云页平3井固井难点与措施

郑 朕，何大鹏，何文博

（1.中石化中原石油工程有限公司固井公司，河南濮阳 457000；2.延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心，陕西延安 716000）

云页平3井固井难点与措施

郑 朕1，何大鹏2，何文博1

（1.中石化中原石油工程有限公司固井公司，河南濮阳 457000；2.延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心，陕西延安 716000）

云页平3井是鄂尔多斯盆地页岩气水平井中第一口三开采用水基钻井液完钻的页岩气水平井，进入水平段后遇有黏卡、脱压等情况，井径极不规则，大肚子井眼较多，针对上述特点，制定了固井方案和优化水泥体系，固井质量良好。

云页平3井；固井；难点；措施

1 固井的难点

1.1 水基钻井液简介及对固井的影响

该钻井液具有很好稳定页岩、减少储层伤害的作用。其作用原理在于该钻井液的滤液黏度高，使水不易进入页岩；其次在非裂缝性的低渗页岩地层中，页岩相当于一选择性半透膜。在高浓度的盐水中水的活度低，产生的渗透压能促进页岩孔隙水返流。这种返流会减少从钻井液中流入页岩的流体的净流量，从而导致页岩水化降低和毛细管压力上升缓慢。如果渗透返流比流入页岩的水流多，且比从页岩流到钻井液的水流动慢，在近井壁地带会造成脱水和毛细管压力降低。这些都将使地层应力和近井壁地带的有效应力增加，从而有利于稳定井壁。该钻井液滤液进入地层后，特别是水敏性地层，引起地层水化膨胀的程度非常小，能尽可能地维护地层原有的渗透滤，从而对地层的伤害最小。同时，该水基钻井液在低温、长时间静止的条件下，高黏度也变高（电测静止时黏度达到126S）。其高黏度、高切力高不利于固井施工，易造成固井施工压力高，水泥浆驱替钻井液的效果差。同时在钻井液中混有2%的白油，页岩表面的油膜影响水泥石的胶结质量，易产生胶结缝隙，后期压裂开发形成气窜。

1.2 井身质量的复杂性

1.2.1 完钻通井情况

云页平3井完钻层位位于山西组，主要是砂岩地层为主。然而起下钻过程中，石盒子组都有遇阻显示，经过长时间2次通井循环，目的层砂岩井段井径进一步扩大，增大了钻井液驱替的难度。在低排量顶替下，井径大井段无法驱替干净死角的钻井液，水泥浆与钻井液混合形成混浆，影响水泥石的强度，易形成油气窜流通道。为了保证套管顺利下放到位，加入大量的润滑剂，其中主要润滑剂为白油，原有量加上通井循环的加入量，钻井液中白油含量达到4%。整个裸眼段岩石表面，包括重叠段套管内被都被油膜覆盖。固井需要考虑如何驱替干净油膜，保证水泥石的胶结质量。

1.2.2 井身质量情况

根据测井数据，在造斜井段井径扩大率大，平均井径达到269.51mm，平均环容达到42.73L/m，水平井段平均井径238.92mm，平均环容29.71L/m，按1m/s的上返速度计算，造斜井段排量达到2.56m3/min、水平段排量达到1.78m3/min才能获得较好的顶替。目的层主要为砂岩井段，经过长时间的通井起下钻作业，井径进一步扩大，结合钻井液的高黏度、高动切力，替浆排量达到2.56m3/min很难实现。塞流顶替注替时间太长，前期通井循环有掉块返出，前置液和水泥浆长时间冲刷，井壁容易失稳，固井施工的安全性无法得到保障。

2 固井技术措施

1）下套管前进行进行二次通井，增加了钻具刚性，同时加入大量的润滑剂，达到起下钻顺畅，保证套管的顺利下放到位；

2）使用旋转自导式浮鞋，便于套管的下入，同时水平井段每2根套管加一个刚性扶正器，造斜裸眼井段每3根套管加一个滚轮旋流树脂扶正器；重叠造斜井段每3根套管加一个刚性扶正器；上部直井段每5根套管加一个弹性扶正器，保证套管的居中度，有利于提高顶替效率；

3）平衡液的设计，考虑到钻井液黏度高，动切力大，施工前配置低黏度钻井液，固井前注入井内，确保井壁稳定，提高顶替效率；

4）采用多级冲洗工艺，首先，配置胶液作为第一段冲洗液冲洗和携带滤饼；针对钻井液中加入大量的白油作为润滑剂，需要考虑清洗干净附着在岩石表面和套管表面的油膜，配置一定比例界面清油剂作为第二段冲洗液，冲洗干净界面油膜；随后跟入配浆水为基液加入适量分散剂作隔离液，避免污染水泥浆；最后注入低密度先导浆，增加与界面的接触时间，达到紊流冲洗的效果；

5）下完套管循环排量要大于注灰替浆排量循环，为优化环空浆柱结构、大排量顶替提供依据；

6）浆体结构设计，为降低施工泵压，保证低密度在浅层井段的封固质量，重叠段上部采用高强低密度水泥浆进行封固，尾桨采用防气窜降失水水泥浆体系进行封固；

7）注替排量设计，注水泥浆采用双车注水泥浆，保证施工的连续性。双车替浆满足大部分水平段紊流顶替要求，起压之后逐渐降低排量塞流顶替至碰压，保证施工的连续性；

8）优化水泥浆体系，满足水基泥浆封固要求，并保证固井质量和施工安全。

3 现场施工与固井质量

3.1 现场施工情况

地面固井施工连续正常，入井水泥浆密度符合设计要求，水泥浆返出地面，放回水断流，开井候凝。

3.2 固井质量

根据测井图，固井胶结差井段主要集中在造斜井段和井口水泥浆下沉造成的井段，造斜井段固井声幅值较大，分析原因，造斜井段井径较大，顶替排量受限，施工时出现窜槽，导致水泥浆充填不充分，造成水泥环缺失，水泥石的强度不够，固井质量较差。

4 结束语

由于是第一口水基泥浆完钻，对地层和钻况还在摸索阶段，以后的井眼环境会有所改善，建议采用泥浆大泵大排量顶替提高顶替效率，压力升高后采用水泥车塞流顶替至碰压，继续优化水泥浆性能和前置液设计，满足类似页岩气固井要求，提高固井质量。

The Difficulty and Measure of the 3 Well Cementing in the Cloud Page

Zheng Zhen，He Da-peng，He Wen-bo

The Pingping-3 well is the shale gas horizontal well drilled with the water-based drilling fluid in the first port of the Ordos Basin，and enters the horizontal section，Irregular，belly wells more，for the above characteristics，developed a cementing program and optimize the cement system，cementing good quality.

cloud page ping 3 well；cementing；difficulty；measure

TE256

B

1003-6490（2017）12-0228-02

2017-10-11

郑朕（1985—），男，河南濮阳人，工程师，主要从事固井工艺研究工作。