李簏
中石化江汉石油工程有限公司钻井一公司 湖北 潜江 433121
摘要：本文针对宜昌地区裂缝蚂蚁体发育，坍塌压力大于漏失压力、井漏、漏失与返吐并存等实际固井施工工作中遇到的各种复杂性问题，通过采取一系列方案成功解决了宜昌区块固井施工中遇到的各项难题，固井质量达到优良，为中扬子地区宜昌区块页层气大面积开发提供了强有力的固井技术保障。
关键词：宜昌页岩气；防漏高效前置液；油基泥浆；各开次固井方案优选
1固井主要难点技术
1.1井眼垮塌严重
宜昌页岩气钻遇地层主要以上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部页岩气层段为主，前期导眼井取芯及钻井资料可得，该区块井龙马溪组页岩裂缝节理发育，地层的垮塌压力大于地层压力，导致在钻进过程中井眼垮塌严重，起下钻遇阻现象严重，电测困难。
1.2固井漏失风险高
通过井史统计分析，鄂宜页2井共发生井漏4次，宜志页1井共发生井漏10次，为了平衡井壁的坍塌压力，导致井筒内钻井液密度过高，液柱压力不仅高于地层压力，而且产生了与三轴向地层应力不平衡，井壁发生张性破坏，导致岩石破裂，出现井壁压裂现象而造成井漏。地层承压能力低，加上页岩气井固井施工多要求水泥浆上返至井口，单次封固井段长，固井施工井底当量密度高，固井施工极易发生井漏，影响固井质量。
1.3顶替效率难以把握
由于宜昌区块井眼垮塌现象较为严重，井眼多呈“糖葫芦串”井眼，从侧钻水泥塞反推井眼直径，龙马溪组最大井眼扩大率高达100%，加上固井施工要兼顾考虑施工排量，工艺上为了满足固井需求，那么就要损失顶替效率，固井替浆流态就满足不了紊流顶替，不利于保证固井质量。另外“大肚子”井段容易沉积垮塌的岩屑和沉沙，造成环空憋堵现象，给施工带来风险。
1.4油膜清洗难以保障
为防止页岩水化膨胀，在固井施工过程中，使用高密度油基钻井液，其黏附性较强，钻井过程中与套管、井壁长时间接触，易形成亲油性油膜和泥饼，难以顶替、冲洗，加上本井井眼扩大率较大，顶替效率和顶替排量均受到现场施工条件的现实，因此采用高效前置液提高冲洗效率和保证界面润湿反转就显得尤为重要。
1.5井筒压稳存在一定风险
宜昌区块已钻探井口页岩气探井表明，气测显示良好，气层较为活跃，浆柱结构设计及水泥浆性能要求无法压稳气层易导致固井施工或侯凝过程中发生气窜，另外，在宜志页2HF井中发生在前期开泵漏失，停泵后地层压力释放带来钻井液的回吐现象，会加速水泥浆窜槽，从而影响固井质量，同时井筒压稳存在问题也给固井施工井控风险产生影响。
2固井技术措施
2.1导管、表层固井的技术措施
（1）若采用水基进行钻井作业，使用常规水泥浆体系进行固井作业，若钻进过程中发生漏失，固井则应考虑采用正注反挤的固井方式确保导管、表层的固井施工质量。
（2）若采用空气钻，则采用干式固井，要求井队记录好钻具放空的准确深度，同时水泥量以及后置清水平衡液的压力计算也要求精确，防止少替导致水泥塞过长而环空无水泥或者多替导致水泥塞过短甚至是替空所带来的风险。现场往往是按照水泥浆返至放空点（即漏失点）计算管内外压力。
现场往往P管外≧P管内以确保不被替空，P管外压力为水泥浆液柱，P管内压力由30米水泥塞与后置顶替清水共同组成。候凝6小时后，再进行反灌作业，至水泥返出井口。
2.2技术套管固井的技术措施
