胜利石油工程有限公司固井技术服务中心固井技术研究所，山东 东营 257000
摘要：某井构造位于济阳坳陷沾化凹陷孤北潜山带中部，属一口预探定向井，四开设计井深：5008m，四开完钻井深：4953m，四开完钻层位：奎山段，套管下深：4952m。固井水泥浆施工重点是压稳、防漏和提高顶替效率。
关键词：固井技术；水泥浆；施工设计
表1 井身结构及套管程序
开钻 次序 | 钻头尺寸井深 mmm | 套管尺寸下深 mmm | 钢级 | 壁厚 mm | 扣型 | 封固井段 m |
一开 | 444.5204.5 | 339.7204.17 | J55 | 9.65 | 短圆 | 0-204.5 |
二开 | 311.22572 | 244.52571.95 | P110/P110T | 11.99 | 长圆/TPCQ | 0-2572 |
三开 | 215.9×4487 | 177.8（2422-4486） | P110/P110T | 10.36 | TPCQ | 2422-4487 |
四开 | 152.4×4953 | 114.3（4335-4952） | P110 | 8.56 | TPCQ | 4335-4952 |
2.1水泥浆用量（裸眼段按钻头尺寸5%附加）
名称 | 项目 | 封固井段(m) | 套管外径 mm | 井眼直径 mm | 单位环容 l/m | 段长 m | 段容积 m³ | |
自 | 至 | |||||||
水泥浆 | 重叠段 | 4335 | 4487 | 114.3 | 157.08 | 9.09 | 152 | 1.38 |
裸眼段 | 4487 | 4953 | 114.3 | 160.35 | 9.93 | 466 | 4.63 | |
管内水泥塞 | 4922 | 4952 | 114.3 | 97.18 | 7.41 | 30 | 0.23 | |
合计 | 6.24 | |||||||
2.2水泥浆体系设计
名称 | 封固井段 （m） | 计算量 （m³） | 设计量 （m³） | 体系名称 | 设计密度（g/cm3） |
领浆 | 超返量 | | 3.0 | 低密高强 | 1.45 |
尾浆 | 4335～4953 | 6.27 | 7.0 | 低密高强 | 1.50 |
合计 | 618 | | 10.0 | 注：附加约3.5m³。 | |
为保证悬挂器喇叭口固井质量，领浆附加3.5方，钻杆与上层套管环空容积为11.26l/m占环空长度约为355米，在244.5mm套管内和127mm钻具环容为25.5l/m，环空高度约为157m。
2.3前置液及保护液设计
液体类型 | 密度g/cm³ | 所占高度m | 体积m³ |
前置液（冲洗型） | 1.05 | 302 | 3.0 |
前置液（隔离型） | 1.05 | 201 | 2.0 |
3水泥浆设计
3.1水泥浆试验要求
试验水质：现场水 | 水泥类型：齐银G级 |
试验条件：140℃×60MPa | 升温升压时间：70min |
3.2水泥浆性能要求
领浆
性能 | 低密高强体系 |
密度（g/cm3） | 1.45 |
稠化时间（min） | 280-400 |
API滤失量 （ml） | <100 |
游离液（%） | <0.4 |
初始稠度（BC） | <20 |
尾浆
性能 | 低密高强体系 |
密度（g/cm3） | 1.50 |
稠化时间（min） | 150-200 |
API滤失量 （ml） | <50 |
游离液（%） | <0.4 |
48小时抗压强度MPa（152℃，58MPa） | >14.0 |
初始稠度（BC） | <30 |
3.3相容性试验要求
试验条件
试验条件：140℃×60MPa | 升温升压时间：70min |
钻井液、前置液、水泥浆相容性试验
混合流体（体积比） | 稠化时间（min） | |
领浆：钻井液：前置液 | 1:1:1 | ≥300 |
领浆：钻井液 | 1:1 | ≥320 |
领浆：前置液 | 7:3 | ≥300 |
水泥浆试验
4水泥浆施工技术措施
4.1压稳
做好压稳计算，确保固井全过程及侯凝期间地层压稳；候凝期间，根据水泥浆稠化和胶凝时间，环空适当加压保证压稳。拔出中心管循环出附加水泥浆后，大排量循环钻井液6小时以上，关井观察井口，保证在尾浆失重情况下的压稳。
4.2防漏
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。调整好前置液和水泥浆流变性能，降低流动阻力，降低固井漏失风险。固井施工过程控制注替排量不大于循环排量，做到施工连续，减少停顿和压力波动。拆掉悬挂器卡瓦，增大过流面积，减低流动阻力，防止漏失。
4.3提高顶替效率
固井前调整钻井液性能，在确保井下正常的前提下降低钻井液的粘切。采用冲洗+隔离型前置液，有效隔离钻井液与水泥浆，同时具有较好的冲洗和顶替效果。设计附加2.5m³水泥浆（领浆），增加水泥浆接触时间，提高顶替效率。
4.4其他措施
送入钻具用两个标准通井规通径，（127mm专用；101.6mm专用）下完套管后，测量循环周，核实水泥浆量；替浆前期采用钻井液顶替，使尾管内以及悬挂器以上300m钻杆内用清水充填，保证拔出中心管后循环期间超返水泥浆不会被钻井液污染；替浆采用量罐、流量计和累计泵冲共同计量，以量罐为主，确保顶替量准确。
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