+1.5%分散剂+ 0.18%悬浮剂+0.1%消泡剂+3.5%盐+22%超细加重剂+ 0.1%固井防漏纤维。

4.4水泥浆性能（见表3）

表3　X井水泥浆配方

5　固井施工情况及固井质量

5.1正注固井

施工过程：

注密度2.60g/cm3的前置液10m3，排量15L/s，泵压18MPa；

注密度2.65g/cm3的水泥浆20m3，排量18L/s，泵压25MPa；

注密度2.60g/cm3的后置液3m3，排量15L/s，泵压18MPa；

替钻井液 71.3m3，排量 15～20L/s，泵压 24～32MPa；

碰压31↗33MPa，检查无回流，起钻至井深6436m；

关井泥浆泵正挤钻井液20m3，排量14～20L/s，泵压18～32MPa，套压3～4.4MPa；

起钻至井深6010m，关井泥浆泵反挤钻井液8m3，排量7～20L/s，泵压5～12MPa，套压3～8MPa，准备反挤固井。

5.2反挤固井

注密度2.60g/cm3的前置液15.5m3，排量16L/s，泵压16MPa；

注密度2.65g/cm3的水泥浆43m3，排量18L/s，泵压25MPa；

关井正挤密度2.60g/cm3的后置液3.5m3，排量15L/s，泵压18MPa，套压3.9MPa；

关井泥浆泵正挤钻井液52m3，排量15～20L/s，泵压29～32MPa，套压3.1～6.2MPa；

关井泥浆泵反挤钻井液12m3，排量20L/s，泵压13MPa，套压9.6MPa；

卸水泥头，上起钻具至5981m，立压3MPa，套压3MPa，关井憋压候凝，立压3↘0.5MPa，套压3↗13MPa，后根据现场取样强度养护情况进行探钻塞并铣喇叭口进行短回接固井。

5.3短回接固井

注密度2.6g/cm3的前置液17m3；

注密度2.65g/cm3的水泥浆27m3；

注密度2.6g/cm3的后置液4m3；

替钻井液56.5m3，碰压（压力20↗23MPa，带压下插，加压25t，泄压无回流，倒扣脱手），起钻，关井憋压候凝，后根据现场取样强度养护情况进行探钻塞并电测固井质量。

5.4固井质量情况

该井成功完成了同区块水泥浆密度最高固井施工作业，盐膏层尾管固井合格率75.53%，短回接固井合格率96.56%，固井质量合格。

6　结论

（1）对于超深、超高压盐膏层段存在溢、漏等复杂情况固井，可采用正注反挤、短回接等非常规固井工艺技术进行封固。

（2）对于超高密度水泥浆体系，超高密度加重剂与超细加重剂微锰混合使用可提高浆体稳定性，保证高密度浆体的良好性能。

（3）对于超高密度浆体地面配制可使用过渡罐“二次循环过渡混配”，保证水泥浆混配均匀和密度控制。

［1］卓勤功，李勇，宋岩，等.塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带古近系膏盐岩盖层演化与圈闭有效性［J］.石油实验地质，2013，35（1）：42-47.

［2］刘振通，李利军，宋元洪，等.KS204井盐膏层长封固段尾管固井技术［J］.钻井液与完井液，2012，29（3）：61-63.

［3］刘崇建，黄柏宗，等.油气井注水泥理论与应用［M］.石油工业出版社，2001.

TE2

B

1004-5716（2016）05-0050-03

2015-05-08

2015-05-11

丁辉（1987-），男（汉族），湖北襄阳人，助理工程师，现从事固井专业工作。