根据宜昌地层的地质特点，通过宜志页2HF井的施工总结出一套高效的施工方案，即在导眼井完成进尺后，回填至侧钻井身，改变以往用水基泥浆完成技术套管的进尺施工，取而代之的采用高效稳定的油基泥浆体系，加强对井壁的支撑稳定作用，并且采用大井眼定向井的方式预先完成定向工作量，完钻层位位于龙马溪组，并下入技术套管封固龙马溪组以上垮、漏地层，为下步长水平段的钻井施工提供有利条件。针对大井眼破碎带油基泥浆条件下的固井施工技术措施主要包括：（1）合理设计浆柱结构：采用低失水细分散双凝双密度水泥浆体系，满足水泥浆体即能支撑井壁又不压漏地层，当量密度略高于井筒泥浆当量密度0.02-0.15g/cm3为宜，对于漏失特别严重的井可采用近平衡压力固井技术。另外对于气显较好的井，由于中完进尺进入龙马溪组，还应充分考虑到压稳和井控风险，最有效地方式就是在固井施工作业完成后关闭封井器，根据实际情况考虑环空是否加压（2）合理安放扶正器，确保套管局中度大于67%。（3）优选流体性能以及施工排量根据提高顶替效率的流变参数匹配关系和水泥浆性能，确定固井前钻井液性能及顶替排量，提高固井质量。（4）高效防漏前置液体系，为满足提高环空顶替效率、界面润湿反转及防漏的要求，根据颗粒级配、纤维防漏及表面活性剂化学等原理，优选出密度略低于钻井液高效防漏前置液体系，兼顾紊流冲刷顶替，同时又起到封堵防漏的效果。
2.3产层套管固井的技术措施
技术套管的有效封固，为产层水平段的安全安全施工提供了有利保障，为了保证长水平段页岩气固井施工质量，主要的技术措施有以下几点：(1)做好动态承压以及通井工作，确保通井钻具刚性大于入井套管串刚度即可，通过宜志页2HF井施工来看，单扶钻具通井也可以满足下套管安全需求，通井到底后模拟使用大排量清洗井筒，在井底开泵以28L/s排量循环两周，以井下无漏失为合格。（2）采用变排量顶替技术，该井施工压力较高，最高可达38Mpa,且钻井液当量密度达到1.75g/cm3，表观粘度88s,塑性粘度为60 mPa.s,固相含量达34%，难以实现紊流顶替,为了保证施工安全和固井质量，前期压力低于30Mpa时采用水泥车配合压裂车联合作业模式，确保施工排量大于1.6m3/min,后期压力大于30Mpa,逐步降低施工排量合压力变为塞流替浆至施工结束。(3)优化扶正器安放位置，水平段采用滚珠刚性扶正器，降低水平段套管串对井壁的刮剥作用，定向造斜段采用刚性旋流扶正器，在确保套管局中度的前提下，提高水泥浆的旋流效果，保证流体在井筒的旋流状态，直井段采用旋流树脂和旋流刚性交错管串结构。（4）合理浆柱结构设计：采用双凝双密度防窜防漏抗高交变载荷水泥浆体系有效封固裸眼井段，双凝界面设计在3000m，固井过程中兼顾防漏防窜。①领浆：水泥浆设计为低密度防气窜水泥浆，要求有防气窜功能兼顾堵漏能力。封固500-3000（段长2500m），其密度1.76g/cm3，稠化时间240～300min，控制领浆失水小于100ml。②尾浆：水泥浆设计为常规密度防窜抗高交变载荷水泥浆体系，要求有较强防气窜功能。封固3000m至5200m（段长2200m），密度1.88g/cm3稠化时间160～220min，控制失水小于50ml。
3现场施工
宜志页2HF井139.7ｍｍ产层套管下入深度5189.22m，钻井液当量密度1.75g/cm3
井筒在钻进至下套管出现先漏失后回吐的现象，且伴随有后效显示，最大全烃值可达100%，现场注入性能优良的堵漏先导浆25m3,随后注入25m3隔离液，注入4m3高效清洗液，低密度领浆78m3，平均密度1.75g/cm3, 常规密度防窜抗高交变载荷水泥浆52m3,平均密度1.89g/cm3,采用固井水泥车和压裂车联合替浆共56.7m3,前期排量1.6m3/min,后期压力超过30Mpa,采用压裂车单车顶替，排量1.2m3/min,最后6m3,排量降至0.5m3/min,碰压施工压力33-38Mpa,施工完成后立刻组织实施关井加回压作业，压力12Mpa,加压24h,侯凝72h后刮管测声幅，全井低密度幅值低于20%，水平段幅值低于10%，声幅质量为优质，固井质量优良。