页岩气井长水平段漏失下的固井工艺技术研究.docx

    页岩气井长水平段漏失下的固井工艺技术研究    张凯摘 要：针对A区块页岩气井长水平段井漏频繁，类型多样等问题，研究了一系列井眼准备技术、冲洗隔离液密封封堵技术、管外料浆柱结构优化技术等相关技术的实施，较好的提高了固井质量Key：页岩气;钻井;水平井;漏失;固井质量页岩气是近年油气勘探开发的一个热点，但页岩气生产后期需要大规模压裂，以防止后期套管附件的潜在风险固井应采用单级固井工艺，而不是双级和尾管固井工艺漏失影响难以保障水泥浆上返高度，以四川盆地A区块为例，该区产层为五峰组、龙马溪组，页岩层理发育，构造裂缝发育，地层松散，渗漏点多，渗漏情况复杂等，优化固井技术，对该区块页岩气开发有重要意义1 A区块钻井漏失情况1.1 断层--裂缝漏失A 区块地层裂缝发育，主要以水平、垂直裂缝为主，少量斜交缝靠近断层位置的地层裂缝发育程度高于其他位置，裂缝起初在应力作用下处于闭合状态，由于井眼形成及井内流体压力影响，应力平衡环境被破坏，井周地层微裂缝开启，造成钻进中突然出现漏失甚至失返性漏失1.2 堵漏措施不利现在三开钻井采用的是油基钻井液钻进在钻井的过程中因裂缝大，泄漏速度快，很难进行封堵钻进过程中所形成的滤饼不致密，不能满足堵塞微裂缝的要求，堵漏的材料不能留在裂缝中。

只有通过减小驱替量，减小循环压力损失和泥浆的密度，在泥浆中添加细颗粒，才能在钻井时堵漏，增强钻井时的堵漏能力2 固井难点①地层承载力较低，常规密度水泥浆无法进行封堵，甚至部分井使用低密度情况下在替浆后期也出现漏失，造成水泥浆返高达不到要求;②水平段长，随着开发水平段长度由最初1000-1200m 逐渐增到1300-1500m，甚至更长;垂向深度加深，井底压力增大，长井段大排量循环会导致泵压过高，压漏层风险增大;③顶替效率不易提高因漏失导致循环排量提升空间有限，固井施工以循环排量为基准，低返速下顶替效率低下制约固井质量;④封堵过程中，油基钻井液经处理之后，固含量增加，粘度增加，动切力增大，钻井液性能的改变造成冲洗液难以实现对油基钻井液的冲洗，冲洗的效果不容易得到保证;⑤对水泥浆性能要求也较高，低密度要求良好沉降稳定性根据固井施工质量结果统计，凝结过程中，低密度水泥浆在环空沉降处的固井间隔较差，约为200-400m;⑥后期压裂要求水泥石有良好弹性、韧性及胶合强度;⑦套管向下运行时，受扶正器摩擦和激振压力影响，井底已堵漏完成井段极易再次泄漏;⑧由于存在泄漏，地层压稳难度很大，会增加极大返压风险，固井后可能重新出现地层压漏风险。

3 固井技术优化措施3.1 地层承压能力的提升对于堵漏成功的井，为了给固井提供依据，采用动静压法提高了固井前地层的承载力通过钻井液密度计算失稳前后的失稳压力大位移的循环是基于固井施工计算的环空返流速度，计算泄漏量和泄漏率3.2 针对固井前钻井液的处理为了防止漏失，在下套管时，原有的泥浆性能保持不变下套管完毕后逐步筛除钻井液中堵漏材料，并调整钻井液性能，降低其粘度更易实现冲洗液的紊流冲洗和顶替;适当降低密度，进一步减小环空压力3.3 合理的管串结构井底存在断层--裂缝漏失的井，由于漏失只存在于井底，采用封隔器封堵井底后固井的方法能有效避开漏失层段管串结构：浮鞋+短套一根+封隔器+套管一根+分级箍+套管一根+浮箍+套管一根+浮箍+套管串3.4 预堵漏措施钻进中出现漏失后期堵漏成功的井，冲洗干净出现漏失和冲洗不干净固井质量不好相矛盾为此，在先导钻井液、冲洗隔离液和水泥浆领浆中加入不同堵漏材料能封堵由于下套管和循环时打开的漏失通道，减小漏失风险3.5 理设计水泥浆返高依据泄漏情况来合理计算出水泥浆的返高高度并且在更换钻井液后，应使用低于钻井液密度的冲洗液冲洗更换钻井液，以一次降低环空液柱压力，减少甚至避免漏失。

3.6 优选水泥浆体系为了减小水泥浆液柱压力，对水泥浆体系进行优选，目前能使用1.40-1.60g/cm3水泥浆体系实现环空重叠段的封固该体系以天然漂珠、人造空心微珠等固体减轻材料作为减輕剂，添加不同粒径大小的充填增强材料，增强水泥石的致密性，同时改善物料表面特质，减少颗粒间充填水和表面的润滑水为了降低水泥浆柱的压力，对于水泥浆的体系进行全面优化目前能使用1.40-1.60g/cm3水泥浆体系对重叠环空段进行密封该体系以天然漂珠、人造空心微珠等固体减重材料当作减轻剂添加不同粒径大小的充填增强材料，提高水泥石的密实度，同时改善物料表面特质，减少表面润滑水与颗粒间填充水3.7 合理安装扶正器现场采用刚性扶正器、欠尺寸刚性扶正器、滚轮扶正器、整体弹性扶正器、树脂旋流扶正器等多种扶正器的搭配使用，不但保证了套管的居中度，还在一定程度上减小了下套管摩阻3.8 合理附加水泥浆量研究区产层漏失层对压力高度敏感，固井时压差1-2MPa就会导致出现替浆后期漏失在固井中加入水泥浆引起的压力增大，增加了泄漏风险3.9 合理的施工排量紊流顶替效率最高，其次是塞流，层流效率最低因此，应用紊流--塞流复合置换技术比较符合。

当井下条件允许时，采用紊流施工，替浆后期降低排量可减少水泥车塞流量更换的排量塞流驱替能有效提高水泥浆驱替效果，并大大降低对地层的附加压力，降低漏失风险  -全文完-。