青海民和盆地探井固井技术研究

[摘要]民和盆地位于甘肃与青海交界处，夹于北祁连山与拉脊山之间，是一个中新生展起来的断、坳山间沉积盆地，具有丰富的油气资源，20世纪50—60年代进行过勘探工作。但到目前为止，只有青海国融红杉能源投资有限公司在海石湾布置探井开发，经过对以前地质资料了解，该区块地层不稳定、严重不整合接触，都会严重影响固井质量。所以要深入了解该区块地质分层，加大固井技术攻关，争取圆满的完成固井施工任务。总结固井经验，为以后民和盆地固井市场开发奠定基础。

[关键词]民和盆地 固井 难点 技术措施

青海民和盆地是河床沉积，地表海拨1800m左右，属高原山地地形，沟壑纵横，造成地层倾角随地势变化较大，地层倾角平均都在15—250，最大达450左右，上部地层成岩性差，地层胶结填充物疏松，下部享堂组和窑街组地层属硅质胶结，砾岩含量丰富，胶结性差，并含煤层夹层，易出水、气等。由于该地区独特的构造特点，地层上下呈极不整合接触，钻井过程中跳钻现象较为普遍，很容易产生井斜，严重影响固井质量。民和盆地多为低孔、低渗、高压油气藏，油井井深2700～3400m，含油气层段主要分布在白垩系大通河组，侏罗系享堂组、窑街组。

1固井作业的难点

（1）含油气段长，从白垩系大通河组，侏罗系享堂组、窑街组均含有油气，主产层间距约300—500m，温差变化明显（65℃—85℃），固井容易发生气侵、窜槽。

（2）由于坍塌掉块严重、井斜普遍并在1650m左右及2592—2823m有漏失井段，井径大而不规则，“糖葫芦”井眼多，导致环空容积大，需要水泥浆量增大失水过快，使水泥浆胶结不均匀。

（3）固井封固段采用油层以上500m封固（主要封固民和组、河口组、大通河组、享堂组、窑街组及大西沟组），环空液柱压力小，水泥浆凝固过程中的失重后会引起油、气水侵，活跃的油气水影响水泥浆胶结，影响固井质量。

（4）河口组以上地层均不同程度含有膏盐夹层，很容易引起钻井液钙侵、污染，钻井液性能改变，影响顶替效率。

（5）在井斜较大的井段下入套管后，在重力作用下，套管居中度差，易造成钻井液窜槽，甚至套管紧贴一侧井壁，造成水泥浆顶替效率低，由于钻井液没有胶结强度，与大部分水泥浆不相容，如果顶替效率低，残留的钻井液不但在套管环空中形成没有胶结强度的连通槽道，而且破坏与之接触的水泥浆的凝固特性，使周围的水泥石强度下降，造成水泥环失去层间的封隔能力。

（6）对水泥浆性能要求高，失水小，析水，沉降稳定性好。否则由于固井颗粒沉降和自由水的析出，在井眼高边一侧形成水带，造成连通构槽而造成窜槽，不能有效封隔油气水层，导致固井失败。

2技术措施

（1）优选水泥浆体系，根据该区块油层固井的特点和要求，重点研究水泥浆的防漏失、防气窜和保护油层性能之间的良好协调，目的是在保护油层的前提下，提供综合性能协调的水泥浆体系，达到不漏失提高固井质量，以有利于发现油藏并提高油井的正常开采寿命。

（2）在井队二开后，随时与井队保持联系并上井取得相关数据，在与甲方和钻井队共同协商后，井队使用高性能钻井液，保证钻井液具有足够携砂能力，净化井底并且及时尤其是固井前清除固相颗粒，钻井液固相含量降低，井筒干净创造符合固井要求的井下环境。

