大斜度及水平井注回填侧钻水泥塞技术研究①

摘 要：由于海上油气田的大力开发，越来越多的常规定向井均改成大斜度及水平井。为了更大程度的开发油气层，最有效的方法是通过大斜度及水平井，延长泄油通道，提高油井的采收率，但是如果在物性好的储层中施工大斜度及水平井失败，既浪费工期及钻井投入，又损失槽口，因此打回填水泥塞，重新侧钻是有必要、有价值的。该文通过两次回填的经验教训，分析了提高大斜度、水平井水泥塞质量的要求与注意事项，并给出了合理的建议。

关键词：大斜度 水平井 水泥塞 推荐做法

中图分类号：TE256.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0016-01

对于大斜度及水平井来说，由于井斜大，裸眼段较长，钻具紧贴井眼低边，井内流体沿井眼高边上返，流动性差，清洁效率有限，致使部分岩屑始终留在井眼低边。在这种情况下，注回填水泥浆过程中，水泥浆始终沿环空高边上返，井眼底边几乎没有水泥浆封固，由于岩屑的堆积，同时水泥浆容易被污染和造成很长的混浆段，这样水泥浆的封固效果差，导致水泥塞侧钻施工失败[1-2]，基于这种困难状况并结合现场经验，提出了一套注回填水泥浆的推荐做法。

1 施工情况介绍

LD32-2-A21H井为一口水平井，钻进至1910 m后，对地层情况基本清楚，决定注回填水泥塞，从上部井眼侧钻，着陆至油层物性较好的地层，回填井段为1910～1070 m，井斜60～90 °，井斜较大，第一次注回填水泥塞侧钻施工失败，总结分析后，第二次注回填水泥塞后，侧钻成功，并顺利完工。

2 回填水泥塞要求

LD32-2-A21H井的回填水泥塞设计严格按照钻完井手册进行，钻井平台注水泥塞时，每个水泥塞长度不超过200 m。根据LD32-2-A21H井现场回填侧钻的要求，设计的水泥塞顶高于侧钻点以上至少100 m，以减少侧钻点附近的混浆，确保侧钻点处水泥塞的强度。设计前置液至少占环空长度400 m，同时计算水泥浆出钻杆时的压力，确保水泥浆出钻杆时上下活动钻具1～2 m，在活动时注意悬重变化。

注水泥塞作业前，预计固井施工、起钻和循环清洗水泥浆时间，保证稠化时间足够。注水泥塞前，循环至少1.5周，降低气全量和井底温度，同时必须保证井眼稳定，循环钻井液至进出口密度均匀、一致，振动筛无岩屑[3]。

连续水泥塞作业时，应保证第1个水泥塞清洗结束后，上起钻具至少30 m，才能进行第2个水泥塞作业；如果工程上要求水泥塞之间不能有间隔，则等第1个水泥塞初凝后（视样品强度决定）再进行第2个水泥塞作业。悬空水泥塞作业，需要垫至少50 m的“稠塞”；水泥塞作业时，原则上不得使用加重钻杆作业，如果必须使用，加重钻杆不能处于水泥塞井段；下光钻杆过程中如阻卡情况严重，必须先通井然后再进行水泥塞作业；如果不计划通井，则在光钻杆不遇卡的井段设计水泥塞。

顶替钻井液时按97%泵效确定顶替量，替浆时缓慢开泵保证上水效率；泵注水泥浆和顶替过程中，录井监控泥浆池液面和返出流量的变化，有异常情况及时通知监督和固井工程师，以便及时发现漏失迹象采取应急措施。作为计量手段之一，根据固井注入量提前备作好回收钻井液的准备，在固井开始后及替钻井液过程中尽量避免倒泥浆池、放浆的操作，如必须进行则必须做好记录，并通知固井工程师，保证替浆量的计量；在循环多余水泥浆时注意及时排放，防止水泥浆进入泥浆池[4-5]。

3 第一次作业失败原因分析

LD32-2-A21H井注完回填水泥浆后，由于施工时井眼内压差大、钻具与井壁之间摩阻大等原因，极易造成压差卡钻，其主要因素有以下几点：①水泥浆密度远大于钻井液密度，打水泥塞后井眼液柱压力大于地层压力，与地层形成较大的压差，这是造成压差卡钻的首要原因；②在大斜度水平井中，下部井段的钻具在井内处于井眼的低边，钻具与井眼之间的摩擦阻力比直井较大，井筒泥浆液柱压力较大，形成的压差越大，钻具就越贴紧井壁，起钻摩擦阻力就越大，这是造成压差卡钻的又一个原因；③打水泥塞结束后，由于井内钻具有一段静止时间，钻具一旦静止，环绕在钻具四周的压力失去平衡，早已形成的压差就作用在钻具上，滤饼和钻具产生弥合形成很大的摩擦阻力；而且，根据水泥浆的特性，水泥浆从流动到静止状态，其剪切应力迅速增大，也增大了钻具与水泥浆的摩擦阻力。造成起钻困难，如不及时克服则形成压差卡钻；④水泥浆的失水比钻井液大，尤其在砂岩地层、高压条件下失水就更大，水泥颗粒之间容易搭桥形成网状结构，增大起钻的阻力。

4 解决方案

针对在大斜度井打水泥塞易发生压差卡钻的问题，可以采取以下方式，提高打水泥塞施工的安全性及水泥塞的封固质量：①水泥浆在环空中上返时，从打水泥塞开始上下活动钻具1～2 m、至顶替钻井液结束，并在条件允许的条件下加快起钻速度，可防止因钻具在井内静止时间过长引起的粘附卡钻。②在水泥中适当加入漂珠等减阻材料，减小钻具与地层之间的摩阻，适当降低水泥浆密度。③如果需要打水泥塞回填的井段较长，根据现场起钻速度，合理确定水泥塞段长，以减小施工风险。

5 第二次注回填水泥塞作业

借鉴第一次失败经验，后续注水泥塞过程中，严格按照推荐做法施工，保质保量的完成了注水泥塞工作，并且通过样品检验，候凝18小时候后，下钻探水泥面并做承压实验，均满足侧钻需要，顺利完成侧钻作业。

6 结语

进行大斜度井及水平井注回填水泥塞作业时，压差卡钻是造成作业失败、侧钻不成功的一个重要因素，在作业过程中活动钻具、加快起钻、合理确定水泥塞长度、改善水泥性等措施是改善压差卡钻、提高作业的成功率的有效措施。

参考文献

[1] 田伯祥，袁发达，郭俊平.高7平1井大斜度注水泥回填技术[J].钻采工艺，2006（1）：107-108.

[2] 柳世杰，王德坤，曾毅，等.塔里木油气田注水泥塞施工技术[J].天然气工业，2008（6）：96-98.

[3] 李达，，彭晓华.水平井打水泥塞回填技术[J].钻采工艺，2002（3）：101-102.

[4] 李文军，程顺国，杨帆，等.高密度泥浆注水泥塞工艺的研究及应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012（14）：154.

[5] 王兴武，王时成，马小龙，等.超深井注水泥塞技术[J].钻采工艺，2012，35（4）： 32-35.