论文部分内容阅读
摘要：胜坨油田是开发五十多年的老油田，经过多次加密钻井、高压注水、高强度开采，综合含水率已达96%以上，纵向上形成了高压低渗、低压高渗、异常高压、欠压和低压漏失、多压力层系共存的局面，给调整井固井带来了许多技术难题。另外地下水矿化度高，对套管腐蚀严重，为保护套管，水泥浆要返至地面，这就造成了长封固段、大水泥量固井施工，增加了压漏地层、污染油层、蹩泵低返等事故的风险。为满足油田高效开发，必须保证固井质量，通过分析原因，优化固井设计，采用新工艺新水泥浆体系，取得了较好的效果。
关键词：老油田;调整井;固井技术;水泥浆体系
胜利油田的胜坨油田是开发历程最长、产油最多的老油田，从明化镇组地层至3沙四段，中间夹杂着93个小层，有的厚有的薄，主力油层在沙二段，厚度近900m，包含了十几个砂层组。50年来，一直采用大段合采合注方式开发，经过高强度的持续开发，该油田采收率已超过40%，可采储量采出程度达到92%以上，综合含水率已达96%以上。老油田调整挖潜对象转向非主力薄差层、厚层顶部和层内韵律层。要求不仅要搞好层间封隔，更要搞好第二界面固井质量。
1 存在的主要技术难题
（1）长期开采注水生产的影响
长期注水开采，纵向上形成了高压低渗、低压高渗、异常高压、欠压和低压漏失、多压力层系共存的局面。
（2）多套压力层系的影响
多套压力层系共存且安全窗口低是最棘手的难题，采取针对高压层的措施，会引起井漏，采取针对漏失层措施，因高压压不稳而造成窜槽，平衡点难以掌握，平衡压力固井设计难以实施。
（3）老区开发复杂性的影响
经过多年的开采，新钻井多为调整开发方案措施实施井，主要是剩余油挖掘和注水井，而剩余油多存在于支离破碎的低序级复杂断层、微断层夹角和厚度薄、稳定性差、横向延伸较短的储层韵律段及层内夹层以及在优势通道顶部渗流较弱区域，利用复杂结构井和特殊工艺开发，这就对固井工艺、工具、水泥浆体系和配套技术提出了更高的要求。
（4）地下水或动态干扰的影响
水泥浆凝固期间，临井与之相关层系的注采状态直接影响到水泥环的封固质量。短时间内，即使停注停采，也存在动态的干扰，实验证明：地下的动态渗流以及地下水矿化度对水泥浆与界面的胶结和对水泥石的腐蚀都具有较大的影响。
（5）射孔和压裂的影响
选择高能射孔弹;对于低渗透油层需要高压压裂。聚能弹射孔作业时产生的强大应力波，会造成水泥环内部断裂或胶结界面脱开，层间发生窜通。
2 固井技术措施
采取如下对策：（1）停采停注，为水泥浆凝固创造一个静态或者稳定的环境。（2）补水增压，防止漏失，防止钻井过程中形成厚滤饼或虚滤饼。（3）选择适合地层岩性和油藏类型的钻井液体系，改善界面胶结环境，优选钻井参数，为固井提供一个良好的井身质量。（4）针对地下水对套管和水泥石的腐蚀性，选择使用抗盐、抗腐蚀的水泥浆体系。（5）根据水泥浆的收缩特性，选择使用膨胀水泥浆体系，改善收缩并增大结构应力，进一步压实界面，提高界面胶结强度。（6）为满足高能射孔和高压压裂防水泥石碎裂的要求，选择使用柔性微膨胀抗冲击水泥浆体系。（7）在保证井下安全、井壁稳定的情况下，选择界面活性冲洗液的数量和冲刷流速，冲掉虚滤饼;选择使用界面增强隔离液，通过润湿反转改变滤饼电性，通过与滤饼发生化学反应，提高滤饼强度，增强水泥浆与滤饼的胶结质量。（8）针对剩余油开发采用的新钻井技术和新完井工艺，优选各种特殊工具和施工装备，确保工艺成功和固井顺利。
3 实施
