浅论复杂深井套管悬挂固井技术

于磊

摘要：复杂深井钻遇多压力系统，存在垮塌、高压水层、漏失层、溢流等复杂钻井，给固井作业带来了很大难度。面对复杂情形，首要任务是确保套管顺利到位。固井时在不发生漏失情况下力求水泥浆全填充；若发生漏失，采用正注反挤固井工艺，实现套管“穿鞋戴帽”，能封隔高压水层和封固盐层。在裸眼段居中度差、严重影响顶替效率、可能存在钻井液窜槽的情况下，使用固井辅助模拟软件，优化浆体性能、合理选择固井排量，大大提高了井底以上有效封固长度，实现了“穿好鞋”。依靠控压技术“控漏防溢”，保障固井安全、实现高压水层的封隔。在不具备一次上返固井条件时，正注水泥浆稠化后进行反挤固井施工，实现套管的有效封隔，为后续作业创造有利条件。

关键词：深井；固井技术；地层压力系统；漏失层

A 井勘探目的层采用四开。一开下入表层套管封固上部疏松地层并加固井口。二开采用双级固井工艺，分级箍位置1603m封固盐上地层。三开套管采用技术套管悬挂加回接固井工艺、封固岩盐欠压实泥岩、纯盐岩。四开也采用技术套管悬挂加回接固井工艺，但技术套管悬挂固井采用正注反挤工艺封固下部含盐地层，为钻井打下良好基础。

1 钻井复杂及处理技术

四开钻进经历了井漏、溢流、缩径、垮塌、高压水层等钻井复杂情况，采取多种措施保障了安全钻达设计中完井深。1）钻进至生井漏段，起钻甩Power-V 下入常规钻具，通过降密度（由2.32 g/cm3下降到2.30g/cm3）及泵入随钻堵漏浆等方式逐步恢复正常钻进。2）钻进至井深发生溢流关井，套压1.4 MPa，使用密度2.33 g/cm3压井液节流循环压井后开井循环停泵出口无外溢。3）溢流压井结束后，考虑下部可能钻遇盐间水，一旦提高密度压井会造成上部薄弱地层发生井漏而下部盐层缩径，决定进行承压堵漏作业提高裸眼承压能力。泵入总浓度30.5% 堵漏浆39.5 m3，其配方为：2% 中粗SQD-98、2% 细SQD-9、9%KGD-1、11%KGD-2、6.5%KGD-3，起钻至套管内关井反挤25.1 m3，憋压候堵7.5 h，套压由0.5 MPa升至1.7 MPa

再下降至1.2 MPa，开井回吐17.6 m3，承压堵漏效果不明显。因承压堵漏期间先漏失后回吐现象，降密度由2.32 g/cm3降至2.28 g/cm3后恢复钻进。4）钻进至发生溢流关井，套压由1.3 MPa 升至4.9 MPa，经原井浆节流循环排污压井后开井，判断为地层高压低渗出盐水。因上部地层薄弱，无法通过提高密度压稳出水点，决定对地层放水泄压。放水泄压时活动好钻具，防止大量盐水聚积、形成结晶堵塞环空；监测钻井液整体油水比，保证钻井液抗污染能力；监测振动筛返出物，判断井下是否有掉块及井壁失稳性。放水3～5 次或30～50 m3需要短起下验证井眼通畅。调节排量，控制好入口密度2.28 g/cm3，出口出现低密度点时及时加重，并加密测量出口密度、准确记录污染钻井液量和实际出盐水数量。循环排污过程中尽量采用

单罐计量，如出口密度低加重无法满足时，采用正反计量、保证入口密度达标。经18次放水排污、地层泄压，关井套压降至1MPa，安装旋转防喷器转为控压钻进。5）吊灌起钻。下入铣齿接头进行堵漏承压，作业过程中发现溢漏同存，无法进行堵漏作业，决定再次放水泄压，释放地层能量后再降密度。经15次放水排污地层泄压，经过放水泄压，钻井液密度由2.28 g/cm3降至2.19 g/cm3，经过Φ241.3 mm 牙轮、Φ216 mmPDC、Φ168.3 mmPDC 钻头通井试钻导眼后，恢复Φ241.3 mm 钻头正常钻进。经2 次Φ168.3 mm 钻头打导眼卡层钻进、Φ241.3 mmPDC 钻头扩眼钻进至中完井。

