中石化胜利石油工程有限公司固井技术服务中心 山东东营 257064
摘要：在裂缝性地层钻井过程中经常发生钻井液漏失的现象，给井下安全造成巨大的挑战，同时对油气层造成不可避免的污染；裂缝性漏失一般漏失量比较大，当钻井液静止时，裂缝性的地层会随地层压力和地层流体变化发生短期愈合的假象，表现形式为在小排量、含堵漏材料的钻井液可建立循环；本文结合现场有关施工过程，在相关部门的技术支持下，总结了裂缝性堵漏一般规律，确定了较理想的堵漏配方和固井施工工艺。
主题词：水泥浆；裂缝性漏失、挤水泥；高触变性水泥浆；低密度、增韧纤维水泥浆；固井应用
地下岩层中存在不同程度的自然裂缝，在破碎地层带钻进，伴随憋跳、钻速加快等现象的出现时发生井漏，漏失速度一般在20-100m3/h；目前堵漏工艺较多，各有优点和缺点，如下桥塞、应用桥接堵漏剂等等；在压差较大的裸眼井段不适合用桥塞堵漏剂，最主要结合具体固井施工工艺和水泥浆体系进行有效的操作；对于空隙性低压地层、渗漏性地层和诱导裂缝性地层，采用低密度水泥浆具有一定的防漏，但其具有高体积收缩性、高脆性、抗压强度低、水泥浆体系稳定性差的特点，不能有效的防漏和改善固井质量。为此本文针对托普台地区二叠系漏失地层进行的案例分析及探讨。
一、托普地区二叠系地层简况
托普台地区位于塔河油田西南部，与塔河油田主体区块具有非常相近的油气成藏地质条件，但是由于其地下情况复杂，对钻井以及固井带来极大的不便，其主要表现在二叠系易漏层层段较长，低温梯度差异较大以及存在多油、气、水层等复杂情况，所以针对上部地层存在二叠系易漏层的固井工艺的研究就显得格外重要。
二、托普地区二叠系堵漏技术难点
（1）白垩系、侏罗系、三叠系、石灰系泥岩易吸水膨胀或剥落掉块，对固井施工，特别是前置液体系以及水泥浆体系提出较高的要求。
（2）二叠系地层应力大，井壁稳定性差，极易造成井下复杂情况。
（3）采用常规密度水泥浆体系（1.90g/cm3），水泥石后期强度较高，钻塞进行下一步开钻时容易形成新井眼，这样就不能满足钻井工程设计对井身质量的要求。
（4）二叠系漏层属裂缝性漏失，地层敏感性高，地层的闭合具有不确定性，所以对二叠系堵漏的时机要把握好。
三、针对二叠系堵漏的技术原理及相关应用
二叠系堵漏水泥浆体系大部分采用低密度和静液柱压力比较低的配方，但这样容易出现水泥浆下落的情况，从而造成水泥浆进入不到目的层，为此采取高触变性水泥浆体系和低密度纤维水泥浆体系。
触变性水泥浆相关原理解释
水泥浆触变性是指搅拌后水泥浆变稀，静止后变稠的特。即水泥浆在一定的剪切速率作用下，视粘度随作用时间的延长而逐渐减小，当剪切作用停止后，水泥浆视粘度又重新升高的现象。作用机理：
（1）由于胶凝强度增加，水泥浆的重量被悬挂在井壁上，降低了作用在地层上的液柱压力
（2）当触变性水泥浆进入漏层后，其流速减慢，浆体结构迅速形成，而后水泥浆流动阻力增大，漏失地层易被堵塞，从而达到固井堵漏施工的效果。
（3）触变水泥浆失重值等于过平衡压力时，其胶凝强度可达到240Pa，可有效防气窜。
四、托普地区二叠系堵漏水泥浆外加剂及配方优选
4.1 室内水泥浆实验
针对二叠系堵漏固井技术难点，通过对甲方外加剂厂家的咨询和固井工程部实验室反复的小样实验，最终调出合适的水泥浆体系。
该水泥浆体系是水溶性聚合物降失水，通过吸附和聚集的双重作用，在溶液中形成弱胶结的胶体聚集地，可稳定的嵌入滤饼，同时通过粉煤灰调节密度，减少液柱压力，加入微硅提高浆体安定性及抗腐蚀能力有效解决三叠系存在的HCO3-问题，增韧纤维的加入并能吸附在水泥颗粒表面，减小孔隙尺寸，具有降滤失、防漏、防窜优良特性。
