胜利海上埕岛区块改善复合盐钻井液体系与水泥浆污染技术措施--中国期刊网

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胜利海上埕岛区块改善复合盐钻井液体系与水泥浆污染技术措施

发表时间：2021/6/10 来源：《探索科学》2021年4月作者：常玉东、谭化新、古峰、王波、张洪文、李东涛

[导读] 水泥浆与钻井液之间接触污染对于固井顶替效率及固井施工安全影响巨大，随着海上油区的进一步开发，目前胜利海上埕岛区块大范围采用了复合盐钻井液体系，目前海上采用的复合盐钻井液体系其中含有的约6%-12%的NaCl、KCL成分，与水泥浆之间的接触相互污染对水泥浆性能有较大的影响，会导致浆体流动性降低，稠化时间大幅缩短，甚至絮凝丧失流动性，造成固井事故。

山东东营中石化胜利石油工程有限公司固井技术服务中心常玉东、谭化新、古峰、王波、张洪文、李东涛 257055

摘要：水泥浆与钻井液之间接触污染对于固井顶替效率及固井施工安全影响巨大，随着海上油区的进一步开发，目前胜利海上埕岛区块大范围采用了复合盐钻井液体系，目前海上采用的复合盐钻井液体系其中含有的约6%-12%的NaCl、KCL成分，与水泥浆之间的接触相互污染对水泥浆性能有较大的影响，会导致浆体流动性降低，稠化时间大幅缩短，甚至絮凝丧失流动性，造成固井事故。本文通过在多口井中采取相应的技术措施，降低了复合盐钻井液对水泥浆的污染，确保施工安全，对于同类钻井液固井施工具有参考价值。
关键词：复合盐、水泥浆、相容性、措施
        1前言
        复合盐钻井液具有（1）稳定井壁、抑制性强、易于配制，成本低的特点，随着胜利海上油田的进一步开发，自2017年开始，海上区块3000m以上的探井开始大范围的采用复合盐钻井液体系，2020年开始海上生产井目的层段也开始陆续的采用复合盐钻井液体系。在固井施工中，水泥浆与复合盐钻井液掺混，发生接触污染，导致混浆段流动性变差，混浆段粘稠突变导致泵压升高，严重时产生絮凝，丧失流动性，出现憋泵，导致漏失发生，油气层漏封，甚至造成“灌香肠”、“插旗杆”等事故，严重的影响固井施工安全；混浆的流动性变差同时造成顶替效率降低，严重的影响固井质量。由于海上固井施工受限于空间、环境、设备、固井成本等客观条件的影响，很多解决方案不适用于海上固井施工，如何在有限的条件下，采取有效的技术措施，降低复合盐钻井液对水泥浆的污染，保证施工安全，是急需解决的问题。本文以桩海斜25井尾管固井施工为例，施工中通过采取有效的技术措施，降低复合盐钻井液对水泥浆的污染，顺利完成了施工。
        2相容性实验结果
        选取4口使用SGJS-5硅纤海水泥浆体系（抗盐水泥浆体系）相容性试验结果进行对比：
        水泥浆体系：SGJS-5 2.0%+SYJZ-1 0.6%+SYX-1 0.1%+硅粉30%+SHGN-1（高温缓凝剂）

        2.1实验结果对比：
        通过4口井相容性试验结果，钻井液与水泥浆不相容。
        1）在水泥浆与钻井液在7:3比例掺混时相容性最差，在此条件下，有2口井试验结果为直接污染稠化，失去流动性,2口井稠化时间大幅度缩短；
        2）通过几口井相容性试验，水泥浆与钻井液与前置液7：2：1比例掺混时，水泥浆比重越低，对于掺混的混浆影响越小。
        2.2结论：
        通过相容性实验结果可以得出结论，水泥浆与钻井液在一定比例下直接接触掺混，会造成较大的影响；通过降低与钻井液可能直接接触的水泥浆的比重，能够降低水泥浆与钻井液之间掺混带来的影响。总之，通过采取有效的技术措施，减少或降低水泥浆与钻井液的直接掺混，能够保证施工安全。
        3采取措施
        3.1选用抗盐水泥浆体系，做好水泥浆相容性试验，根据试验结果采取相应措施；
        3.2调整钻井液性能：固井前循环时，充分循环冲洗，循环后期在保证井下安全的条件下，尽量降低钻井液的粘度、切力，增加钻井液流变性；
        3.3合理的设计前置液，在前置液后注入一定量的配浆水（根据试验加入缓凝剂）；设计一定量的低密度水泥浆（1.55-1.65g/cm3）作为隔离液，有效的隔离钻井液与水泥浆，防止水泥浆与钻井液相互污染；
        3.4在确保油气层压稳、井下安全的前提下，固井施工前注入一定量的预处理钻井液或胶液，有效的隔离水泥浆与钻井液；
        3.5对于尾管固井，替浆时悬挂器位置替入不少于4m3的配浆水（根据试验加入缓凝剂）或胶液作为后置保护液，防止拔出中心管时钻井液与水泥浆直接掺混；
        3.6对于分级固井，替浆时分级箍位置替入不少于4m3的配浆水（根据试验加入缓凝剂）或胶液作为后置保护液，防止打开分级箍循环孔循环时，钻井液与水泥浆直接掺混；
        3.7对于水泥塞、挤水泥作业，设计不少于150m的前置液隔离水泥浆，替浆先替入与前置液（加胶液）同高的配浆水，有效的隔离钻井液与水泥浆；（条件允许的情况下，固井施工前注入一定量的预处理钻井液或胶液）
        4现场应用
        以桩海斜25井为例
        4.1预防水泥浆与钻井液污染采取的技术措施
        1）选用SGJS-5硅纤海抗盐水泥浆体系；
        2）固井前循环时充分循环洗井，循环后期调整钻井液性能，降低钻井液粘度、切力值；
        3）合理的设计前置液，隔离水泥浆及钻井液；根据相容性实验情况，在冲洗液后期注入2m3配浆水（根据试验加入缓凝剂），附加2m3 1.50-1.60g/cm3低密度水泥浆作为隔离液，有效隔离钻井液与水泥浆；
        4）防止水泥浆与钻井液相互污染，替浆在悬挂器位置泵入4m3的配浆水作为后置保护液；
        4.2施工过程
        1）循环：
        14：35~ 3月12日 8：30
        固井前充分循环洗井，钻井液粘度由82s降低至58s，切力由9/16Pa降低至7/14Pa，循环充分，泵压稳定；
        2）注前置液：
        9：19~ 9：27 注前置液5.0m3，3m3隔离液+2m3配浆水
        3）注水泥浆：
        9：37~10：15 注入2m3 平均比重1.57g/cm3的低比重水泥浆，注水泥浆28m3，平均比重1.89g/cm3。
        4）替浆：
        10：19~11：42 替浆 38m3，替浆初始排量1.2m3/min ，替浆至2m3时起压，压力5MPa，压力逐渐升高，替浆至18 m3时替入4 m3配浆水最为后置保护液，控制压力在16MPa以内，替浆至28m3时碰压，放回水正常，憋压5Mpa拔出中心管建立循环，返出口见前置液和混浆共计83m返出。
        5结论和建议
        目前胜利海上区块使用的复合盐钻井液体系与水泥浆掺混在一定比例下会产生较大的影响，受限于海上平台客观条件的影响，采取一定的技术措施，能够有效的隔离钻井液与水泥浆，防止水泥浆与钻井液直接掺混相互污染，保证固井施工顺利完成。
参考文献
[1]张高峰.复合盐钻井液体系在现场的应用