农村经营管理稿件信息
窄压力窗口控压尾管固井技术的研究与应用
黄培峰 ，李钊 ，石正特， 李宏智 ，叶洋
(西部钻探固井公司，新疆克拉玛依 834000)
文章已被钻井液与完井液杂志社录用，钻井液与完井液杂志投稿网址链接：http://www.zazhi114.cn/zuanjingyeyuwanjingye
摘 要：针对塔里木油田牙哈区块的地质特点及井身结构，阐述了该区块目的层尾管固井的主要技术难点，并重点针对该区块目的层尾管固井所面临的井控安全、固井施工安全以及固井质量方面，提出了技术难题和解决措施。采用控压尾管固井技术，针对地质特点合理设计浆柱结构，针对性的优化水泥浆配方，解决了该区块井控风险高、水泥浆与钻井液相容性差施工风险高、油气水侵严重、层间封隔质量差等技术难题，有效缩短了固井周期，节约了大量钻井液处理成本。
关键词：安全窗口；控压；井控安全；相容性；
前言
牙哈气田已开发近18年，目前进入衰竭临界点，该气田目的层地质条件复杂，库车组底部至吉迪克上部泥岩段存在多套高压低渗盐水层，吉迪克组底砂岩段及古近系底砂岩段普遍存在气层，安全窗口窄，压稳与防漏矛盾突出。主力目的层寒武系异常高温。该区块普遍为大斜度定向井或水平井尾管固井，存在固井施工排量受限、套管居中度低、顶替效率低等诸多问题。为保证老区气田稳产、增产，延长气田开发寿命，必须在保证井控安全与施工安全的前提下提高目的层固井质量，保证良好的层间封隔。
一、牙哈区块基本情况概述
1.1地质情况
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地层 |
YH304H斜导眼（实钻） |
|||
|
地面海拔（复测）968.08 |
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斜深(m) |
垂深(m) |
垂厚(m) |
||
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系 |
组 |
|||
|
第四系 |
|
未录井 |
||
|
新近系 |
库车组底 |
|||
|
康村组底 |
4254 |
4254.0 |
536.75 |
|
|
吉迪克组上砂岩顶 |
4960 |
4960 |
706.0 |
|
|
吉迪克组下砂岩顶 |
4983.0 |
4983 |
23.0 |
|
|
吉迪克组底 |
4999.0 |
4999 |
16.0 |
|
|
古近系 |
古近系底砂岩顶 |
5101 |
5101 |
102 |
|
古近系底 |
5156 |
5156 |
55 |
|
|
白垩系 |
巴什基奇克组底 |
5623 |
5565.32 |
409.3 |
|
巴西改组底 |
5707 |
5612.06 |
46.7 |
|
|
舒善河组底 |
6233 |
5852.25 |
240.19 |
|
|
寒武系 |
丘里塔格下亚群底 |
6342.8 |
5915.25 |
63 |
1.2井身结构
|
开钻 次序 |
井深 m |
钻头尺寸 mm |
套管尺寸 mm |
套管下入井段 m |
水泥封固段 m |
|
一开 |
1000 |
444.5 |
339.7 |
0～1000 |
0～1000 |
|
二开 |
4950 |
311.2 |
244.5 |
0～4950 |
0～2500 2500～4950 分级箍：2500 |
|
三开 |
6340 |
215.9 |
177.8 |
4650～6340 |
4350～6340 |
1.3泥浆性能
|
密度 (g/cm^3) |
粘度(s) |
初切/终切 (Pa) |
泥饼 (mm) |
滤失 (ml/30min) |
摩阻系数 |
|
1.15～1.35 |
40～60 |
1～4/3～15 |
≤0.5 |
≤5 |
≤0.1 |
|
含砂(%) |
固含(%) |
PH |
塑粘mPa.s |
屈服值 |
|
|
≤0.2 |
≤14 |
8.5～10 |
7～19 |
5～15 |
|
二、固井难点分析
2.1超深井（6343m）、大斜度定向井（63.14°）、裸眼段长（1000m以上），套管安全下到井底存在风险。
2.2裸眼段含多套粉砂岩、细砂岩地层，地层承压能力低，固井施工过程中存在井漏风险。
2.3斜井段套管容易贴井壁，不利于提高套管居中度，影响顶替效率。
2.4裸眼段井径不规则，且存在大肚子井眼，影响顶替效率。
2.5部分井斜井段电测井径数据失真，水泥浆量难以准确计算，不利于合理设计施工参数。
2.6目的层固井揭开寒武系后，地层温度突变，井底温度达140℃-150℃，对水泥浆性能要求高。
2.7受目的层地层坍塌影响，部分井使用有机盐钻井液体系，水泥浆与钻井液相容性差，易发生闪凝，影响施工安全。
2.8裸眼段上部库车组底部至吉迪克上部泥岩段存在多套高压低渗盐水层，下部吉迪克组底砂岩段及古近系底砂岩段存在气层，安全窗口窄，易漏易出，下套管、固井施工和候凝期间存在井控风险，固井施工候凝期间存在水侵风险。
三、对应固井工艺措施
3.1采用刚度大于套管刚度比的钻具组合进行通井，对遇阻、遇卡、狗腿度大等井段进行划眼，井眼正常后，用稠浆清洁井眼，将井筒内沉砂携带干净。
3.2下套管前井队调整钻井液性能，泥浆具有良好的流动性，同时确保在高温条件下长时间静止后性能稳定；做泥浆老化试验（72h），试验前后泥浆性能基本一致，为下套管及固井施工创造良好条件。
3.3控制好下套管速度，防止产生过大的激动压力压漏地层，套管进入裸眼段以后送入钻具最快下放速度为140s/柱。
3.4下套管过程中在上层管鞋处开泵顶通循环，套管下到位后小排量顶通，循环处理钻井液。
3.5依据电测井径、井斜、方位计算扶正器安放位置，提高套管居中度。
3.6下套管前准确测量油气上窜速度，设计合理的浆柱结构,确保地层处于压稳状态。
3.7固井施工前，针对相容性实验不合格的井，井队储备钻井液150m3（内含80m3通过水泥浆与钻井液相容性实验的先导浆，以及发生漏失后的替浆用钻井液）。
3.8固井施工全过程开节流管汇，发现溢流立即关井，控制套压固井，降低固井施工中的井控风险。
3.9施工结束后提钻35柱，循环一周，根据环空压耗憋压候凝。
四、牙哈304H井固井现场应用实例
4.1牙哈304H井基本资料
4.1.1井身结构
|
开钻 次序 |
井深 m |
钻头尺寸 mm |
套管尺寸 mm |
套管下入井段 m |
水泥封固段 m |
|
一开 |
1000 |
444.5 |
339.7 |
0～999.97 |
0～999.97 |
|
二开 |
4930 |
311.2 |
244.5 |
0～4929.73 |
0～2497.416 2497.416～4930 分级箍：2497.416 |
|
三开 |
6343 |
215.9 |
177.8 |
4620.78～6342.878 |
4420～6343 |
4.1.2泥浆性能（有机盐钻井液体系）
|
密度 (g/cm^3) |
粘度(s) |
初切/终切 (Pa) |
泥饼 (mm) |
滤失 (ml/30min) |
摩阻系数 |
|
1.30 |
53 |
5/11 |
0.5 |
3.8 |
0.06 |
|
含砂(%) |
固含(%) |
PH |
CL- |
塑粘mPa.s |
屈服值 |
|
0.2 |
16 |
9 |
18060 |
17 |
10 |
4.1.3井身质量