表1化验室室内试验数据
4.2 现场固井水泥浆实验配方
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图1 水泥浆稠化曲线
基于表一的室内试验数据，利用现场的阿克苏G级水泥+粉煤灰、现场水与外加剂进行了配伍实验验证，试验条件：BHCT为100℃，压力65MPa，水泥浆密度1.70g/cm3，现场大样试验结果：6.9MPa、30min API失水44l，游离液为0，流动度21cm，稠化时间400min。
从图1看水泥浆大样试验结果完全满足施工要求。
五、堵漏固井工艺在TP206X井上的应用
5.1井身结构：
表2 TP206X井身结构
5.2泥浆性能：密度 1.31 g/cm3 粘度 60S
5.3井底循环温度：90C
5.4实测二叠系位置：4969-5132m
5.5预封井段：4953-5132m
5.6注水泥管柱（由上至下）：5″钻杆（普通）×5145m
5.7钻具设计下深：5145m
5.8水泥浆体系：纤维堵漏水泥浆体系；实验条件：温度：90C；压力：60MPa；
密度：1.90 g/cm3；API失水：<50ml/6.9MPa×30min；流动度：≥21cm；稠化时间：280min – 380min；抗压强度：≥14MPa/24h。
5.9施工过程描述
管汇试压25MPa→注前置液5.0m3（排量0.7m3/min， 压力5MPa）→注水泥浆20.0m3（排量0.6m3/min，压力6MPa）→注后置液1.8m3（排量0.5 m3/min，压力2MPa）→替泥浆40m3（排量1.80m3/min，压力10-16MPa）→起钻20柱，冲洗2m3→起钻15柱，灌满泥浆，关封井器→正挤2m3（排量0.4m3/min，最高压力14MPa）→间歇15min，压力从14↘10MPa→反挤1.0m3（排量0.25m3/min，最高压力17MPa）→间歇10min，压力从17↘16MPa→反挤0.8m3（排量0.2m3/min，最高泵压高达18MPa）→憋压候凝
5.10施工评述
5.10.1施工过程一切正常，在各方的密切配合下，固井施工顺利结束；
5.10.2探塞情况：塞面4870m；
5.10.3经过一次堵漏，地层已达到10MPa的承压能力。
六、结论与延伸认识
6.1 防止、抑制地层漏失
（1）针对易漏地层，如钻穿二叠系后如漏失严重，用纤维水泥浆体系进行堵漏。
（2）三开完钻后做井筒承压实验，明确承压数据等相关内容，进行随钻堵漏、化学堵漏、水泥浆堵漏等。
（3）在固井施工前，配置30～40 m3低粘切的优质泥浆先期入井，作为先导冲洗浆，能有效破坏浆柱结构降低循环摩阻防止井漏。
（4）对于部分缩径井段，通井时采用双扶正器进行通井作业，消除下套管过程压漏地层的可能性。
6.2 水泥浆设计
（1）油层固井时，在尾浆中加入膨胀剂、增塑剂等提高尾浆段封固质量。
（2）根据井型、井别、井段不同调整水泥浆配方，在工况条件允许的情况下，缩短尾浆稠化时间。
（3）易漏地层采用低密度水泥浆进行封固，固井设计时重视流体力学及防窜压稳设计。
6.3 优化隔离液、冲洗液的设计和使用量
（1）应用冲洗液＋隔离液＋冲洗液复合前置液体系，优化隔离液的流变性能，提高顶替效率。
（2）依据井况控制使用量，保障有效接触冲刷时间。
（3）提高冲洗液粘度，保障环空高度的同时防止石炭、三叠地层垮塌。