二叠系裂缝性堵漏技术浅谈

柳红斌

[摘要]：针对二叠系堵漏技术难点，重点结合二叠系堵漏技术，对二叠系堵漏水泥浆外加剂与固井施工工艺进行浅述，以期为同类型固井施工提供技术参考。

[关键词]：固井施工 裂缝性漏失 二叠系

1二叠系堵漏技术难点

白垩系、侏罗系、三叠系、石灰系泥岩易吸水膨胀或剥落掉块，对固井施工，特别是前置液体系以及水泥浆体系提出较高的要求。二叠系地层应力大，井壁稳定性差，极易造成井下复杂情况。采用常规密度水泥浆体系（1.90g/cm3），水泥石后期强度较高，钻塞进行下一步开钻时容易形成新井眼，这样就不能满足钻井工程设计对井身质量的要求。

2二叠系堵漏技术原理

二叠系堵漏水泥浆体系大部分采用低密度和静液柱压力比较低的配方，但这样容易出现水泥浆下落的情况，从而造成水泥浆进入不到目的层，为此采取高触变性水泥浆体系和低密度纤维水泥浆体系。

2.1触变性水泥浆

水泥浆触变性是指搅拌后水泥浆变稀，静止后变稠的特。即水泥浆在一定的剪切速率作用下，视粘度随作用时间的延长而逐渐减小，当剪切作用停止后，水泥浆视粘度又重新升高的现象。作用机理：

（1）由于胶凝强度增加，水泥浆的重量被悬挂在井壁上，降低了作用在地层上的液柱压力

（2）当触变性水泥浆进入漏层后，其流速減慢，浆体结构迅速形成，而后水泥浆流动阻力增大，漏失地层易被堵塞，从而达到固井堵漏施工的效果。

（3）触变水泥浆失重值等于过平衡压力时，其胶凝强度可达到240Pa，可有效防气窜。

（4）渗透地层堵漏，可把触变性水泥浆作为先导浆，以达到增加挤住压力提高挤水泥成功率的目的。

2.2增韧纤维水泥浆体系

利用纤维材料的边缘与孔隙、裂缝产生的较大的摩擦、组挂和滞留作用，形成网架结构，进而利用纤维细而光滑。曲张变形的特点造成无孔不入，滑而易动的环境，再以纤维的密集堆积作用，达到堵漏效果。

纤维进入漏层后，其稠度和塑形强度急剧增加，很快失去流动性，同时与漏失通道孔隙壁面形成堵塞物，从而避免与地层水接触出现强烈稀释现象，达到堵漏效果。

纤维水泥浆体系与原浆相比流动度降低2.5%，加入纤维后，失水量降低15.6%，主要原因时水泥浆的不同尺寸的纤维存在，使得其失水面积减少，水分子迁移困难，不过其稠化时间缩短大约6.6%。

纤维水泥浆沉降稳定的提高，一般原浆基本服从受阻沉降原理，不论团粒大小如何均已相同的速度沉降。纤维在水化颗粒及井壁间形成不同类型的网状结构，从而阻止水泥颗粒的下沉，增加水泥浆沉降稳定性。

纤维水泥浆体系抗渗透性提高、降低了水泥石体积收缩。水泥在掺入纤维后，由于表层材料中存在纤维材料，使得失水面积减少，水分子迁移困难，从而使毛细管失水收缩形成的毛细张力有所下降，纤维与水泥之间的界面的粘接力会增加水泥石抗收缩变形的能力，降低水泥石收缩变形值。

2.3低密度水泥浆体系

低密度水泥浆体系发展至今大概有四种：一种是加入高比例的混合水，并控制游离液，一般加入粘性的轻质填充物，如膨润土、水玻璃等等，一般密度只能降到1.44g/cm3，第二种是加入细小而耐压的中空玻璃微珠，密度能达到1.32g/cm3，第三种是利用钻井液、矿渣、微硅通过钻井液转化技术，使水浆密度达到1.32-1.6g/cm3，第四种使泡沫水泥，在基浆中加入微珠，使水泥浆密度降到最低。

粉煤灰与水泥水化时析出游离石灰反应生成稳定的低钙硅酸水化物，提高了水泥石强度和致密性，从而水泥中游离的石灰被水或二氧化碳浸洗形成孔隙，引起水泥的腐蚀和破坏，因此粉煤灰不仅有其他低密度水泥具有的高强度，而且具有抗渗透性和抗硫酸盐腐蚀能力。

粉煤灰水泥浆体系具有良好的稳定性，但存在游离液大的缺点，故需配合其他添加剂改善其性能，如加入10%微硅，提高了水泥石的致密结构，抗腐蚀能力进一步提高，同时微硅水泥浆体系安定性和触变性好，析水、体积收缩率基本为零，水泥浆密度差甚微，主要是微硅粒径小，比表面大，吸附能力强的缘故。

3二叠系堵漏水泥浆外加剂与固井施工

3.1防止、抑制地层漏失

针对易漏地层，如钻穿二叠系后如漏失严重，用纤维水泥浆体系进行堵漏。三开完钻后做井筒承压实验，明确承压数据等相关内容，进行随钻堵漏、化学堵漏、水泥浆堵漏等。在固井施工前，配置30～40 m3低粘切的优质泥浆先期入井，作为先导冲洗浆，能有效破坏浆柱结构降低循环摩阻防止井漏。对于部分缩径井段，通井时采用双扶正器进行通井作业，消除下套管过程压漏地层的可能性。

3.2水泥浆设计

油层固井时，在尾浆中加入膨胀剂、等提高尾浆段封固质量。根据井型、井别、井段不同调整水泥浆配方，在工况条件允许的情况下，缩短尾浆稠化时间。易漏地层采用低密度水泥浆进行封固，固井设计时重视流体力学及防窜压稳设计。控制领浆比尾浆稠化时间长100min以上，领浆的流变性能要优于尾浆，提高水泥浆大小样的稠化时间复合性。

3.3优化隔离液、冲洗液的设计和使用量

应用冲洗液+隔离液+冲洗液复合前置液体系，优化隔离液的流变性能，提高顶替效率。依据井况控制使用量，保障有效接触冲刷时间。提高冲洗液粘度，保障环空高度的同时防止石炭、三叠地层垮塌。

3.4通井、下套管作业措施

针对缩径井段、井眼曲率大和狗腿度大的井段进行加扶正器通井，通井到底后采用1.2-1.5倍的钻井排量循环二周以上，彻底清除井底沉砂、岩屑。及时灌浆缩短套管静止时间，控制掏空深度与下放速度，不间断监测下套管期间泥浆性能与返浆变化，避免因下放速度过快而憋漏地层。长裸眼井下套管要分段进行循环，避免一次性到位泥浆长时间静止无法开泵或开泵即憋漏地层的现象，开泵应逐步提高泵压，避免一次性憋压过高。