JPH-431井固井技术

刘凯

摘 要：JPH-431井位于杭锦旗锦58井区高风险区边部。该井地层承压能力低，固井施工过程及易发生漏失，加上全井采用二开结构，裸眼段长，水泥浆顶替过程产生的摩阻附加水泥浆液柱压力，大大增加了固井漏失风险，同时水平井固井对套管下入，水泥浆性能要求以及固井附件的可靠性也提出了严格要求。

关键词：漏失;套管下入;水泥浆;固井附件

根据杭锦旗工区施工情况分析，该区域主要漏失层位集中在刘家沟组中下部及石千峰组上部，JPH-431井邻井有两口井一次注水泥浆成功返至井口，而其余三口井在一次注水泥过程中发生漏失，正注返高至延长组及以上，JPH-431井拟采用一次注水泥双凝水泥浆体系固井，若发生井漏，则进行水泥浆反挤作业，且水平段较长，如何保证套管顺利下入，保证水泥浆的封固质量提出严格要求。

1 固井技术难点

①杭锦旗地层承压能力低，普遍性钻、固井漏失严重，造成固井质量相对较差;②水平段长，由于井眼轨迹的变化，套管在拉力和自重作用下，通过造斜井段和水平段时与井壁大面积接触，套管严重偏心和贴壁，下入摩阻增大，易发生下套管阻卡等复杂情况;③在斜井段和水平段，因重力作用，水泥颗粒下沉，自由水极易聚集在井眼高边形成连续的水槽或水带，不能有效胶凝或形成足够的强度，形成油气窜流的通道;④该井采用一次注水泥全封固固井工艺，封固段长，套管内外压差大，要求固井工具附件在高温、长时间冲刷条件下起密封作用，一旦浮箍浮鞋等固井附件失效，发生水泥浆倒流、留水泥塞现象，水平段套管内基本会被水泥浆充填。造成固井失败;⑤该井因井下复杂，通井时间长达半个月，通井过程中刘家沟组发生失返性漏失，因泥岩垮塌，导致长时间通井困难，石千峰组和盒三组掉块严重，多次遇阻卡，同时长时间通井划眼导致井下多处存在大肚子井眼及沟槽，给井眼清洗造成困难，严重影响固井顶替效率。

2 固井技术措施

2.1 井眼准备

首先，井队和固定队应根据实钻情况制定完善的通井、下套管及固井措施;钻井过程中出现漏失的，下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa的承压试验，否则不能下套管，为固井提供合格的井眼条件。下完套管后固井前循环钻井液排量要控制在环空返速在1.2m/s以上清洁井眼。

其次，下套管前采用双扶正器通井，对遇阻遇卡井段进行反复划眼，达到起下钻顺畅，循环泥浆至少两个循环周，调整好泥浆性能后再起钻。

最后，为降低下套管摩阻，要求通井结束起钻前在水平及大斜度井段泥浆中加入润滑材料或者2%的玻璃微珠，提高润滑性能，降低下套管摩阻，使摩阻系数<0.06。

2.2 套管下入技术和工具附件优选

①水平井使用的是强制关闭的弹簧式浮箍浮鞋，但其阀芯的密封面固定不变，长期冲刷下易损坏失去密封性，弹簧也易发生疲劳损坏而使密封失效。为了保证固井附件可靠性，我们优选质量可靠的附件厂家，保证固井施工质量;②为进一步提高水平井固井施工的成功率，降低因水泥浆倒流入套管造成留水泥塞，造成固井失败。采用碰压关井阀，该装置在使用时安装于浮箍之上，在完成注水泥及压塞作业后进行替浆作业时，固井胶塞在套管内下移，最后固井胶塞碰触滑套并憋压剪断剪销，滑套下移后插入阀座永久关闭液流通道，由此完成碰压关过程;③采用“抬头工艺”，即在浮鞋段连续加放3个弹性扶正器，使浮鞋在大斜度井段离开井壁，以减小前部套管摩阻，导引套管顺利进入大斜度井段;④控制套管下放速度，做好下套管过程中的中途循环，避免泥浆长时间静止导致触变性变强引起开泵困难导致憋漏地层。每300m中途循环一次，尽量把下套管过程中产生沉沙，泥皮循环出井筒，为套管正常到底后正常开泵提供良好的井下条件，降低开泵顶通难度;⑤为了保证套管居住，提高顶替效率，在水平段及斜井段每2根套管加上一组树脂刚性扶正器，直井段每5根套管加一组弹性扶正器。

2.3 固井技术方案优选

①为了降低环空液柱压力，降低漏失风险，该井采用1.25g/cm3超低密度水泥浆，通过优选低失水、零析水高密度防窜水泥浆配方，优化固井工艺措施，保证固井质量;②优选前置液，采用井队HP或其他自备高粘配置前置液保证入井不低于10m3，注水泥时注入6-10 m3较低密度的低密度水泥浆，充当冲洗液作用，同时可以作为平衡液减小环空动液柱压力，降低漏失风险;③控制施工排量，要求固井施工注替排量小于循环排量，控制在1.6-1.8 m3/min，保证水泥浆环空上返速度不低于0.8m/min，控制井口替浆压力不超过8MPa，超过这一压力值后改用水泥车单车顶替，合理运用“紊流+塞流”复合顶替技术，就可以提高水泥浆顶替效率又能降低固井施工过程中的漏失风险。

3 现场施工

本井于2018年7月27日开始固井施工，该井采用双车注灰。注入高沾前置液10 m3，8 m3密度为1.10-1.20 g/cm3低密度水泥浆充当冲洗液，1.25 g/cm3低密度水泥浆98 m3，高密度水泥浆42 m3，注入排量1.6-1.8 m3/min，水泥车压塞2 m3，大泵替井浆37.2 m3，替浆排量1.6-1.8 m3/min，水泥车碰压，碰压20MPa，开井候凝。该井由于通井时间过长，导致测井井经于实际井经严重不符，水泥浆未返出地面，后经反挤补救，因压力过高，水泥浆未挤入，初步判断水泥浆进入表套，该井固井质量评价良好。

4 经验与结论

①采用1.25 g/cm3超低密度水泥浆有效降低了水泥浆柱压力和注替过程中的循环摩阻，大大降低了固井漏失风险，提高固井一次上返高度;②性能良好的套管附件、碰压阀的应用確保了长封固段水平井的施工安全，避免了水泥浆倒返入套管留水泥塞现象;③优化固井工艺措施，优选合理的注替排量，有效提高了固井优良率，降低了漏失风险。