吉林油田浅层水平井固井技术研究

王士鹏

摘 要：随着吉林油田勘探技术开发的深入，勘探开发难度也明显加大。吉林油田很多井位受地面条件限制，不能采用常规和直井定向井进行勘探开发，为有效降低开发成本、提高特低渗透油藏的整体开发效益，需引用浅层水平井固井技术进行油田的勘探与开发。为此，从浅层水平井固井技术的相关情况进行分析，探讨技术优势和实施方案。

关键词：吉林油田；浅层水平井；固井技术；探讨研究

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.33.198

随着吉林油田勘探技术开发的深入，勘探开发难度也明显加大，影响今后石油开采作业以及多种不利后果产生。吉林油田油藏埋藏深度大多比较浅（400米左右），受地面条件限制，常规和直径定向井无法进行开发勘测，单井产量低、经济效益较低，为了加快吉林地区油田开发步伐，应用了性能优良的固井工具及附件，通过对2005年实施的第一口浅层水平井进行数据施工等分析，不断的优化钻井液配方、完善固控设备等具体实施方案的优化与改进，提高浅层水平固井技术的整体开发效益，推动吉林油田的开发与发展。

1 浅层水平井固井技术施工要素探讨

1.1 浅层水平井固井技术

随着油田勘探程度的不断加深，导致勘探过程中遇到复杂的地质结构，浅层水平井一般主要是指井斜角大于或等于86°，并且井身轨迹在油气层中穿行一定长度的定向井。林区域油藏低温、低渗、埋深钱，油藏水平井位比普通水平井位普遍大于2.0，该种情况下需要解决的突出问题表现在两方面，一方面是保证有足够强度的套管柱能够克服阻力，另一方面是在大斜度或水平井段完全充满优质水泥浆的问题。这是水平井钻井的一个关键技术，利用水平井钻井手段，保护和解放油气层，从而提高油田开采采收率，增加油田开采油层产能，促进油田开发水平。

1.2 浅层水平井固井技术难点

1.2.1 井身结构

浅层水平井的“地面定向”的浅水平井技术主要有浅层水平井和大斜度井，下入的套管一定需要承受底层纵向下榻应力，水泥环控支撑作用显得极其重要。浅层水平井和大斜度井中尤其需要甄别的是生产层出水还是入水，出现滤液渗入油页岩裂缝而导致施工难度加大等现象，这些技术实施要点都需要特别注意。在进行水平井和大斜度井固井时对固井技术要求也有所不同。

首先，對水泥浆性能的要求。在水平段，水泥浆注入井内后，由于重力的作用难以保持原有的稳定性，水泥颗粒很容易在套管下层凝结沉淀，致使自由水析出。套管上侧的水泥浆凝固后的水泥石强度降低，导致油气水通道形成，所以在这一环节，提高水泥浆的稳定性能，降低水泥浆析水是确保油田固井质量的关键。为此，在进行固井时全面提高水泥浆性能，保证水泥浆具有较好的稳定性，严格控制水泥浆失水量。一般控制在50ml以内。

其次，分割注水泥井段内各组产层和其他渗透性岩层，确保井段内不会因为环空窜道引起出水。这就需要在水平井中，通过调整泥浆性能，确保自由水析出量较少，那么水泥浆稳定性能越强，要求是在水平固井中，水泥浆API<50ml/30min。

1.2.2 注水泥特点和技术控制要点

注水泥浆的流变性。常规注水泥过程中，为了获得更高的水泥浆顶替效率，都是通过降低水泥浆的胶凝强度、屈服值改善水泥浆流变性能，通过不断摸索试验配方，调整水泥浆性能，在进行水平井水泥浆设计时，一定要保证水泥浆的稳定性，确保水泥浆的屈服值控制在15Pa左右。

