TK1123井φ206.4mm盐层尾管固井技术研究与应用

TK1123井φ206.4mm盐层尾管固井技术研究与应用

【摘要】tk1123井是塔河油田盐膏层的一口井，该井盐膏层位于石炭系巴楚组，属于滨海相沉积，其主要地质特征为盐岩纯而厚，埋藏深度大（5220m～5470m），盐膏层的塑性蠕变速率较快，达0.58mm/h以上，为固井施工带来一定隐患。本文针对塔河油田盐膏层固井技术及应用进行了研究。

【关键词】盐膏层尾管固井抗盐水泥浆固井技术

1 概况

1.1 tk1123井井身结构如下

（1）导管采用φ660.4mm钻头钻深50m，下入φ508mm建立一开井口。

（2）一开采用φ444.5mm钻头1200m，下入φ339.7mm套管封固上第三系库车组，水泥浆返至地面。

（3）二开采用φ311.2mm钻头钻深5214m，下φ244.5mm技术套管采用双级固井，双级箍位置在：2100m，水泥浆返到地面。

（4）三开采用φ215.9mm钻头钻深5486m（盐膏层：5220m～5470m），采取挂φ206.4mm尾管的方式，座挂位置进入上层套管50 m。封盐膏层段，采用钻后扩孔方式，扩孔井径要求大于φ279.4 mm，管串采用悬挂φ244.5mm+φ206.41mm尾管的方案。

1.2 tk1123井三开泥浆性能：（见表1）1.3 tk1123井邻井遇盐膏层情况：

（1）tk1121x井该井是11区盐下的一口斜井，采用专打专封井身结构（4级结构），该井在盐膏层采用1.65g/cm3的钻井液密度不能有效抑制盐膏层蠕变，后逐渐将钻井液密度提高到1.72 g/cm3，全井安全生产无复杂。

（2）s 1 0 6 - 3井该井采用长裸眼穿盐井身结构（5级结构），该井穿盐钻井液密度1.63 g/cm3-1.66 g/cm3。钻井过程中，该井发生一次卡复合尾管（φ244.5mm+φ273.1mm）复杂。

2 tk1123井盐层尾管固井施工难点

（1）tk1123井井深（5486m），岩性变化相对比较复杂，特别是膏盐层段，盐岩在高温高压下将产生蠕动，给下套管和固井造成很

大的风险。盐层井段井眼不规则，套管剧中难以保证，从而难以形成均匀的水泥环。

（2）盐层在高温高压下，蠕动速度快，下套管和固井作业的安全时间窗口小必须保证下套管和固井作业的顺利完成。

（3）实钻与理论研究表明非均匀外挤载荷作用远大于外挤载荷，大尺寸套管d/l比值较大，相对抗挤毁能力弱，同时大的直径与外表面积增大了作用与不均匀受力，对管材本身和水泥胶结质量提出了更高的要求；

（4）由于盐溶液是一种强电解质，在不同温度和浓度下，将使水泥浆产生分散、密度升高、闪凝、缓凝等不同效应，为此盐水水泥浆的各项性能难于控制。

（5）普通水泥降失水剂在淡水条件下具有良好的降失水功效，但是在盐水中性能明显下降，控制失水能力降低。水泥石强度有不同程度的降低，尤其是早期强度降低，一般下降约20%左右。

（6）实验表明低浓度（3%-5%）的盐水对水泥浆有促凝作用，而高浓度（大于20%）的盐水则具有缓凝和一定的分散效果，因此水泥浆中盐的含量对固井施工安全有直接的影响。

（7）由于盐溶液是一种强电解质，在不同温度和浓度下，将使水泥浆产生分散、密度升高、闪凝、缓凝等不同效应，为此盐水水泥浆的各项性能难于控制。盐膏层固井对水泥浆的要求很高：

①盐的浓度10%-20%。

②水泥浆稠化时间在180-300min之间，可调性好。

③流动度大于20cm，初始稠度小于

30bc。

④水泥浆api失水量小于50ml/30min

（6.9mpa）。

⑤为防止盐层挤毁套管，要求水泥石24h 抗压强度大于等于

14mpa。

⑥水泥浆稳定性好，析水低。

（8）钻井液密度较高（1.67g/m3），屈服值高，流变性能差，难以保证顶替效率，同时存在漏失的危险。

3 tk1123井盐层尾管固井的主要技术对策3.1 套管及附件的选用

（1）盐层段套管是防止盐层蠕动挤毁套管，为防止套管被挤毁采用厚壁套管、高抗挤强度套管。tk1123井选用φ206.4mm直连式无接箍高抗挤、厚壁套管专封盐膏层，（钢级tp140v壁厚17.25mm 扣型为tp-fj直连型扣）。

（2）选用性能稳定、可靠、操作灵活的尾管悬挂器，要求固井附件抗外挤、抗内压性能与套管保持一致、并在地面进行全面的检测。尾管悬挂器采用德州大陆架生产的ssx-c型φ244.5mm×206.4mm尾管悬挂器

（3）t k 1 1 2 3井管串结构：φ206.4m m浮鞋+φ206.4m m套管2根（tp140v×17.25mm）+φ206.4mm浮箍+φ206.4mm套管3根（tp140v×17.25mm）+φ2 0 6 . 4 m m捉球座+φ2 0 6 . 4 m m 套管串（t p 1 4 0 v×1 7 . 2 5 m m）+φ244.5mm×φ206.4mm 悬挂器+送入工具+φ127mm钻杆组合+φ127mm钻杆水泥头。3.2 井眼的准备

3.2.1 下套管和固井施工的安全时间确定

tk1123井采用φ215.9mm钻头钻至井深5486mm钻后使用液力扩孔器对所井眼扩孔作业，通过反复通扩盐膏层释放盐膏层蠕变应力。第一次扩孔后测井径，静止24小时后在测井径来计算出盐膏层的蠕变率。

最小井径：φ285.18m m（井深：

5394.7m）；

最大井径：φ374.85m m（井深：

5354.7m）；

平均井径：φ314.9mm；

盐膏层位置：5220m～5470m（厚度：

250m）；

扩径后井径扩大率：45.9%；

tk1123盐层平均蠕动率为：0.58mm/

h。

tk1123盐层最大蠕动率为：1.13mm/ h。（井深：5459.7m）；下套管和固井施工的安全时间确定：

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