朱泽鑫 宋元洪 张越 王鑫 景亚兵 盛浩
（渤海钻探工程有限公司第一固井分公司 河北任丘 062552）
摘要：在长庆油田目前推行体积压裂产层改造工艺，对水泥石强度发展提出较高的要求。根据甲方需求和环保要求，正注反挤工艺已经不允许作为常规固井手段使用，目前一次封固段长为2000-5000米。目前长庆市场固井材料和施工价格一降再降，对于固井质量的要求却日趋严格，固井作为石油服务的关键环节，公司经营和生产压力巨大。使用低密度水泥浆水泥浆一次性上返全井封固能够有效的节约成本，提高固井质量，减少后期补救费用。
主题词：低密度 一次上返 固井质量
1前言
目前公司使用的低密度水泥浆体系已经无法满足长庆油田的性能要求，主要表现在：①无法满足一次上返的液柱压力要求；②水泥石强度发展慢；③减轻剂等中低温的外加剂和外掺料用量大、价格较高，造成成本增加。研发适应长庆地区的低密度水泥浆体系，通过节支降耗提升公司在长庆地区的技术竞争力已迫在眉睫。
通过一年来的攻关，完成了以下工作：一是利用紧密堆积理论进行了低密高强水泥浆充填材料各组分加量计算、颗粒材料优选、不同密度时的颗粒加量确定，形成了以水泥，3M玻璃微珠，粉煤灰，微硅四种颗粒的填充体系。二是在大量实验调整和对比的基础上，依据测定的抗压强度、流变性、沉降稳定性，进行优选，获得最低密度1.25～1.38g/cm3的低密高强水泥浆体系。三是进行了水泥浆的综合性能测定，对水泥石的强度发展、水泥石的长期稳定性和水泥石的渗透率进行了实验研究，各项性能指标全部满足预期要求和施工需要。四是开展了提高低密高强水泥浆防漏堵漏材料的研究。五是进行了现场混配工艺研究和现场试验。
2 井眼准备
（1）通井
1）严格执行通井制度，采用双扶通井，按打钻时排量循环洗井，确保井壁稳定、无沉砂、无阻卡；
2）通井到底，彻底循环钻井液，注入封闭浆前使用携砂泥浆15-20方，循环一周以上，再在裸眼井段注入高质量的高温防卡防塌泥浆，粘度80-100S，至少封闭二叠系顶部以上100m；如裸眼段太长（4000米以上），应考虑分段注入封闭浆，但井底保证2000米以上封闭浆，二叠系必须全封闭；
（2）下套管
1）严格控制套管下放速度，易漏井段一般每根不少于45秒；
2）下完套管后，小排量顶通，一个迟到周后逐渐提高排量至打钻时的排量并连续循环2周半以上方可施工，循环过程中必须1小时检测一次泥浆密度，粘度等参数，在性能均匀一致的前提下方可作业，否则继续循环调整；
3）依据地层、井斜与井径变化合理设计扶正器安放位置及数量，在保证套管能顺利安全下入的前提下，裸眼段只采用铝合金螺旋刚性扶正器，前100米10根1个，100米以后15-20根一个，以提高套管居中度。
（3）固井前调整钻井液性能
固井前调整钻井液性能，保证粘度小于60S，流性指数大于7.5，pH值大于9，保证钻井液性能良好，以利于提高顶替效率，保证固井质量。
（4）隔离液
选择抗高温、抗污染、冲洗性能好的隔离液，满足一下条件：
1）具有一定的密度差，钻井液＜前置液＜水泥浆，差值为0.02-0.05g/cm3；2) 在循环温度下，控制隔离液τ泥浆＜τ隔离液＜τ水泥浆的范围内；
3）隔离液按照500m环容量计算。
3 水泥浆性能要求
低密度水泥浆在低压，易漏，低渗等油气层固井中具有广泛的应用，一般密度范围为1.30～1.60g/cm3。低密度水泥浆为了降低密度需加入大量的减轻外掺料，加大水灰比，造成水泥浆密度的降低和水泥浆性能的矛盾，突出表现在①水泥浆体系稳定性差，体系分层离析；②水泥浆失水量难以控制；③水泥浆流变性差，泵送困难；④水泥石强度发展慢，强度低，渗透率高，易引起腐蚀性介质的腐蚀，而且随着密度的降低这种矛盾越来越突出。