3.1 制定针对性措施 针对高压低渗、低压高渗、异常蹩压、多套压力共存等情况，合理确定与钻井相关层系的泄压和补偿的时机。与之相关层系500～1500m之内的注水井开钻至固井后24小时停注，300～500m之内采油井在钻开油层之前至固井后12小时停采。
3.2 确保井身质量 优化钻井井身结构设计，优选钻井液体系，在保证井下安全的情况下，低粘、低切、低密度，控制失水，改善泥饼质量。优选钻头和钻井参数，控制井眼扩大率和井眼轨迹，井径规则。发生漏失要承压堵漏，为固井创造一个良好的井眼条件。
3.3 提高顶替效率 计算确定扶正器的加放间距和数量，确保套管居中度大于67%;下套管之前通井、固井之前调整钻井液性能;使用性能良好的冲洗液和加重的隔离液;有条件应当活动套管;在井径扩大率超标井段加放旋流发生器。
3.4 优化固井设计 在停采停注、泄压补压的基础上，进行平衡压力固井设计，采用针对性的固井工艺和水泥浆体系。选择管外封隔器、旋流发生器等特殊工具和抗窜、防漏、微膨胀、低失水、韧性等水泥浆体系[1] [2]。
3.4.1 封隔器辅助封隔技术[3]在不同渗透率、不同压力等级的油气层之间，加放管外封隔器、水泥浆充填封隔器或遇油遇水膨胀封隔器，阻断漏失或窜通的通道，保证层间密封和有效开采。
3.4.2 特殊工艺完井固井技术 [4]跨断层水平井、阶梯水平井、绕水锥水平井、侧钻水平井、三维绕障多靶点聪明井、鱼骨状分支井。固井选用：射孔完井固井、尾管完井固井、筛管顶部注水泥、封隔器辅助完井固井、筛管分段完井选择性固井工艺等。
3.5 采用多功能水泥浆体系。水泥浆具有防漏、防窜、防腐、增韧、低失水、微膨胀、早强等功能，选择：低密度水泥浆体系、复合纤维增韧防漏微膨胀体系等。
4 實施与效果
胜坨老区开发井，运用了各种技术措施和配套的固井工艺技术：采用了封隔器完井、水平井筛管顶部注水泥、选择性完井固井等工艺;对于漏失井和要求返至地面的长封固段井，采用了低密度+防漏水泥浆体系;水窜或地层干扰的井，采用了早强快凝水泥浆体系;高压井采用了三凝防窜微膨胀水泥浆体系;剩余油开发应用了水平井精密滤砂筛管、封隔器辅助完井、免钻一体式筛管顶部注水泥等配套的固井工艺和多功能的水泥浆体系，保证了固井质量，一界面固井质量优良率达到95.3%，二界面固井质量合格率达到86.4%。实现了不同压力层系之间有效封隔，满足了老油田调整井精细开采和有效开发要求。
5 结论
（1）老油田开发，针对老油田开发后期存在的一系列技术难题，研究并采用适合油藏特征和剩余油复杂性的钻井、完井、固井新工艺新技术，才能最大限度地提高采收率。
（2）良好的井身质量和稳定的水泥浆凝结环境是保证固井质量的前提。
（3）采用复合多功能水泥浆体系是解决复杂难题的重要措施，多种外加剂配伍的混配质量、均匀的水泥浆密度、较高的顶替效率、优良的装备、缜密的生产组织、连续的固井施工是优良固井质量的保证。
（4）良好的水泥层间封隔质量和界面胶结质量是保证复杂油藏有效开采的关键。
参考文献：
[1]刘铮，张宏军，刘传仁等。复合纤维水泥浆体系在川东北钻井承压堵漏中的应用[J]。钻采工艺，2007，30（6）116-118。
[2]俞然刚。解决油井水泥失水收缩的措施[J]。石油钻探技术，2000，28（2）：27～28。
[3]孔涛，赵建新，张宏军等。ECP在完井固井工艺中的应用与分析[J]。石油钻采工艺，2010，32（5）：48-52。
[4]张宏军，杨立明。复杂断块油藏立体开发钻井完井优化技术[J]。石油钻采工艺，2010，32（6）：38-41。