2 固井难点

本井属超深井技术套管悬挂固井，井况非常复杂，存在多项固井难点。①油基钻井液条件下固井，水泥浆与钻井液相容性差、污染严重；其次在盐水侵严重的情况下，进一步加剧水泥浆与钻井液相容性问题，严重影响水泥石胶结质量。②封固裸眼段长，经历3 套盐层、盐层缩径严重，现阶段盐层蠕变无法满足下套管条件，而且又不能实现承压堵漏。③盐层套管无扶正器，居中度差、顶替效率低，严重影响固井质量。④溢漏共存，有4 个漏层一个高压水层，钻井液安全密度窗口极窄，下套管易发生井漏而固井期间可能发生盐水侵导致溢流。

划眼过程中确保上部有5m 活动空间，划眼通过后不再上提倒划眼，而是停顶驱上下提拉顺畅无阻卡即可，防止长时间划眼大幅破坏井壁；划眼过程中有憋停顶驱，控制上提增加悬重20t，如无法提脱，则放至原悬重释放扭矩逐步增加吨位提开。狗腿度较大井段，遇阻即划眼，反复正划倒划直至提拉顺畅为止。盐层遇阻后验证上提吨位、检验缩径情况，下放后最大提开吨位控制在32 t。验证缩径情况后，上提至自由井段后划眼，划眼参数：钻压1～2 t、排量18L/s、转速50～60 r/ min、扭矩限定20kN？m。盐层段划眼过后，尝试下钻，检验盐间泥岩、砂岩、石膏是否有缩径情况，如缩径按盐层进行划眼。通井至井底，冲洗沉沙到原井深即倒划眼上提，尽量减少在井底循环时间，后续循环时下放至距井底1m 出即可，防止揭开下部薄弱地层导致井漏。

4 下套管技术

严格控制好下套管速度，每根套管在上层套管内控制35 s 以上，每柱钻杆在上层套管内纯下放速度应控制145 s 以上，纯下放速度应控制在190 s 以上。现场根据下套管时间和钻井液返出情况，中途顶通破坏钻井液结构，减小套管到位后开泵压力。下套管全程进行灌返分开计量，发现井漏立即汇报。尾管送至预定座挂位置后，灌满钻井液，接顶驱，先小排量顶通，然后逐渐增加排量循环，严格控制循环排量和泵压，循环时注意观察泵压变化，防止环空蹩堵。套管下送到位后先灌满钻井液，接顶驱小排量顶通（单泵5 冲，2 L/s），返出正常后缓慢下放探底，控制排量10 冲以内，遇阻10t，记录实际遇阻位置。若不能则上提至原悬重。然后逐渐提排量，以2 冲一个档位，每提泵冲一次，循环10 min，钻井液工监测好液面，若返出正常，再继续上提泵冲，直至提到7 L/s，将套管外环空的钻井液顶到悬挂器以上后逐渐提排量至固井排量30 L/s 循环排污。循环一周半后，确定井筒清洁再进行悬挂器坐挂工作。

5 正注反挤水泥浆工艺

5.1 正注水泥浆施工

Φ127 mm 非标钻杆总内容积41.9 m3，套管总内容积35.8m3，整个管柱内的容77.7m3。正注水泥浆施工前先对固井管线试压35 MPa，符合作业要求后才开始进行固井施工。先注入密度2.19g/cm3先导浆30m3、密度2.22g/cm3 前置液30 m3、平均密度2.30 g/cm3的水泥浆27 m3、密度2.22 g/cm3后置液5.5m3。排量20～22 L/s 替密度2.19 g/cm3 鉆井液共66m3，替浆至36.4 m3时胶塞重合，替浆至15.2 m3时前置液出管鞋，替浆至45.2 m3时水泥浆出管鞋。泵压由20 MPa 升至23 MPa 实现碰压，泄压无回流，拆水泥头。接着循环排混浆4.2 m3后上起500 m关井候凝。关井候凝期间正挤钻井液15 m3，套压由8.6 MPa升至9.5 MPa 再降至9 MPa再升至9.6 MPa，此后每2h 正挤0.5m3。

参考文献：

[1] 鲜明，廖长平，范伟华，等.迪那1-1井127 mm尾管悬挂固井实践[J].天然气技术与经济，2016，6（2）：53-55.