N开发区外扩井区固井质量影响因素分析

 N开发区外扩井区固井质量影响因素分析

李林 周萍

大庆油田有限责任公司第三采油厂地质研究所，

黑龙江 大庆：163000

摘要：本文针对N开发区外扩井区固井质量的影响因素进行了深入分析。通过对地质因素、钻井工程因素、固井施工因素等方面的研究，探讨了这些因素对固井质量的影响。通过现场实践或实验验证了这些因素对固井质量的影响，并提出了相应的提高外扩区新钻井固井质量的建议和措施。

关键词：固井质量，地层渗透率，钻井液性能，微间隙

一、引言

固井是石油和天然气钻采过程中的重要环节，其质量直接关系到油气井的寿命和开发效益。近年来，随着油田开发的不断深入，开发区块由纯油区推进至过渡带。由于过渡带外扩区储层性质、发育规模和含油性变化较大，可实施新钻井数有限，因此，对外扩区固井质量的影响因素进行分析和研究，对于提高区块油气开采效率具有重要意义。本文将从地质因素、钻井工程因素、固井施工因素等方面对固井质量的影响因素进行分析。

二、固井质量影响因素分析

2.1地质因素对固井质量影响

2.1.1高压层对固井质量的影响

N开发区开发调整井钻遇高压层，主要是由于地层渗透率相对较低，一般出现在二类油层三次采油区块，聚合物段塞在地层内形成弹性粘团，在现场泄压时表现为间歇性出水，规定钻关周期内压降不到位。对固井质量的影响体现在以下三方面：（1）为保证高压层安全钻完井，钻井液密度设计较高，固井施工时不利于顶替效率提高。钻井液密度较高时，钻井液易与水泥浆发生置换，且与水泥浆密度差值越小，置换越易发生，影响固井顶替效率。（2）由于水泥浆在候凝过程中失重，当高压层存在时，易发生套外环空液柱压力低于高压层的现象产生，导致地层流体侵入套外环空，从而影响水泥胶结质量。（3）为平衡高压层压力，钻井液密度提高的手段是在其中加入更多的重质固相含量，井壁易形成疏松滤饼，且此类滤饼不易清除，对第二界面胶结产生不利影响。

2.1.2高渗低压层及欠压层对固井质量的影响

高渗低压层或欠压层主要特点是渗透率较高、地层压力较低。N开发区开发调整井此类小层主要是油层发育、连通性好，相同钻关周期内压力较其他层下降更快。对固井质量影响体现在以下三个方面：（1）由于地层渗透率高，钻井过程中钻井液失水易在井壁上较厚的虚泥饼，导致井径曲线上出现缩径现场，影响第二界面胶结质量。（2）固井后水泥浆在高渗层段快速大量失水，形成弱界面使水泥石强度降低。（3）欠压层段液柱压力大于地层压力的过平衡状态下，易发生漏失或者渗透，造成油层漏封。

2.1.3区块地质情况

区块整体钻遇地层孔隙度、渗透率分级均中等，整体为中孔中渗型，地层压力梯度无异常。

2.2钻井工程因素对钻井质量的影响

2.2.1钻井液性能对固井质量的影响

钻井液性能对固井质量的影响指标主要是钻井液类型、钻井液密度、钻井液粘度。（1）不同类型的钻井液具有不同的化学成分和物理性质，其对水泥浆的污染程度也不同。实验结果表明，采用对水泥浆污染较小的钻井液可以提高固井质量，降低油气泄漏的可能性。（2）钻井液密度用来产生液柱压力在钻完井过程中平衡地层压力。但是固井过程，在相同条件下，钻井液密度越高，其对水泥浆的置换污染程度也越高。因此，在施工过程中应严格控制钻井液密度，确保其符合设计要求。（3）钻井液粘度是反映其流动性能的指标。在施工过程中，应保证钻井液具有良好的流动性能，以便于其在井眼中均匀分布和顺利泵送。同时，钻井液粘度过高会导致其在井眼中的流动阻力增大，不利于固井施工的顺利进行。因此，在施工过程中应严格控制钻井液粘度，确保其符合设计要求。