作者简介：王钦华，工程师，毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业 ，现在东营大明石油工程科技开发有限责任公司从事固井技术工作。
东营大明石油工程科技开发有限公司 山东东营 257000
关键词：老油田;调整井;固井技术;水泥浆体系
胜利油田的胜坨油田是开发历程最长、产油最多的老油田，从明化镇组地层至3沙四段，中间夹杂着93个小层，有的厚有的薄，主力油层在沙二段，厚度近900m，包含了十几个砂层组。50年来，一直采用大段合采合注方式开发，经过高强度的持续开发，该油田采收率已超过40%，可采储量采出程度达到92%以上，综合含水率已达96%以上。老油田调整挖潜对象转向非主力薄差层、厚层顶部和层内韵律层。要求不仅要搞好层间封隔，更要搞好第二界面固井质量。
1 存在的主要技术难题
（1）长期开采注水生产的影响
长期注水开采，纵向上形成了高压低渗、低压高渗、异常高压、欠压和低压漏失、多压力层系共存的局面。
（2）多套压力层系的影响
多套压力层系共存且安全窗口低是最棘手的难题，采取针对高压层的措施，会引起井漏，采取针对漏失层措施，因高压压不稳而造成窜槽，平衡点难以掌握，平衡压力固井设计难以实施。
（3）老区开发复杂性的影响
经过多年的开采，新钻井多为调整开发方案措施实施井，主要是剩余油挖掘和注水井，而剩余油多存在于支离破碎的低序级复杂断层、微断层夹角和厚度薄、稳定性差、横向延伸较短的储层韵律段及层内夹层以及在优势通道顶部渗流较弱区域，利用复杂结构井和特殊工艺开发，这就对固井工艺、工具、水泥浆体系和配套技术提出了更高的要求。
（4）地下水或动态干扰的影响
水泥浆凝固期间，临井与之相关层系的注采状态直接影响到水泥环的封固质量。短时间内，即使停注停采，也存在动态的干扰，实验证明：地下的动态渗流以及地下水矿化度对水泥浆与界面的胶结和对水泥石的腐蚀都具有较大的影响。
（5）射孔和压裂的影响
选择高能射孔弹;对于低渗透油层需要高压压裂。聚能弹射孔作业时产生的强大应力波，会造成水泥环内部断裂或胶结界面脱开，层间发生窜通。
2 固井技术措施
采取如下对策：（1）停采停注，为水泥浆凝固创造一个静态或者稳定的环境。（2）补水增压，防止漏失，防止钻井过程中形成厚滤饼或虚滤饼。（3）选择适合地层岩性和油藏类型的钻井液体系，改善界面胶结环境，优选钻井参数，为固井提供一个良好的井身质量。（4）针对地下水对套管和水泥石的腐蚀性，选择使用抗盐、抗腐蚀的水泥浆体系。（5）根据水泥浆的收缩特性，选择使用膨胀水泥浆体系，改善收缩并增大结构应力，进一步压实界面，提高界面胶结强度。（6）为满足高能射孔和高压压裂防水泥石碎裂的要求，选择使用柔性微膨胀抗冲击水泥浆体系。（7）在保证井下安全、井壁稳定的情况下，选择界面活性冲洗液的数量和冲刷流速，冲掉虚滤饼;选择使用界面增强隔离液，通过润湿反转改变滤饼电性，通过与滤饼发生化学反应，提高滤饼强度，增强水泥浆与滤饼的胶结质量。（8）针对剩余油开发采用的新钻井技术和新完井工艺，优选各种特殊工具和施工装备，确保工艺成功和固井顺利。
3 实施
3.1 制定针对性措施 针对高压低渗、低压高渗、异常蹩压、多套压力共存等情况，合理确定与钻井相关层系的泄压和补偿的时机。与之相关层系500～1500m之内的注水井开钻至固井后24小时停注，300～500m之内采油井在钻开油层之前至固井后12小时停采。
