套管固井施工技术与设计

王艳青

胜利石油工程有限公司固井技术服务中心技术研究所，山东 东营 257000

作者简介：王艳青，男，河北省景县人，大学本科，工程师，专业方向：石油工程。

摘要：结合某预探井井身结构及套管程序等基本资料，结合固井目的及工艺，分析了固井难点，明确了重点固井技术措施，对套管固井施工进行了设计，并落实固井井控作业要求，以确保本井固井施工顺利完成。

关键词：固井技术；套管固井；设计

某预探井属于直井，三开设计井深：3950m，三开实际井深：4012m，三开完钻层位：沙四；三开设计套管下深：3947m。本井最大井斜6.04^o，方位223.5 ^o，井深4000m。

1.井身结构及套管程序

2固井目的及工艺

固井目的：封固600~4012m套管环空井段，为下步钻井作业提供保障。

固井工艺：采用常规固井工艺，全井下入139.7mm套管。

3固井难点分析

井底地层承压能力未知，固井水泥浆返到600m相比完钻时环空压力增加较多，存在压漏地层的风险。本井封固段约3412m，注水泥浆量和替浆量较大，固井施工时间较长，水泥浆运移过程中容易脱水提前稠化，引发憋泵或者其他复杂情况。井底温度高，水泥浆返地面，上下温差大，对水泥浆抗高温、稠化、强度、流变等性能要求高。该井下部采用抗高温胶乳体系封固目的层，在注替过程中易变稠增大现场施工压力，导致憋泵、留水泥塞等后果。复合盐钻井液与水泥浆配伍性差，容易污染稠化造成憋堵。

4重点固井技术措施

4.1防窜措施

该井采用三凝水泥浆体系分段候凝，压稳地层。三凝界面为3200 m、3600m.尾浆3600-4012m采用抗高温胶乳水泥浆体系，缩短静胶凝强度过渡时间，提高水泥石的塑性和防窜能力，密度控制在1.88-1.93g/cm³，封固目的层段，防止油气上窜及层间互窜，提高固井质量；中间浆3200-3600m采用抗高温降失水水泥浆体系，增强压稳效果，密度控制在1.88-1.93g/cm³；领浆600-3200m采用中温低密度粉煤灰水泥浆体系，兼顾在保证能够压稳地层的前提下，减小环空液柱压力，防止压漏上部地层，密度控制在1.50-1.60g/cm³；做好压稳计算，确保固井全过程及侯凝期间压稳油水层。

提高顶替效率技术措施。优选前置液体系，确保紊流接触时间大于10分钟，提高界面胶结质量；合理安放套管扶正器，确保套管的居中度；套管到位先小排量顶通，逐渐提高到正常排量后，调整钻井液性能，在保证井壁稳定的情况下，尽量降低钻井液粘切，提高顶替效率，建议降钻井液粘度为50S左右。采用双泵车注水泥浆，注灰排量≥1.5m³/min，提高顶替效率。采用井队大泵替泥浆，替浆排量≥1.7m³/min，根据井口压力合理调整注替排量。但所有施工排量不能大于固井前循环最高排量；

4.3 防污染措施

做好水泥浆、前置液、钻井液的相融实验，确保施工安全；做好不同水泥浆体系的掺混实验；

4.4防漏技术措施

下套前认真做好堵漏工作，做好地层承压实验，保证地层承压能力；严格控制套管下放速度，避免激动压力压漏地层，每根套管纯下放时间不少于30s，送入钻具每柱不少于90s，及时灌浆并观察返浆情况；套管到位先循环两周以上,井眼循环干净且泵压稳定，防止施工过程中因环空不畅而压漏地层；

4.5其它技术措施

下完套管后，测量循环周，核实水泥浆量；施工前用原井浆配置预处理钻井液，确保入井不少于10方；井队准备密度1.60g/cm³的重浆，确保入井不少于40方，在替浆中期开始泵入，减少井口的施工压力，保证施工安全。同时能够实现大排量顶替，提高顶替效率；井队备足固井用水不少于180方，水质和取样水相同；替浆采用量罐、流量计和累计泵冲共同计量，三者比较，确保顶替量准确。固井施工前，领浆、中浆及尾浆水泥分别进行取样存留；至少准备3个清水罐、清好罐不能有影响水泥侯凝时间的氯离子残留；候凝时间48h。

5套管设计

5.1管串结构（由下至上）

5.2扶正器安放位置：（自下而上）扶正器设计表

6固井井控作业

下套管前更换与套管尺寸一致的闸板芯子，并试压合格。井口装置应达到能关闭套管与井眼环空的要求，确保下套管过程井控安全。应明确坚持“三压稳”原则，即固井前的压稳、固井过程中的压稳和候凝过程中水泥浆失重时的压稳。下套管和固井前应压稳地层，油气上窜速度小于10m/h，固井前应确定井眼承压能力。对漏失井段，应在下套管前认真堵漏，直至达到固井设计要求。储备足够的钻井液和加重材料，加重钻井液的密度可高于设计的要求。注水泥施工前，进出口钻井液密度应一致，进出口钻井液密度差应小于0.02g/cm³；下套管过程中应按要求及时灌注钻井液，下套管中途或下完套管后循环，灌满钻井液后再开泵循环。注水泥浆过程连续监控施工情况，对钻井液进行回收计量，并做好记录，若发现异常应及时采取对应的技术措施。候凝时间不低于48小时，且必须等水泥石强度达到设计要求才能进行下步作业。下套管、固井作业及候凝期间，固井队应要求钻井公司、泥浆公司、录井公司坚持三岗联坐，观察、记录钻井液的返出情况和泥浆池液面变化情况，发现异常情况及时报告钻井队当班司钻，及时采取对应的技术措施。现场固井井控工作服从钻井队管理，固井队的应急措施应纳入钻井队的应急措施，如发生井喷或硫化氢浓度超标，固井队应按钻井队的应急措施统一行动。