（3）确保套管居中：套管居中是保证固井质量的重要措施。套管居中有利于提高顶替效率，使水泥浆均匀、充实地分布在套管与井壁的环形空间，形成良好的水泥环。如果套管不居中，在长封固段小间隙不规则井眼内，就会使套管靠向上井壁或下井壁，形成空间不对称。通过分析已完钻井扶正器加放位置及数量，扶正器加放越多，套管居中度越高，水泥浆的顶替效率越高，固井质量越好。哈里伯顿公司和西方公司研究的关于套管居中度和水泥浆顶替效率结果研究表明，当套管居中度由67%降到40%时，平均临界雷诺数提高2.5倍，当API套管居中度小于60%时、不论怎样调整泥浆、前置液和水泥浆性能，泥浆顶替效率都很差，并产生泥浆窜槽。因此，在固井时如果井内条件允许，尽可能按要求加放扶正器，保证套管居中度，提高水泥浆的充填度，从而保证固井质量。

（4）优化前置液设计，根据该区块地层情况，钻进过程中常用低固相聚合物钻井液体系和络合铝聚磺钻井液防塌体系，这就需要在固井之前清洗井壁泥饼以恢复其水润性来提高井壁和水泥的胶结强度，前置液要求要与钻井液、水泥浆有良好的配伍性；还应具有良好的流变性，为了达到清洗井壁，隔离水泥浆和钻井液的目的，使用了CMC+H2O作为固井前置液，取得了良好效果。

（5）设计合理的施工排量。由于紊流注水泥作业能对井眼产生良好的清洗效果，防止钻井液滞流区形成窜槽。因此，设计原则是，只要井下条件允许，优先选用紊流施工，要求在注水泥和替浆过程中选用合适的排量以使水泥浆在顶替过程中实现紊流流态。现场施工过程中，如环容大、需水泥量多，必要时采用双车注灰的方式，替浆时，根据井眼扩大情况，采用井队大泵主替同时水泥车合适排量跟替的形式，起压后，采用慢慢减少排量的方式，减少因大排量替浆水泥浆的惯性造成的井漏，保证了施工过程的紊流要求。

（6）固井后对井口实施加回压作业，保证井下水泥浆胶结均匀，提高固井质量。

3应用实例

红8井是中原钻井四公司为青海国融红杉能源投资有限公司打的一口预探井。该井81/2“钻头完钻井深2988米，完钻钻井液密度1.23g/cm3，51/2”套管下深2985.88米，油顶2350米，油底2900米，二开钻进过程中大通河组2758米处发生漏失，漏失38m3，随钻堵漏成功。最大井斜2.98°，井深位置1800米，最大井底位移95米，井径扩大率平均15.55%，最大33.96%。为保套管居中在2974.69米阻位以上加81/2“×51/2”双弧扶正器，每两根套管加1只，共计45只，加完为止。隔离液采用CMC+H2O，占环空200米，洗替排量控制在30L/S，以达到满意的顶替效率.水泥浆采用三段式：低密度及双凝高密度水泥浆，低密度水泥浆采用微硅水泥浆体系，密度控制在1.55g/cm3，设计返高1850米，高密度水泥浆设计返高2150米，双凝界面为2500米，采用高温防窜水泥浆体系，现场环空加回压5MPa。48小时测井结果：水泥胶结良好，水泥返高达到要求，固井质量优良。

4结论

（1）优化水泥浆体系，合理选用水泥添加剂是控制固井发生井漏及水泥胶结良好的关键。

（2）优选扶正器，并对扶正器的安放进行优化设计，能有效的提高套管在井眼中的居中度，有利于提高顶替效率。

（3）选用合适的注水泥和替浆排量，使水泥浆在环空中形成紊流是保证固井质量的关键。

（4）计算失重情况，合理的实施加回压作业。

（5）经过对该区块油井探井的固井实践，总结出了实际有效的固井技术方法，研制并成功实验了适合本地区油井要求的水泥浆体系，为后续井施工提供宝贵经验，为以后立足青海民和盆地固井市场奠定了坚实基础。