水平井固井技術水平井固井技術一、概述二、近年來水平井固井情況三、水平井固井的特點和難點四、工藝技術措施和應用五、認識和建議六、水平井固井技術研究方向一、概述1990年以來至2006年底，勝利油田內部共完成水平井鉆井597口，外部完成362口，累計959口。2007年上半年，油田內部已累計完成水平井84口。中、長半徑水平井中、短半徑水平井一、概述水平井完井工藝固井射孔完井技術篩管完井技術帶管外封隔器的篩管完井技術分級注水泥篩管完井技術老油田挖潛新區產能建設和老區調整共同發展二、水平井固井情況

200520062007上半年小計井深<2000m3864591612000~3000m171720543000~3500m5229>3500m92314合計6985842382005~2007上半年水平井固井統計2005~2007上半年水平井固井統計年度200520062007上半年合計水平位移<500m24323288500~700m30372693700~1000m12121842>1000m34815合計6985842382005~2007上半年水平井固井統計年度200520062007上半年小計水平段長<300m416361165300~500m24211762>500m41611合計6985842381、水平井套管下入的難度下套管摩阻：由套管浮重引起的與井壁的摩擦阻力井壁的光滑程度鉆井液的潤滑性能地層巖性下入深度水平井鉆井形成的鍵槽、巖屑床或固相沉淀同樣會增大下套管摩阻井眼彎曲處套管軸向拉力對井壁產生的壓力與井身軌跡有關的全角變化率套管剛度的影響位垂比大的井，摩阻更大（1）紊流接觸時間一般要求水泥漿與井壁的紊流接觸時間要大于7~10min。水泥漿在水平井段受自身重力的作用易下沉，達到紊流流態的時間要滯后，水泥漿與井壁的接觸時間也需要延長。（3）套管居中度在套管偏心的情況下，不同的環空流速在環空的寬邊和窄變的流態也會不同，總體上會造成頂替效率的不一致在套管嚴重偏心甚至貼向井壁一側的時候，出現環空不能完全“替凈”而竄槽發生油氣水竄時對產層的污染研究表明，套管居中度要達到67%以上，才能獲得良好的頂替效率（3）套管居中度居中度計算公式： 式中：

Dw——井眼直徑，mm Dc——套管外徑，mm Wn——套管與井眼的窄邊間隙，mm3、鉆井液性能對固井質量的影響油基泥漿，在某種程度上降低了隔離液或水泥漿對鉆井液的驅替效果，使水泥與套管和井壁之間的界面膠結能力下降。鉆井液的濾失量大，易形成較厚的泥餅，難以在固井過程清除。高密度和高粘度的鉆井液，使水泥漿頂替鉆井液更為困難。4、完井方式對固井質量的要求套管（或尾管）射孔完井方式封隔油氣水層支撐和保護套管為射孔提供堅實的中間介質避免對產層的損害，保護油氣層篩管完井方式封固頂部套管避免油氣水竄通篩管井段不被水泥污染或封固5、水泥漿性能對固井質量的影響在水平井段，水泥漿在候凝過程中由于重力作用，易在井眼上側形成游離液通道，引起油氣水竄水泥漿的失水量大，易造成對產層的損害水泥漿要具有良好的流動性和流變性能，以減少流動摩阻，降低施工壓力四、固井工藝技術措施和應用1、下套管技術措施2、固井管串結構和固井工藝3、套管居中度與扶正器4、水平段套管的漂浮技術5、隔離液設計6、水泥漿體系設計7、施工參數設計1、下套管技術措施下套管前通井，短起下、劃眼調整鉆井液性能，大排量洗井在斜井段及水平段打入潤滑泥漿模擬下套管作業加大灌泥漿的頻率，避免長時間的靜止分段灌滿泥漿和循環