3.2 确保井身质量 优化钻井井身结构设计，优选钻井液体系，在保证井下安全的情况下，低粘、低切、低密度，控制失水，改善泥饼质量。优选钻头和钻井参数，控制井眼扩大率和井眼轨迹，井径规则。发生漏失要承压堵漏，为固井创造一个良好的井眼条件。
3.3 提高顶替效率 计算确定扶正器的加放间距和数量，确保套管居中度大于67%;下套管之前通井、固井之前调整钻井液性能;使用性能良好的冲洗液和加重的隔离液;有条件应当活动套管;在井径扩大率超标井段加放旋流发生器。
3.4 优化固井设计 在停采停注、泄压补压的基础上，进行平衡压力固井设计，采用针对性的固井工艺和水泥浆体系。选择管外封隔器、旋流发生器等特殊工具和抗窜、防漏、微膨胀、低失水、韧性等水泥浆体系[1] [2]。
3.4.1 封隔器辅助封隔技术[3]在不同渗透率、不同压力等级的油气层之间，加放管外封隔器、水泥浆充填封隔器或遇油遇水膨胀封隔器，阻断漏失或窜通的通道，保证层间密封和有效开采。
3.4.2 特殊工艺完井固井技术 [4]跨断层水平井、阶梯水平井、绕水锥水平井、侧钻水平井、三维绕障多靶点聪明井、鱼骨状分支井。固井选用：射孔完井固井、尾管完井固井、筛管顶部注水泥、封隔器辅助完井固井、筛管分段完井选择性固井工艺等。
3.5 采用多功能水泥浆体系。水泥浆具有防漏、防窜、防腐、增韧、低失水、微膨胀、早强等功能，选择：低密度水泥浆体系、复合纤维增韧防漏微膨胀体系等。
4 實施与效果
胜坨老区开发井，运用了各种技术措施和配套的固井工艺技术：采用了封隔器完井、水平井筛管顶部注水泥、选择性完井固井等工艺;对于漏失井和要求返至地面的长封固段井，采用了低密度+防漏水泥浆体系;水窜或地层干扰的井，采用了早强快凝水泥浆体系;高压井采用了三凝防窜微膨胀水泥浆体系;剩余油开发应用了水平井精密滤砂筛管、封隔器辅助完井、免钻一体式筛管顶部注水泥等配套的固井工艺和多功能的水泥浆体系，保证了固井质量，一界面固井质量优良率达到95.3%，二界面固井质量合格率达到86.4%。实现了不同压力层系之间有效封隔，满足了老油田调整井精细开采和有效开发要求。
5 结论
（1）老油田开发，针对老油田开发后期存在的一系列技术难题，研究并采用适合油藏特征和剩余油复杂性的钻井、完井、固井新工艺新技术，才能最大限度地提高采收率。
（2）良好的井身质量和稳定的水泥浆凝结环境是保证固井质量的前提。
（3）采用复合多功能水泥浆体系是解决复杂难题的重要措施，多种外加剂配伍的混配质量、均匀的水泥浆密度、较高的顶替效率、优良的装备、缜密的生产组织、连续的固井施工是优良固井质量的保证。
（4）良好的水泥层间封隔质量和界面胶结质量是保证复杂油藏有效开采的关键。
参考文献：
[1]刘铮，张宏军，刘传仁等。复合纤维水泥浆体系在川东北钻井承压堵漏中的应用[J]。钻采工艺，2007，30（6）116-118。
[2]俞然刚。解决油井水泥失水收缩的措施[J]。石油钻探技术，2000，28（2）：27～28。
[3]孔涛，赵建新，张宏军等。ECP在完井固井工艺中的应用与分析[J]。石油钻采工艺，2010，32（5）：48-52。
[4]张宏军，杨立明。复杂断块油藏立体开发钻井完井优化技术[J]。石油钻采工艺，2010，32（6）：38-41。
作者简介：王钦华，工程师，毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业 ，现在东营大明石油工程科技开发有限责任公司从事固井技术工作。
东营大明石油工程科技开发有限公司 山东东营 257000