加蓬G4-188区块177.8 mm油层尾管固井质量分析与建议

加蓬G4-188区块177.8 mm油层尾管固井质量分析与建议
摘要：加蓬G4-188区块是中石化国际勘探公司加蓬分公司在加蓬投资的一个区块，其中的SAWZ工区已经完钻了10口井，除SAWZ-7井因未发现工业油气，进行填井外，其他9口井均发现了工业油气资源，但是该区块的油层尾管的固井质量问题，给后期各种综合测试工作带来一定的影响，针对这种状况，文章综合了该区块前10口井的固井资料，进行对比、分析以及归纳，总结出一些经验，对未来该区块的固井施工提出了一些可以借鉴的技术措施。

关键词：加蓬；固井；总结；技术措施 1 工程概述
加蓬G4-188区块位于加蓬西部沿海地区Port Gentil东约12 km，邻近Ogooue 河三角洲。

该区块是中国石化石油国际勘探开发公司加蓬分公司在加蓬主要勘探区块，主要是进一步查明该区块WZ工区东部大型鼻状构造的层砂体展布规律，油气资源规模，落实石油地质和溶解气储量，探索U.P.C.段和Anguille组砂岩发育情况及含油气性。

2010年，在该区块WZ工区已完成了10口井的钻探工作，固井时，各家施工单位针对该区块地层特点采取了相应的一些固井技术措施，也做了大量的室内及现场工作，但SAWZ区块整体固井水平仍然不是很理想，因此，认真总结、分析该SAWZ工区固井技术现状及影响固井质量的原因，进一步加强固井技术攻关，提高固井质量，为该工区的油气产能建设提供良好的技术保障。

2 基本资料
2.1 井身结构
加蓬G4-188区块SAWZ工区采用三开井身结构，具体井身结构见图1。

SAWZ工区三开油层段采用215.9 mm钻头钻至2 500 m左右，φ177.8 mm 套管(尾级)固井下至2200 m，采用悬挂或者单级固井，将钻遇的P.C.组或Anguille 组等地层封固，其岩性主要是块状砂岩与泥岩、泥岩夹粉细砂岩等。

2.2 井径
SAWZ工区三开钻进钻头为φ215.9mm，九口井实际测井折算平均井径在222~240 mm之间，扩大率在4%~8%之间，井眼基本规则。

2.3 钻井液性能
SAWZ井区主要采用聚合物钻井液，三开钻井主要采用聚合醇聚合物钻井液体系，油层套管固井前钻井液性密度1.70±0.01 g/cm3，塑粘25~30mPa.s，粘度60~70s，失水3~4 ml，泥饼0.5 mm，含砂0.1%~0.3%，静切4~7/14-18 pa，固含12~21%，PH值9.0~9.5。

2.4 固井前置液性能
SAWZ区块固井前置液主要由冲洗液+隔离液（部分使用先导浆）配合组成，使用种类较多，其主要有高效型、增粘型聚合物类、表面活性剂类等。

2.5 水泥浆体系
SAWZ井工区油层套管固井主要采用胶乳水泥浆体系、非渗透水泥浆体系、常规水泥浆体系和防窜水泥浆体系，基本密度为领浆1.85±0.02 g/cm3，尾浆密度
1.90±0.02 g/cm3。

2.6 其他技术措施
①下套管前，严格执行原钻具通井要求，并在允许情况下，尽可能大的排量洗井。

②根据计算机模拟，合理安放扶正器位置，确保套管居中度。

③固井前使用高效前置液，保证井壁冲洗干净。

3 质量分析
整个SAWZ工区油层套管固井优良率只有40.8%，对于该区块后续测试工作的开展带来一定的影响。

综合井眼、水泥浆、前置液、水泥浆顶替效率等情况，分析认为造成油层套管固井质量不理想的主要原因包括以下几个方面。

①泥浆顶替效率低影响水泥环胶结质量。

通过固井设计软件对SAWZ井区油层套管固井水泥浆紊流顶替排量及环空返速计算，该区9口井的油层套管固井水泥浆顶替排量要达到紊流状态，顶替排量大需要达到35～60 L/s之间，而现场固井施工实际顶替排量12～30 L/s 之间，造成水泥浆顶替效率低，影响着封固段固井质量。