2.2.2工艺措施落实对固井质量的影响

多年来，油田形成了“压稳、居中、替净、密封”的核心的保证固井质量工艺保证技术措施。在现场实践中主要有：（1）通井划眼，电测后下入螺旋扶正器进行多级通井划眼，刮除井壁上的虚泥饼，保证井眼通畅，提高顶替效率。（2）开发调整井全面推广使用界面增强剂，降低井眼井壁摩擦力，保持下套管固井过程中井壁稳定。（3）卡放扶正器，根据不同井型不同地质条件，个性化设计扶正器下入制度，保证套管居中。（4）油层段下入粘砂套管，提高第一界面胶结质量。（5）套管清洁，下套管前保证套管本体及丝扣清洁，使用套管螺纹锁固酯及密封酯。这些措施为固井质量提供了保证，如不完全落实，将造成相应的质量隐患。

2.3固井施工因素对固井质量的影响

2.3.1固井入井流体材料对固井质量的影响

固井入井流体材料包括固井水泥、外加剂、重晶石粉、固井用水等。混配后形成的水泥浆密度直接影响固井质量。其中水泥浆密度和水泥浆流动度是两大影响指标。（1）在相同条件下，水泥浆密度越高，其固化后的强度也越高。因此，在施工过程中应严格控制水泥浆密度，确保其符合设计要求。实验结果表明，采用合适的水泥浆密度可以提高固井质量，降低油气泄漏的可能性。（2）在施工过程中，应保证水泥浆具有良好的流动性能，以便于其在井眼中均匀分布和顺利泵送。实验结果表明，采用合适的水泥浆流动度可以提高固井质量，降低油气泄漏的可能性。

2.3.2施工过程对固井质量的影响

水泥浆混配密度达不到设计要求，水泥浆密度过低，在候凝期间失水造成水泥环强度降低；密度不均，井筒内水泥浆稠化凝结时间不一致，收缩比不均匀，易导致出现混窜现象。（2）注速、替速不达标，影响顶替效率，可能出现顶替不净或混浆现象。（3）水泥浆设计不足，未返出地面。由于设计估算不准或施工过程中出现井漏，导致水泥浆未返出，出现环空水泥环高度不足。（4）施工过程中发生故障出现中停，易出现水泥浆窜槽或者速凝事故。（5）井底口袋过长，口袋内存有大段钻井液无法驱替干净，大排量顶替时，部分滞留钻井液被带入水泥浆中，引起部分井段水泥浆窜槽。

2.3.3施工前静止时间对固井质量的影响

固井施工前等待时间过长，井眼内钻井液性能出现变化，呈现粘度、切力增大，钻井液失水大导致井壁滤饼增厚，在固井施工时无法替净。

2.4其它因素对固井质量的影响

2.4.1候凝阶段套管活动或震动对固井质量的影响

水泥浆在稠化后失去流动性但强度未达到时，提前卸联顶节、拆甩钻具或者在钻台上进行作业造成套管活动或者震动，人为破坏水泥浆初凝时结构，可能造成第一界面出现微间隙出现全井或部分层段混窜的假象，导致声波变密度检测固井质量不合格。

2.4.2固井后通井钻塞

固井后个别井段固井质量不好，射孔挤水泥后续需通井钻塞，在此过程中井筒内产生剧烈机械振动，引起套外环空水泥环破碎和界面未间隙出现，使原合格或优质井段固井质量严重下降，。

三、区块保证固井质量采取的措施

3.1优化钻关，实现地层压稳

考虑到区块边部靠近已开发井区，受注水开发影响，钻关优化后，高压层位压力系数1.44，钻开油层后设计使用的平均钻井液密度为1.50g/cm3，实现了地层压稳。

3.2规范施工，落实技术措施

一是保证良好的井身质量，控制井径扩大率在5-15%范围内，定向井全角变化率控制在4˚/30m。二是保证施工参数、技术保障措施落实到位，使“一居中、二保证、三压稳、十坚持”贯彻执行到位。三是控制固井后钻台作业拆甩钻具时间，避免候凝阶段人为原因形成微间隙。

参考文献

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[2]申学义,苗友良.影响高渗低压层固井质量因素及对策分析[J].国外油田工程, 2002.DOI:CNKI:SUN:GWYT.0.2002-03-010.

[3]齐国强，王忠福.固井技术基础.2版.石油工业出版社，2016.7