油田老区调整井固井技术研究与应用

油田老区调整井固井技术研究与应用

摘要

江苏油田老区位于兴化市陈堡镇与刘陆镇交界处，是江苏油田原油年产量最高的区块，目前已开发20多年，已进入稳产阶段，为提高采收率，该区块采取的主要手段是钻调整井和注水采油。一方面，调整井对固井质量要求更加严格，因为调整井固井质量直接关系到二、三次采油提高采收率问题；另一方面由于开长期的高压注水和局部注采不平衡形成的纵向压力不同的多压力层系地质剖面，给钻井施工、特别是给固井施工带来很大困难，固井质量难以保证，2018 年施工的陈3-121井和陈3-122井固井质量仅为合格，远远差于江苏油田其他区块井固井质量，老区调整井固井质量矛盾突出，必须采取切实有效措施，提高固井质量。

关键词：注水；压力体系；多凝多密度；封隔器

1 影响因素

老区调整井是在老油区打井，由于长期的注水开发，特别是因强注强采，破坏地下原始压力平衡状态，在水驱油过程中油水界面会发生不平衡移动，使地层压力系统变的越来越复杂，地层结构遭到破坏，使层间、层内和平面的矛盾更加复杂化，从而在井眼剖面上形成高压层、中压层和低压层交互出现的现象。地层压力、水泥浆性能、注水井泄压速度等均可影响调整井固井质量。

1.1注水井对固井质量的影响

老区属于早期注水开发的区块，由于强注强采形成多压力体系，在高压注水作用下，地下流体处于不稳定环境，在这种动态环境下，在水泥浆发生凝固失重现象时，渗透性好的高压层油、气、水流体侵入水泥浆中，改变水泥浆的性能；水泥浆在凝结过程中在不稳定地层流体的作用下，容易发生水体窜槽现象，无法形成优质、完整的水泥环。

1.2注水井泄压速度和剩余压力的影响

注水井在关井泄压过程中，地层压力处于不断变化的状态，尤其是地层出水会改变钻井液性能，从而影响调整井井壁质量，特别是在出水井段易发生水泥浆窜槽等现象，影响固井质量。

1.3水泥浆性能的影响

由于调整井注采不平衡和层问窜流，地层流体压力总是流动变化的，而且老区油层纵向具有多而薄的特点，油层间距小、封隔段长等不利因素，采用常规的水泥浆体系固井，即使在停注停采的情况下，在水层、水淹层处易发生严重的水浸、水窜等现象，影响调整井固井质量。

2 技术措施

调整井固井是一项综合性的系统工程，必须采用“多管齐下、综合治理”的原则，采用先进的技术工艺措施，降低各种因素的影响，到达替净、压稳及防止油水窜的目的。根据老区的地质特点，采用了有针对性的工艺技术手段，取得了良好的效果，极大的改善和提高了老区调整井固井质量。

2.1 停注停采、静态固井

调整井是为了完善注采井网，扩大储量动用程度，提高采收率实现老区增储上产，但是调整井地层流体压力总是动态变化的，分布紊乱，地下动态干扰大，严重影响固井质量，因此必须实现停注停采，恢复地层静态压力体系实现静态固井。老区在长期的工作实践经验摸索一套行之有效的停注停采方案：在停注停采半径上，对连通性较好的注水井停注半径控制在500m范围内，采油井的停采半径控制在300m的范围内；在停注时间上，钻开对应注水层位500m实施停注，对注水压力高，渗透性差，泄油速度慢的地层，实施二开停注的原则，对于采油井采用钻开对应油层500m实施停采，测完固井质量后恢复生产。

2.2 多凝多密度水泥浆固井技术

为保证水泥浆失重时对气水层的压稳，采用缓凝领浆、常规中浆、短候凝尾浆浆柱结构。水泥浆按密度梯度注入，层层有效向下传递浆柱压力，降低水泥石胶结失重影响，起到压稳的作用。优选高强短候凝微膨胀水泥浆体系为尾浆，该体系具有稠化过渡时间短、低失水、微膨胀的特点，能迅速形成胶凝强度并不断增长，防止水窜及水泥浆凝固后体积收缩，确保一、二界面的胶结质量。

2.3 精确选择管外封隔器位置

套管外封隔器可有效阻断地层流体的上窜通道，对于解决油气水窜等复杂情况也有明显效果。由于层间间隔小，封隔器难以选择在最理想的位置，通过对比，老区固井管外封隔器安放在油层下部和水层上部之间的位置效果最好

2.4 提高顶替效率

一是合理加放弹性扶正器和旋流扶正器，既保证套管的居中度，又能在顶替过程中将大井眼处的“死泥浆”携带出来，有效地防止了窜槽；二是调节水泥浆在环空中的流速，在顶替中尽量使水泥浆的流速达到紊流状态，提高顶替效果；三是采用高效的冲洗隔离液体系，改善胶结表面的水润湿性，提高对虚滤饼的冲洗能力，增大界面强度。

2.5平衡压力固井

一是同井施工过程中静液柱压力及施工中所有附加压力之和大于产层的地层孔隙压力，小于地层的破裂压力，防止窜槽；二是注完水泥后及时使套管内卸压，并在环空加压1-2MPa，有效防止了高压层窜槽。

3现场应用

该套技术方案在陈3-124井、陈3-125井、陈3-126井试验使用，固井质量逐步提高，相比同区块其他井有大幅提升。

表1 应用各井固井质量表

4 结论

通过对影响老区高含水调整井固井质量的因素分析，以及老区调整井措施实施前后固井质量分析对比，对提高老区调整井固井质量得到了一下的结论和认识：

（1）为水泥浆提供一个安静的候凝环境，减少动态干扰，对提高调整井固井质量十分必要；

（2）多凝水泥浆可在尾浆初凝失重时，由上部水泥浆继续传递压力，确保压稳油水层。

（3）高强短候凝微膨胀水泥浆体系尾浆具有低失水、微膨胀和降低渗透率的作用，从而达到抗油水侵，防止收缩和抗钻井液污染的目的。

（4）管外封隔器安放在油层下部和水层上部之间的位置对于防止流体上窜效果最好。

（5）提高顶替效率和采用平衡压力固井，预防了高压层窜槽，提高了固井质量。

参考文献

[1] 郭建华.高温高压高含硫气井井筒完整性评价技术研究与应用[D].西南石油大学,2013.

[2] 岳家平.高温大温差低密度水泥浆体系研究与应用[D].西南石油大学,2012.

[3] 左景栾,孙晗森,吴建光,王成文,王瑞和.煤层气超低密度固井技术研究与应用[J].煤炭学报,2012,37(12):2076-2082.

[4] 杨香艳.一种新型水基广谱前置液体系研究与应用[D].西南石油学院,2004.

[5] 王贺强.枣南断块孔一段固井技术研究与应用[D].西南石油大学,2017.

[6] 唐安双.页岩气水平井钻井技术研究与应用[D].西安石油大学,2013.

[7] 吴龙飞.可固化隔离液技术研究与应用[D].西南石油大学,2016.

[8] 杨志毅.低压易漏、易窜井固井技术研究与应用[D].西南石油学院,2003.