在一些特殊的地层，如潜山严重漏失地层、欠平衡钻井配套固井，要求使用超低密度水泥浆进行封固，这无疑对固井水泥浆的性能提出了严峻的挑战。目前国内已经开始未动用储量的开发（70%为低压油藏），欠平衡钻井应用不断扩大，海外钻井中也碰到了严重漏失的情况，如缅甸D区块PATOLON-2井钻至井深2390m时就发生漏失46次，失返性漏失30次，共漏失钻井液达14614m3。这些都为长庆油田低密度水泥浆体系的开发应用提供了广阔的发展空间。由于其超低密度的特殊性能进一步为实现平衡压力固井提供了空间，对于实现注水泥施工及其水泥浆候凝过程中减少对产层的污染提供了可靠的技术途径。因此，针对油田地质特点及施工实际，开展长庆油田低密度水泥浆体系设计和开发研究，对于成功实现低压易漏失地层及特殊固井要求井的固井施工具有非常重要的意义。
（1）水泥浆性能要求
（2） 水泥浆污染试验要求
1）试验条件:
实验温度通过测井温度×循环温度系数0.80~0.85计算得出。当静止温度超过120℃，可适当取低实验温度（系数取0.82或0.83），以保证水泥浆强度性能，并在水泥浆稠化实验基础上考虑附加以下实验，保证固井施工完全：
a)密度波动实验：水泥浆密度比设计值增加0.03g/cm3，测定稠化时间；
b)温度波动实验：实验温度比设计值增加5~10℃时，测定稠化时间；
c)停机静止实验：稠化实验到达升温时间后，停机30min，测定稠化时间。
2）试验要求
3）取污染最严重的一组做稠化试验，稠化时间满足施工要求。
4 低密度现场施工参考配方（仅限3M漂珠10000psi）
1）1.30g/cm3配方(85℃)：
嘉华G级+35%3M+25%微硅+6%806L+0.7%606L+0.2%19L
2）1.40g/cm3配方(110℃)：
嘉华G级+25%3M+25%微硅+3%flok-2+6%806L+3.4%605L+3%506L+0.2%19L
5 现场施工要求
1）施工排量参考循环时排量，如井下正常应设定为1.3-1.5 m3/ min，顶替后期根据现场施工情况减少施工排量0.8-1.2 m3/ min，防止固井过程中发生井漏；
2）固井准备双机双泵水泥车和经验丰富的操作手，保证固井施工过程中，实际密度波动小于0.02g/cm3，避免因水泥浆实际密度波动较大影响水泥浆综合性能，从而保证固井施工安全和固井质量；
3）必须有备用车与批混设备；
4）施工前尽量将联顶节放至坐挂位置，施工结束后立即坐挂，减少套管变形对胶结界面的影响；
5）注替结束后，候凝时间必须大于144小时，期间除安装井口外，严禁进行任何井下作业。
6 声幅固井质量评价
固井质量评价标准参照SY/T 6592—2004执行。
常规密度水泥相对声幅评价指标
低密度水泥固井的相对声幅或衰减率评价指标与常规密度水泥固井评价指标相比，可适当放松。
低密度水泥相对声幅评价指标
7结论和认识
根据平衡压力固井工艺原理，在解决好长庆油田固井施工中存在的问题的基础上，对外掺料、外加剂的优选，实现低密度水泥浆体系的优化，细化现场施工参数，以保证固井施工一次成功率为基础，通过反复研究和使用，摸索出适合该区块固井的配套施工工艺，更好地为现场提供支持服务，创造企业价值。
参考文献：
「1」刘崇建,黄柏宗,徐同台,等.油气井注水泥理论与应用[M].北京:石油工业出版社,2001：292-308.
「2」陈光等.长庆苏25断块低压易漏失气井固井技术.[J].钻井液与完井液.2007,24（2）:50-52.