朱泽鑫 马向利 胡伟 马杰 张光明
渤海钻探第一固井公司，河北任丘 062550
摘 要：苏里格气田二开 215.9mm井眼直接下入 114.3mm套管完井，给固井施工带来了一系列的风险和难点：①地层承压能力低，一次性封固段长，极易造成漏失；②全井上下温差大；③施工压力高，环空间隙大，顶替效率低，极易发生窜槽等一系列问题。为解决相关问题，通过对水泥浆体系的不断改良，配合现场施工中对水泥浆性能的分析，形成了一套成熟的适合小井眼套管固井的双凝水泥浆体系。使用该水泥浆体系在长庆油田现场施工36口井，全部达到甲方有关的固井质量要求，具有较大推广价值。
关键词：苏里格气田；小井眼套管；固井；
小井眼套管固井项目区块完井方式为在 215.9mm井眼内直接下入 114.3mm套管，并在产层井段下入1-3个TAP阀进行完井固井作业，水泥浆一次上返至表层套管鞋以上150m（封固井段650-4000m），与常规气井下入 139.7mm或者 177.8mm套管完井的方式相比，通过减少套管层次，降低了生产成本，并且减少了后期下入套管进行射孔开采的成本，同时配合采用下入TAP阀的完井方式，极大地提高了该区块气井的开采效率。
一、该区块地质结构特点
该区块为鄂尔多斯盆地伊陕斜坡地质构造结构，主力气层段位于石盒子组、山西组和马家沟组，埋深3500-4200m，属于非常规、致密气藏，具有低压、低渗、低产、低丰度的“四低”的特征，开发难度极大，同时，该地区口井具有含气段长、温差变化大、层间水活跃、上部地层承压能力低并伴有浅层气等一系列的特点，主要目的层为石盒子组气层，埋深3500-3900m，压力约33MPa，地层压力系数约0.8-1.0之间。而刘家沟组底部为区域漏失层（一般为渗漏层），太原组、山西组煤层发育，单层厚1-2m，易坍塌，对防漏、防塌有着较高的要求。
二、固井施工难点
在 215.9mm井眼内下入 114.3mm套管，并结合TAP阀完井的方式能够极大的节省
成本，但同时也给固井施工带来了极大的难度和风险，主要体现在：
（1）井眼轨迹难以控制，具有井斜大、井底位移大的特点，套管居中度难以保证。套
管在拉力和自身重力的作用下，在斜井段以及全角变化率大的井段极易与井壁发生大面积接触，造成环空严重偏心，容易造成注替过程中的指进现象，替浆过程容易发生窜槽，进而严重影响水泥环层间的封隔效果。
（2）井径扩大率大，大肚子井段多，造成注入水泥浆附加量大，从而易发生由于环空液柱压力高，而造成井下的漏失；大肚子井段易残存死泥浆，不易被清洁顶替，影响封固质量；在一定程度上，容易造成环空憋堵情况的发生。
（3）在保证水泥返高及刘家沟地层不漏失的情况下( 破裂压力当量密度为1.25-1.29g/cm3)，需压稳目的层段( 石盒子、山西组的长气层段)，防止气侵、气窜及水窜的发生，水泥浆体系必须同时满足满足施工的稠化时间要求和具有良好的流变性和早期强度，进而保证固井质量。
（4）裸眼封固段长，全井上下温差114℃，水泥浆不但要具备抗高温防气窜功能，还要防止在低温下过度缓凝，且稠化时间及水泥浆流变性既要满足施工安全，又必须满足规定时间内的强度要求，对于水泥浆性能以及水泥石的强度提出了极高的要求。
（5）因封固段长，且上部井径较大，注灰量大，水泥浆在环空中上行时间长。
由于水泥浆的携砂性非常好，在井眼不干净、泥饼不致密、井径不规则及底部煤层存在脆裂松散的情况下，固井过程中容易发生环空憋堵。
（6）井眼尺寸大，环空返速低，一次上返裸眼井段长，常用的紊流顶替不能实现，固井顶替效率不高，固井质量难以保证，严重影响到后期勘探开发和气井寿命。
三、无油管固井双凝双密防渗漏水泥浆体系的研究
综合考虑该区块地层压力系数特点及井身结构，经过室内研究优选添加剂，对原有水泥浆体系进行改良，选用双凝双密防渗漏水泥浆体系，该水泥浆体系具有以下特点：低失水、微膨胀、高强度、防漏失、性能稳定、流动性好、易于提高顶替效率，从而实现平衡压力固井，提高封固质量的目标。
实验结果表明，随着温度的升高，该水泥浆浆体的流变性能有着较大的改变，赫巴模式对于1.35g/cm3密度的低密度水泥浆体系有着更好的拟合效果，由推倒出的常温、高温下实现紊流、塞流的临界排量曲线，结合现场设备设施、井眼的实际状况和 114.3mm套管所带来的循环压降较高等一系列因素，可以得知达到紊流顶替显然无法实现。为了达到提高水泥浆良好顶替效果的目标，低速的塞流显然更容易实现。
四、现场应用情况
2020年，运用双凝水泥浆体系在长庆油田共施工20口井，采用变密度声幅CBL-VDL方法进行固井质量的评价：水泥返深均满足甲方要求，目的层段固井质量优质，优质率100%，领浆封固井段固井质量为好-中等，均达到了甲方固井质量标准要求。
五、结论
1. 双凝双密防渗漏水泥浆体系具有低失水、微膨胀、高强度、防漏失、性能稳定、流动性好的特点、易于提高顶替效率、可达到平衡压力固井，能够大幅提高封固质量，在 215.9mm井眼内进行 114.3mm套管固井施工中效果明显，可显著提高固井质量，值得在类似井型中进行推广运用。
2. 根据实验结果及现场设备设施、井眼条件，双凝双密防渗漏水泥浆体系在实际施工中无法实现紊流顶替，为了达到提高水泥浆良好顶替效果，低速的塞流显然更容易实现。因此，进一步提高顶替效率的方式有必要进行深度研究。
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