水平井小修作业二次固井技术应用

水平井小修作业二次固井技术应用

王川

胜利油田东辛采油厂作业大队山东省东营市257095

目前胜利油田已有40多年的开发历史。在油气开采过程中，由于长期开采，地应力的变化是导致套管损坏的最根本的原因，部分井固井质量差和在油水井大型增产施工是加速套管损害的重要因素，对生产井段附近的固井段保护不够，容易发生管外窜。另外由于套管强度设计不合理、套管钢材质量不合格以及地层水对套管的腐蚀，在套管节箍和螺纹等部位出现破漏。若出现管外窜和破漏部位存在水层，会发生水层通过窜槽或漏点出水。部分油井因固井质量差发生管外窜槽以及套管出现漏点，导致水层出水，油井含水上升，造成了巨大经济损失。

管外窜、套管破漏一直是影响油田正常生产的严重因素，特别是在油田开发中后期这种影响更大，目前套管修复技术有很多例如：小井眼完井延迟固井技，中深井139.7mm套管内开窗侧钻技术，取换套技术，套管复位整形与打通加固技术，爆炸整形与补贴加固技术，通过大修队作业施工能够完成。

目前用固井水泥对套管破漏、管外窜井进行二次固井是经济有效的措施。二次固井管柱多采用光油管直接将灰浆挤入固井井段，但是若管外窜槽位置与生产井段距离较近，该固井管柱则不能较好实现，需将二次固井井段下部油层以上封堵好，尽可能减少对生产井段的污染和对油井产能的影响。我小修队通过在胜利油田DXX14P1井应用，取得了较好的效果，同时为防止管柱被固井水泥卡住，一般在固井施工后，需活动管柱洗井。

一、工作原理

首先打通套管通道，利用通井规和梨形涨管器打通套管通道至人工井底，然后下入ZHL-113型找漏封隔器二级组合，找到管外窜槽位置，在窜槽部位射孔，打开管外通道，下入光油管注灰管柱封堵下部油层以上，然后进行封窜。施工时除了注意挤水泥相同的一些问题之外，要特别注意上部套管应无损坏或漏失，替清水量应准确无误。地层吸收良好的情况下封窜时，要将欲封层以下射孔段用打水泥塞隔挡。下管柱时，把油管下至上部射孔段以上。水泥浆自油管注入，出口（套管闸门）接计量容器或用水泥车计量井内返出液量。当水泥浆快出油管时关套管闸门，将水泥浆挤入窜槽中。水泥浆挤完后，反洗井洗出多余水泥浆，上提油管200米，带压10Mpa关井侯凝48小时。

二、施工步骤及技术要求

2.1施工步骤

1）上动力，提出原井管柱；

2）下入D116mm通井规，通井至人工井底，洗井，油管试压；

3）下入ZHL-113型找漏封隔器二级组合验窜管，确定管外窜槽位置；

4）射孔，在窜槽部位射孔；

5）下入光油管注灰管柱，封堵下部油层以上，然后进行封窜；

6）下入钻塞管柱，钻开水泥塞，全井试压合格

7）关井后，72小时后，进行声波变密度测井，进行固井质量评价；

8）投产，固井质量评价合格后，上返射孔，下泵生产。

2.2技术要求

1）大、小罐清洁干净，丈量准确，并有记录；

2）油管试压，套管试压，要标准合格，并有记录；

3）灰浆配置准确，并且连续泵入，中途不得停泵；

4）反洗出多余泥浆的时候，若斜度很大，要求活动洗井，避免卡管柱。

三、封堵剂选择

随着修井技术的不断进步，封堵窜槽的方法有很多种，按照封堵剂种类划分，主要有水泥封窜、氰凝封窜、高强度复合堵水剂封窜等。根据胜利油田东辛辛14区块的情况在此区域选用水泥封窜。

