碳酸盐岩深井打塞实践和认识

任爱军 于国龙

摘要：塔河油田以碳酸盐岩缝洞型油藏为主，受其油藏特性影响，地层能量差别极大，多数井存在漏失情况，因此碳酸盐岩井水泥打塞塞面不易控制，一次作业成功率低。本文总结了近年来水泥打塞井的数据规律，总结出针对不同吸水指数井水泥打塞塞面控制的几种方法，并在现场进行了验证，提高了一次打塞成功率。

关键词：碳酸盐岩;深井;打塞;漏失

1 背景

塔河油田碳酸盐岩油藏埋深多在5500-6500米，油井能量差异大，压力保持程度从50～98%均有分布。地层温度高110℃以上，初始地层压力系数1.08，井身结构复杂多样，有直井、水平井、大斜度井等。完井方式采用裸眼完井，井眼直径以149.2mm居多，部分为127mm。回接至井口的套管直径主要有250.8mm、244.5mm、193.7mm、177.8mm等。

2 碳酸盐岩水泥塞面控制

水泥塞面的控制，首先在于顶替液量的设计。若顶替液量设计偏高，则会导致塞面过低，顶替液量过小，则会导致塞面过高。而顶替液量如何精准的设计，则与井内流体的压缩系数，地层的吸水情况、初凝时间等多方面因素有关。

2.1 塞面控制影响因素分析

①流体的压缩量

在一般情况下认为水为不可压缩流体，压缩系数较小，但在压力较大，井筒液量较多的情况下，也会成为一个不可忽略的因素。通过计算及实验，井筒容积从120方到230方情况下，20MPa压力下，可以产生1m3以上的压缩量。1方水泥浆量可能导致井筒内水泥塞面100米左右的误差。

根据塔河油田井筒状况，根据不同温度下体积压缩系数[1]，计算出流体压缩量近似公式。

② 地层的吸水指数

统计前期油井的吸水指数和设计-实际塞面的差之间关系，吸水指数在50L·MPa-1·min-1 情况下，设计塞面与实际塞面符合度较高，塞面差异在100m之内，大于该值的情况下，出现较大偏差，甚至会出现水泥浆漏入地层找不到塞面的情况。因此打塞时尽量调整吸水指数在该指标以下。

③ 地层吸水的控制方法

由于该油田为碳酸盐岩油气藏，储集空间主要以裂缝溶洞为主，非均质性极强，，地层吸水性有较大的差异性。对于吸水性较好或易漏失的油井，打塞前根据油井的情况采取适当的措施降低地层吸水以达到合理控制塞面的目的。

（1）填砂法。在吸水指数大于50L·MPa-1min-1情况下，且打塞井段地层不存在放空段，适合采用填砂法降低地层吸水。根据油井实际情况及后期生产考虑，选择合适粒径和材质的石英砂填入井内，粒径一般为100目左右，保护产层同时便于后期冲砂施工。填砂作业期间应采取边活动管柱边填砂的方式，沉砂期间仍需活动管柱以防止形成砂桥[2]。待吸水指数降至50L·MPa-1min-1后，再进行打水泥塞作业。

（2）机械支撑+填砂复合法。对于吸水指数大于50L·MPa-1min-1，且打塞井段地层存在一定的放空井段，适合采用机械支撑+填砂复合法。具体施工是先下入桥塞或投放易钻水泥柱作为机械支撑，建立起支撑骨架，然后选择合適粒径和材质的砂填入井内，降低井筒吸水，待吸水指数降至50L·MPa-1min-1后，再进行打水泥塞作业。

2.2 塞面控制方法

①平衡法

对于循环洗井不漏失或吸水较差的井，适合采用平衡法控制塞面。即把所需要的水泥浆量经钻杆或油管送到井内，当管内外水泥浆液面持平时，上提钻杆或油管至设计塞面以上5-8m，把水泥塞留在原位置。反循环洗井洗出多余水泥浆，然后缓慢上提管柱侯凝。这种方法操作简单，安全性好，打塞合格率高。

②注入法

对存在一定漏失，且吸水指数在50L·MPa-1min-1以内井，可采用注入法控制塞面。具体施工为根据油井前期测压及液面情况，计算井底压力P，进而根据注入水泥浆和顶替液后井筒内液柱压力，根据前后的压力差，计算出压差沉降的水泥塞位移S，从而计算出水泥浆的注入位置及其顶替量（V）。依靠井内液柱与地层压差沉降，达到控制塞面的目的。注完水泥浆后可适当提高管柱，确保施工安全性。

3 实施效果

截止2021年8月，累计实施12井次，塞面控制均较好，误差可控制在±30m范围内，具体见表3-1。

4 结论和认识

（1）流体体具有一定压缩性，在较大的液量和压力下，挤堵时应充分考虑液体压缩量计算挤入地层水泥浆量;

（2）碳酸盐岩深井打塞前应先测地层吸水指数，根据地层吸水指数优选打塞方式，从而精准控制塞满，提高一次打塞成功率;

（3）针对吸水指数小于50L·MPa-1min-1井可以采用平衡法或注入法进行打塞作业;

（4）吸水指数大于50L·MPa-1min-1井，可先填砂或机械支撑控制吸水指数后再进行打塞作业。

参考文献

[1]王世文，王朝阳，席娟，等.井筒水压缩量的计算[J].中国石油和化工标准与质量，2013，2（上）：57-86.

[2]赵普春，娄京伟.塔河碳酸盐岩缝洞油藏深井裸眼段打水泥塞工艺技术[J].石油钻探技术，2006，34（6）：77-79.