②套管在井内的居中度差，影响了定向井固井质量。

定向井固井的最大难题是，套管井内居中的问题，要提高定向井、水平井的固井质量，首先要必须保证套管居中。

大量的研究表明，当套管井内的居中度小于60％时，钻井液的顶替效率都很差，而且极易产生钻井液窜槽。

套管居中问题影响顶替效率。

SAWZ井区定向井用φ215.9 mm钻头钻进，下入φ177.8 mm套管，通过计算机固井软件计算，套管居中度都不能达到67%。

套管不居中，在套管自重作用下，套管上下环空间隙不一样，因此，在定向井段套管井内居中度差，水泥浆的顶替效率低，影响固井质量。

前置液使用情况。

SAWZ井区油层套管固井前置液使用种类较多，目前没有形成一套较为成熟的前置液体系，在一定程度上影响了泥浆驱替效果，因此，合理的使用前置液有助于提高水泥浆顶替效率。

③水泥浆候凝期间井眼欠压稳影响了水泥环胶结质量。

水泥浆封固段上下有一定温差，水泥浆水化速度不一样，一般来说自上而下水泥浆随温度的增加而越来越快，不同深度的水泥浆静胶凝强度发展不同，产生的压力损失不同，为此，根据不同段的水泥浆的水化状态，计算各段的静液压力损失，累积后计算水泥液柱对油气层的压稳系数，因此，优化环空浆体设计压稳地层能有助于提高固井质量。

④固井水泥浆渗漏问题，影响固井质量。

SAWZ井区在三开钻进过程中曾发生漏失现象如SAWZ-2、SAWZ-7井，有可能造成水泥浆在候凝期间发生漏失。

如从SAWZ-2井挤水泥的过程来看，泥浆密度1.74 g/cm3，试挤压力为5 MPa 时地层就发生漏失，折合当量密度1.944g/cm3；三开固井结束后按泵压为5 MPa 进行反循环，此时井眼环空当量密度为1.996 g/cm3，因此，该井固井时循环或候凝期间水泥浆漏失的可能性很大，造成水泥浆返高不够，影响固井质量。

⑤井眼环空间隙小，高比重高粘度泥浆不利于水泥浆顶替。

SAWZ井区尾管固井均为φ215.9 mm井眼下φ177.8 mm尾管，环空间隙小；泥浆比重1.70 g/cm3左右，粘度在60 S以上，井壁泥饼过厚或虚泥皮过多，影响井眼畅通，从而水泥浆顶替效率，影响了水泥环胶结质量。

⑥环空浆体结构有待进一步优化。

SAWZ井区油层套管固井前置液使用种类较多，主要有高效前置液型如MS、增粘型聚合物前置液如CMC、表面活性剂类型如BCS以及先导水泥浆等；尾管固井应用多套水泥浆体系，如天津渤星胶乳水泥浆体系、广东三元胶乳水泥浆体系、中国石化德州所FSAM非渗透水泥浆体系、以及河南卫辉非渗透水泥浆体系；该区块目前未优化出一至两套比较适合于该地区的较为成熟的水泥浆体系，这在一定程度上影响了固井质量。

4 总结及建议
通过总结分析对比SAWZ井区的油层尾管固井质量，我们可以从以下几个主要方面努力，提高该区块的固井质量：
①加强下套管前的井眼准备工作。

②提高套管居中度技术。

对于定向井，采用“套管抬头”工艺技术，即在套管前面连加2～4个弹性扶正器并用卡箍固定住，以减小下套管阻力，以提高下套管成功率；对于定向井建议使用旋流扶正器或旋流扶正器与弹性扶正器交叉使用，并加大安置密度；使用套管“漂浮”技术，即在定向井固井替浆时，将水平段套管内替入一定量的清水，加大其浮力。

③优选出适应该地区的1~2套水泥浆体系及配套外加剂，保证压稳气层，降低油气水窜的机率，从而提高封固质量。

④进行合理的环空浆体结构设计。

⑤针对不同井眼条件，采用高返速-低返速相结合的复合顶替技术。

⑥按照不同的井况选择合适的水泥浆候凝方式。

⑦进行压稳防窜设计。

⑧其它一些综合技术措施。

严格按照水泥浆设计要求进行室内实验，水泥浆性能达到尾管固井要求，并做好大样复查实验；在定向井固井中采用微硅来增强水泥浆性能，降低水泥浆游离液的析出和失水，增加水泥石的致密性，水泥石孔隙度减小，渗透率降低，加强防窜作用；水泥浆稠化时间控制在施工时间附加1 h，减少水泥浆候凝过程中潜在的漏失和地层油气水侵；在不影响后续作业的情况下，是否可以考虑φ215.9 mm井眼下φ139.7 mm套管，以增大环空间隙，提高水泥环的胶结质量。

参考文献：
[1] 丁岗,刘东清.油井水泥工艺及应用[M].北京:石油大学出版社,1999.
[2] 宋会光,李跃明,李良兵,等.张兴国对水泥浆失重规律的认识[J].西部探矿工程，2008,20(12).。