水泥浆的稠化时间。水泥浆自由水析出是致使水平井固井质量降低的最主要原因，在水平井中，由于油气层裸眼段比较长，裸眼环容比小间隙处环容大于1倍时，水泥浆与油气层接触面大，水泥浆的失水量控制成为难点，但是自由水析出是与水泥浆胶凝强度的紧密相关的，所以在进行施工时，设计水泥浆水平井时，一定要保证注水泥施工安全，做好充分保障措施，尽量的减少水泥浆稠化时间，做到“直角”稠化。

1.3 水泥浆外加剂的选用

根据各地区水平井的完钻出口温度情况，通过室内化验与性能对比，选择DSHJ将试水外加剂，此种外加剂主要是由降失水剂、降粘剂、抑泡剂以及速凝剂等组合而成，是一种可溶于水的固体粉末，通过DSHJ降失水剂的应用，借助降粘剂和交联剂改变分子化合物，相互产生交联作用，当浓度到达一定时，增大水泥浆体系的流动阻力，与水泥颗粒产生交叉网状链接，改善水泥浆粘稠现象，会在水泥颗粒周围形成屏蔽层，降低水泥浆的流动性。

1.4 对水泥浆体系性能综合性评述

为保证水泥浆体系性能可通过控制水泥浆失水量和析出量，确保水泥浆低滤失、高沉降稳定性，失水量可以控制在30mL，析水量为0。稠化时间按要求，保证固井施工顺利，提高水泥环封隔地层的能力。首先，选用高效降滤失剂，可有效把水泥浆API失水控制在小于50ml以内；其次，确保水泥浆流动性和稠化时间，确保水泥浆稠化强度和性能；最后，由于水泥浆凝固后，水泥石强度会增长，为防止水泥石体积収缩形成微间隙，需要增强抵抗底层流体的能力。

2 吉林浅层水平井固井技术与配套措施

2.1 固井施工前进行地层承压堵漏试验

依据吉林地区油田钻井工程设计的固井注水泥方案，为有效提高井眼的承压力，在进行下套管前进行承压堵漏，并为接下来的固井完井奠定良好的井眼基础。

2.2 提高注水泥性能措施

浅层水平井固井需要的水泥浆量大，在进行水泥浆封浆工作时，通过降低水泥浆的胶凝强度、屈服值改善水泥浆流变性能，在进行水平井水泥浆设计时，一定要保证水泥浆的稳定性，利用降低水泥浆紊流顶替排量，确保水泥浆的屈服值控制在15Pa左右，通过提高注水泥排量达到或接近顶替排量，提升注水泥顶替效率具。

3 合理确定顶替排量

在实际油田勘测中，大排量顶替有利于提高顶替效率，但大排量顶替会给该地区埋下较大的井漏风险，因此，根据实测井径数据，利用降低水泥浆紊流顶替排量，确保井段内不会因为环空窜道引起出水，确保环空流速达到1.0-1.2m/s即可。

4 现场应用

根据吉林地区油田实际生产量将浅层水晶古井技术进行现场应用，采用性能优良的双凝微膨水泥浆体系，选用DSHJ降失水剂，在进行浅水层固井前做好充分准备，确保固井技术、注水泥浆性能等完善稳定的基础保障下，进行浅层水平井固井技术实施。在当地要考虑到地质情况、工程情况和成本预算等三方面的基础上，在扶余、红岗、新庙地区完成了35口水平井，再经电测解释：固井一界面优质、二界面合格，其中，优质井量占到80%以上，为吉林油田的1000万多吨的浅层石油地质储量求得切实可行的新方法。

5 结语

在进行浅层水平井设计和钻眼施工时，必须结合当地油田储存的实际情况，从井身轨迹设计和实钻井眼的符合方面保证套管的安全下入，选用科学合理的水泥注浆体系，采用合适的水泥浆体系与合理的施工参数及技术措施，确保钻井液具有良好携带和悬浮能力以及不影响开采成本，提高封固质量，跟上油田上产的需求，不断在实践中丰富和完善固井技术，提高浅层水平固井技术的整体开发效益，推动吉林油田的开发与发展，从而提升我国油田的原油开采率。

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