固井工具的選型引鞋帶回壓凡爾的鋼質引鞋（浮鞋）浮鞋、浮箍自動回位的彈簧式結構分級箍液壓打開式分級箍機械打開式分級箍的位置應選擇在井斜角不超過30的井段內，以使打開塞能順利達到分級箍。篩管完井固井天然裂縫性碳酸鹽巖或硬質砂巖儲層單一厚儲層或不要求層段分隔的儲層巖性較為疏松的中、粗砂粒儲層等篩管頂部注水泥套管串結構： 引鞋+篩管串+套管+盲板（管）+短套管+套管外封隔器+套管+分級箍+套管串3、套管居中度與扶正器利用剛性扶正器對套管的良好支撐能力，在水平段交錯安放剛性扶正器和彈性扶正器在引鞋（浮鞋）上部加一只剛性扶正器在造斜井段，每兩根或一根套管加一只彈性扶正器根據井眼狀況做具體的設計3、套管居中度與扶正器套管扶正器使套管柱與井壁產生更多的點接觸，減少了面接觸，或可以避免接觸面積進一步擴大，相對減小了下套管摩阻。合理使用扶正器的前提：下套管前通過通井、循環等手段將井眼清洗干凈，減少沉砂調整鉆井液性能以維護井壁穩定4、水平井段套管的漂浮技術替入輕質（低密度）頂替液水平段以至斜井段套管內提高套管的上浮力減少對下井壁的壓力清水、柴油等易造成頂替過程高泵壓漂浮接箍降低下套管摩阻6、水泥漿體系設計1）采用雙凝水泥漿體系尾漿：主要目的層段短過渡時間的速凝水泥漿領漿：稠化時間適當延長根據施工時間調整領漿、尾漿的時間差減少候凝過程中失重現象發生，避免油氣上竄

6、水泥漿體系設計2）微膨脹水泥漿體系在水平段水泥漿體系中加入膨脹材料，使水泥在候凝過程產生微膨脹，部分彌補頂替效率的不足。晶格膨脹劑6、水泥漿體系設計3）其它性能：失水水泥漿失水量控制在50ml以內將旋轉失水儀旋轉45角測定失水量游離液（自由水）含量控制到0通過調整體系配方，調節漿體的流變性能，提高沉降穩定性7、施工參數設計流變學施工參數設計施工前大排量洗井提高設備的整體性能降低水平井眼的流動摩阻，避免過高的施工泵壓環空上返速度達到1.0m/s以上獲得最佳的環空流態，提高頂替效率應用實例 鄭6-平9井固井施工鄭6區塊是以潛山構造為主的裂縫型油氣藏篩管完井工藝：鉆至A靶點時先下入技術套管，水平井段主要采用懸掛篩管完井技術套管分級注水泥工藝 分級箍下至A點附近，減少一級固井的液柱壓力，并為二級固井提供支撐。潛在的風險：分級箍不能正常工作井漏鄭6-平9井固井施工原因分析：分級箍在下入過程中受套管剛度的影響，打開套或關閉套抗彎曲強度低，在彎曲井段易發生變形，影響正常工作機械打開式分級箍，打開塞不能正常到位一級封固段偏短，不利于形成足夠的支撐能力，易導致二級井漏工藝改進：分級箍位置確定在井眼規則、巖性致密井段減少一級固井封固長度，避免過高的水泥漿液柱壓力避免過短的封固段由于膠結質量差，引發二級固井井漏降低分級箍在彎曲井眼內發生變形的可能。鄭6-平9井固井施工基本數據：井號：鄭6-平9鉆頭尺寸：311.2mm 完鉆井深：1246m造斜點：867m 水平位移：290.73m最大井斜：80.49 位置：1244m 套管尺寸：244.5mm 套管下深：1244.10m分級箍位置：898.24m 一級封固段長：392m 二級封固段長：898m鄭6-平9井244.5mm技術套管固井KOP：867m分級箍：898.24m121/4鉆頭1246m95/8”套管1244.10m鄭6-平9井固井施工施工過程：一級固井：注驅油型隔離液8m3注水泥漿4m3，密度1.65~1.70g/cm3，排量20l/s注水泥漿13m3，密度1.85~1.90g/cm3，排量25l/s釋放一級碰壓塞，注壓塞液2m3替鉆井液46.7m3，排量30l/s，壓力0~3MPa碰壓10MPa頂壓12MPa，打開分級箍循環孔開泵循環，循環出多余水泥漿2m3候凝24h，準備二級固井鄭6-平9井固井施工二級固井：注驅油型隔離液8m3注水泥漿6m3，密度1.65~1.70g/cm3，排量20l/s注水泥漿39m3，密度1.87~1.92g/cm3，排量25l/s釋放關閉塞，注壓塞液2m3替鉆井液33.5m3，排量30l/s，壓力0~7MPa碰壓10MPa頂壓12MPa，關閉分級箍循環孔候凝五、認識和建議影響水平井固井質量的主要因素是頂替效率難以提高原因：穿越地層的巖性鉆井液性能軌跡控制工藝不利條件：井眼平滑程度差井壁穩定性差井徑不規則建議：優化鉆井液性能設計合理的井身軌跡提供規則井眼維護井壁穩定六、水平井固井技術研究方向水平井開發的油藏類型日趨多樣化在深井、大位移、長水平段的