稠油热采井固井技术研究与应用

摘要：稠油热采技术已经应用了50余年，在稠油的热采过程中，油层套管处于周期性的升温、降温的温度变化中，在交变的热应力状态下，生产套管就要受到反复的伸缩变形。由于热膨胀，对管材和水泥环会产生很大的热应力，因此对套管和水泥环的强度要求非常高。近年来，辽河油区由于大规模使用蒸汽吞吐、蒸汽驱及火驱热采的稠油热采方式，导致地层温度不断升高，油气水层非常活跃，增加了固井的施工难道，影响到油田长效开发的百年大计。为了提高固井质量，针对稠油区块的固井技术首先要解决的问题：水泥浆体系亟需改进，施工工艺流程有待提高，用以热采区块的固井，提高固井质量[1]。

关键词：稠油热采固井技术;顶替效率;水泥浆体系

1稠油热采井的固井技术难点

热力开采是目前稠油开采的主要方式，但采用这种方式开采对完井工作提出了更高的要求：

1.1油气水层难以压稳

在钻井、固井过程中注水及注气井坚持不停，由于下部底水活跃，且上部又有顶水，使水泥浆在候凝过程中极易发生油、气、水侵，造成水泥环窜槽，增加了固井施工的难度[2]。稠油热采区块经过多轮次注采，油层及水层较为活跃，个别井在完钻时，由于钻井液密度低，没有压稳油气水层，致使出油、出砂，达不到固井要求。

1.2水泥浆难以返到地面

稠油区块上部馆陶地层疏松、易垮塌，大肚子井段中滞留的稠泥浆及岩屑在水泥浆的牵引下易混窜，增大其流动阻力，易引起堵憋，造成漏失低返。

1.3井径大，水泥浆难以实现紊流顶替

油层部位主要是由灰色、灰褐色砂砾岩、砾岩夹灰色泥岩组成，由于岩层的成岩胶结性差，且渗透性较好，在钻井过程中易出现井壁坍塌、掉块，井径扩大率严重超标。固井时，水泥浆很难达到紊流顶替效果。

2主要技术措施

1）做好水泥浆化验工作，针对稠油区块上部馆陶水层及油气水层比较活跃等特点，加大速凝剂的比例，缩短稠化时间，达到两凝的效果，保证水泥浆在侯凝过程中的失重时也能压稳油气水层。

2）压稳固井工艺。对一些有异常情况的井，在完井通井时，上提泥浆密度，0.02-0.06（g/cm³）压稳油气层，实现平衡压力固井，在动压力情况下顶替水泥浆不发生井漏，而在静液态状况与水泥凝固过程中不发生水串、油气串。

3）采用多凝水泥浆体系，防止长期蒸汽驱动、蒸汽吞吐使层间油气活跃上窜，影响固井质量。

4）优选钻井水利参数和泥浆体系，保证井径规则和减少井漏的发生。事实表明，合格的井眼，是固井成功的先决条件。

5）认真执行下套管前的通井工作。通井时，要调整好泥浆的性能，保证井下的通畅，待正常以后，方可起钻。

6）要严格控制好套管的下放速度，避免井下激动压力的产生，并保证灌好泥浆。要观察井口泥浆的返出情况，出现井漏，要马上起套管进行堵漏。

7）使用水泥伞，防止水泥下沉漏失。

8）采用堵漏型隔离液LY-1，防止井漏，又充分清洗井眼，确保水泥返高。1.使用LY-I冲洗液和屏蔽暂堵剂作为前置液， 能有效清洗套管和井壁，增加水泥对两界面的胶结强度，并有效抑制井漏的发生。

9）要按固井要求下好扶正器和旋流发生器，解决井眼不规则和大肚子井眼固井时的顶替效率低的难题，提高固井质量。

10）使用旋流扶正器，确保馆陶组及井径扩大率超过15%井段的固井质量。

3 现场施工措施

3.1现场应用

欢127-17-31由井下钻井公司30644队钻进完成，完钻井深：861m，下入177.8mm套管，油层段：780m～820m，要求水泥浆返至地面。

3.1.1本井难点

1）井径较大。本井平均井径：295.27mm，其中最大井径472mm，最小井径253mm，平均环空容积：46.37L/m。2、馆陶水层活躍，容易发生水窜。

3.1.2主要技术措施

1）在570m、740m处下入旋流发生器，解决井径大，水泥浆难以实现紊流顶替的难题。

2）采用两凝水泥浆固井，防止地层流体在水泥浆失重过程中上窜。

3）采用2台水泥车注灰，实现紊流注替。

4）关停周边的1口注水井，保证静态下的固井施工。

近期（2018年1月～3月）稠油热采井固井33口，其中合格井16口，优质井17口，固井优质率51.5%。

4结论

1）通过对2018年1月～3月稠油热采井固井质量情况分析，固井质量合格率100%，优质率达到51.5%，说明针对稠油热采井的固井技术和施工措施是有效的，具有很好的操作性。

2）坚持“静态环境”下固井和压稳工艺对稠油热采井的水泥胶结效果起到了良好的作用，是保证固井质量的基础。

3）选用速凝及多凝水泥浆体系，缩短水泥浆的“失重”时间，从而减少了地层流体对水泥浆的影响，是保证稠油热采井固井质量的关键技术。

4）采用耐高温水泥浆体系，解决水泥石在高温情况下强度衰减问题，增加口井的开采寿命。

参考文献

[1]刘崇建，黄柏宗，油气井注水泥理论研究与应用[M]北京：石油工业出版社，2001

[2]徐可军，王新征，何育荣，稠油热采井中泡面水泥浆的固井技术[J]。石油钻采工艺，2002，24（6）：30-31

第一作者简介：李萌，辽宁省盘锦市，学士学位，长城钻探固井公司欢喜岭项目部工程师。

中国石油集团长城钻探工程公司固井公司，辽宁   盘锦  124010