3.1油井水泥的物理性能

当水泥与适量的水混合成水泥浆，先发生一系列的水泥颗粒和水泥矿物的化合及水化现象。影响二次固井施工质量及安全的水泥浆主要物理指标有：

（1）细度；（2）凝固时间；（3）流动度；（4）体积安定性；（5）失水；（6）抗折强度等。

3.2影响水泥浆稠化时间的因素

3.2.1稠化时间与水泥细度的关系见图1。

由图1可以看出，稠化时间随细度的增大而缩短；

（1）温度与稠化时间的关系。一般来说同一种缓凝剂配制的水泥浆随温度的升高稠化时间缩短。为了保持一定的稠化时间，随温度的升高缓凝剂的掺入量也要加大。但当温度超过某一值时，缓凝剂的掺入量再大也不会延长稠化时间，每一种缓凝剂都有其使用的最佳温度范围；

（2）密度与稠化时间的关系。对缓凝水泥浆来说，水灰比增大，单位体积内的水泥量减少，缓凝剂的量增加，水泥浆的稠化时间总是延长；

（3）混合能与稠化时间的关系是一种缓凝水泥浆的稠化时间随混合能的变化情况。可以看出随着混合能的增加稠化时间减小，当混合能超过时，稠化时间变化不大。

3.2.2影响失水量的因素

水泥浆的失水改变了原来的水固比，使水泥浆的密度变大，稠度上升，流动度变小，稠化时间变短，顶替泵压增加。影响失水量的主要因素是混合能。

G级油井水泥细度270—380m2/kg，为使水泥浆容易进入地层应当选用细度大的水泥，但水泥的细度越大配制的水泥浆稠化时间越短，虽然降低了施工压力，但相应的安全时间却短了。

水灰比大，水泥浆的稠化时间增加，如先配制缓凝剂的水溶液再配制灰浆，还要增加。在现场配置水泥浆时我们充分考虑混合能与失水及稠化时间的关系，选用相对密度2.98的成岩粉，配置相对密度1.47的灰浆作为封下部油层水泥塞用料，而窜槽封堵是采用相对密度2.98的专用堵剂，配置相对密度1.5的灰浆。采用合理排量和转速施工。

四、二次固井质量评价

为检验套管的固井质量和影响因素，配合测井公司进行声幅-变密度测井，声幅--变密度测井可以准确反映出套管环空水泥胶结情况，水泥胶结好、中、差等级在测井曲线上能得到准确反映。采用声幅--变密度测井评价固井质量，依据试验建立的图版计算胶结指数，进行理论评价。

五、现场实例

2009年10月16日，我们胜利油田东辛作业五队上DXX14P1井，设计要求二次固井。

5.1该井基本情况

完钻井深2764m，套管尺寸139.7mm，壁厚7.72mm水泥返高904m，造斜点/倾斜角1729.71/6.5°，最大井斜/倾斜角为2447.26/95.9°。套管技术参数N80（抗内压53.4Mpa）。该井资料显示2321.0-2325.0处固井质量差，需要二次固井。

5.2技术要求

1）通过下封隔器组合，确定套管外窜槽的位置和实施二次固井；

2）根据试挤情况不同，具体制定施工方案。

六、结论

1）有效地解决了套管损坏需重复修井以及投入大、效益差的矛盾。

（2）小修二次固井的固井质量评价、套管射孔、采油、修井等技术满足胜利油田二次固井措施实施的要求。

（3）修复后的油井，套管外窜槽封堵成功，套管柱强度提高，延长了井的使用寿命。可实施补孔、酸化、压裂等多项增产措施对完善注采井网，挖潜油藏有重要作用。

参考文献：

[1]常子恒.石油勘探开发技术.北京：石油工业出版社2001

[2]《SPE36一43》、《SPE3043》1959年5月

[3]刘崇建等，油气井注水泥理论与应用石油工业出版社

[4]范兴亮套管变形油管断裂井修井技术石油钻采工艺