胜利油田深探井固井技术难点与对策

第４ｌ卷第３期　石　油　钻　探　技　术　Ｖｏ１．４１　Ｎｏ．３　２０１３年５月　ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭ　ＤＲＩＬＬＩＮＧ　ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ　Ｍａｙ．２０１３　．．钻井完井　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—０８９０．２０１３．０３．０１４　胜利油田深探井固井技术难点与对策　隋　梅　（中石化胜利石油工程有限公司技术装备处，山东东营２５７００１）　摘要：针对胜利油田深探井固井面临地层压力层系多、井壁稳定性差、高温、高压等复杂地质条件，固井施工　工艺复杂，压稳、防漏难度大，固井工具可靠性差，导致固井质量合格率偏低等问题，通过系统分析固井技术难点及　其主要影响因素，研究了配套的深探井固井工艺技术。针对深探井高温、高压条件下进行固井施工时防窜、防漏等　的需要，研制了高温水泥浆、晶格膨胀水泥浆、低密度高强度水泥浆、防窜抗渗水泥浆等４种水泥浆体系；通过压稳　设计分析、钻井液性能调整、前置液优选、高压井防窜、固井工具优选等，研究了具有针对性的固井技术措施。２０１２　年，该深探井固井工艺技术在胜利油田６１口井进行了现场应用，结果表明，固井质量得到明显提高，其中第二界面　固井质量合格率由之前的４Ｏ　～５Ｏ％提高到８２　。实践证明，综合配套的深探井固井工艺技术能够满足该油田　深探井固井施工需要。　关键词：探井高温高压固井水泥浆胜利油田　中图分类号：ＴＥ２５６　．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—０８９０（２０１３）０３—００７３—０７　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｎ　Ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｄｅｅｐ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｗｅｌｌｓ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｓｕｉ　Ｍｅｉ　（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｉｎｏｐｅｃ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎ—　ｄｏｎｇ，２５７００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｄｅｅｐ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍａｊ　ｏｒ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ．ｔｏ　ｄｅａｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａ１　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｌｉｋｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｓｔｒａｔａ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｏｏｒ　ｂｏｒｅｈｏｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｈｉｇｈ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｉｎ　ｓｔａｂｌｅ　ｋｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｅａｋａｇｅ－ｐｒｏｏｆ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ　ｒａｔｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｐｏｏｒ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｏｏｌｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，Ｒ＆Ｄ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ，ｌａｔｔｉｅｅ　ｄｉｌａｔａｔｉｏｎ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ，ｌＯＷ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ　ａｎｄ　ａｎ—　ｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ／ａｎｔｉ—ｌｅａｋｉｎｇ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ，ｈａｖｅ　ａｌｓｏ　ｂｅｅｎ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｔｏ　ｄｅａｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｎｅ－　ｌｉｎｇ／ｌｅａｋｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｏｆ　ＨＴＨＰ　ｄｅｅｐ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓｔａｂｌｅ　ｋｉｌｌｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｆｌｕｉｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｄｊ　ｕｓｔｍｅｎｔ，ｐｒｅ－ｆｌｕｓｈ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗｅｌｌｓ　ａｎｄ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｏｏｌ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．，ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｃａ１　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔａｒｇｅｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｏｓｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｎｏｔｅｄ　ａｂｏｖｅ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｗｏｒｋｅｄ　ｏｕｔ，ａｎｄ　ｗｉｄｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｉｆｅｌｄ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｄｅｅｐ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｈａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　４０　一５０　ｔｏ　８２　．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｄｅｅｐ　ｅｘ—　ｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌ１　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　ｗｅｌｌ；ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ；ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ；Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌ—　ｆｉｅｌｄ　经过５０余年的勘探开发，胜利油田目前已转入　以断块油气藏和岩性油气藏为主的勘探阶段，其主　收稿日期：２０１２—１０—３１；改回日期：２０１３—０４—２４。　作者简介：隋梅（１９７Ｏ一），女，山东东营人，１９９１年毕业于胜利　要勘探开发区域——济阳坳陷中、浅层的资源探明　石油学校钻井专业，２００８年毕业于石油大学（华东）石油工程专业，　程度已达５Ｏ　９／６以上，属中、高勘探程度区，该区域深　工程师，主要从事钻井工程技术管理工作。　层（指３　５００　ｍ以深的目标层位，包括沙４段和孔店　联系方式：（Ｏ５４６）８７１３２３Ｏ，ｓｕｉｍｅｉ．ｓｌｙｔ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｒｎ。　石　油　钻　探　技　术　ｌ　２　ＬＩＩ）Ｉ／趟媾　３　４　５　组、中生界、古生界和太古界地层）已成为新增地质　储量的重要层段。在勘探过程中，深探井（指深层油　口，占３９．３４　９／６；发生井涌的有８口，占１３．１１　；这　些复杂情况的出现给固井质量带来了严重影响。　１．２地温梯度高且变化较大　随着勘探深度的不断加大，较高的井底温度对　固井作业也会产生一定影响。根据７０３口井１　５３８　目《趟醛　个试油温度数据统计＿３］，济阳坳陷地温梯度平均为　１　２　３　４　５　气探井）固井面临着地层压力层系多、井壁稳定性　差、高温、高压等复杂地质条件［１］，固井施工工艺复　杂，压稳、防漏难度大，固井工具可靠性差，导致固井　质量合格率偏低，特别是固井第二界面合格率仅为　４０　～５Ｏ　，严重影响了勘探试油效果和油气储量　评价结果。为此，笔者深入分析了胜利油田深探井　３．５５℃／１００ｍ，总体高于国内大部分盆地的地温梯　度；而且，济阳坳陷不同地区、不同井深的地温梯度　固井技术难点，提出了技术对策，以提高该油田深探　井的固井质量。　１深探井固井技术难点　１．１地质情况复杂　济阳坳陷包括东营凹陷、沾化凹陷、车镇凹陷和　惠民凹陷，其中东营凹陷、沾化凹陷和车镇凹陷的古　近系一新近系地层多异常高压。东营凹陷、沾化凹　陷地层压力与埋深的关系如图１所示。　地层压力ｆＩＶ［Ｐｆｌ　地层压力ｆ［Ｖ［ｅａ　０　２０　４０　６０　８０　０　２０　４０　６０　８０　＼。。。一毒。　　．　一静　‘　（ａ）东营凹陷　：繁　（ｂ）沾化凹陷　图１东营凹陷和沾化凹陷地层压力与埋深关系　Ｆｉｇ，．１　Ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｖｓ．ｂｕｒｉａｌ　ｄｅｐｔｈ　ｉｎＤ啪　Ｓａｇ　ａｎｄＺｈａｎｈｕａＳａｇ　从图１可以看出，２　０００　ｉｎ（相当于沙３段）以　深，随着埋深增加，地层压力逐渐偏离静水压力，且　常压与超压并存（以超压为主），压力窗口窄，导致在　同一裸眼段存在多套压力层系，上涌下漏或上漏下　涌并漏涌共存，固井工艺和水泥浆体系难以同时满　足保证固井质量的需要，造成高压油气上窜和低压　层漏失［２　；另外，深井钻遇的地层层系多而且复杂，　有易水化的泥岩、疏松砂岩、易剥蚀的碳质页岩及砾　石，部分区块地层含有高压盐水或膏岩、盐岩等，这　都给钻井、固井施工带来较大影响。２０１２年，胜利　油田共钻深探井６１口，钻井中发生漏失的井有２４　变化也较大［５　］。　地层地温梯度高对固井施工带来的影响主要表　现在２个方面：１）钻井液、水泥浆体系稳定性变差，　水泥将体系不能完全适合高温和大温差（上下温差　大于６Ｏ℃）、长封固段固井；２）对固井工具、附件的　抗高温性能提出了更高要求。　另外，对比发现，深井高温井段的固井质量比中　深井段差，特别在井深超过３　５００　ｍ、井底静止温度超　过１３０℃后，固井质量有明显变化。例如，ＳＨＫ１、　ＳＦＳＨ４、ＳＸＬＳＨ１、ＳＨ１４、ＳＹ２３、ＳＢ６８１和ＳＬ７６等　井的井底静止温度都超过１３０℃，固井施工正常，但　下部井段固井质量却都较差；特别是ＳＬ７６井，声幅　曲线显示下部水泥封固段无水泥，而该井施工中并　未发生井漏等异常问题。　１．３高压油气窜的影响严重　胜利油田深井大多采用长裸眼井身结构，固井　后受高压油气窜的影响大；另外，对探井地层压力系　数掌握不准确，部分地区存在异常压力，水泥浆候凝　期间能否压稳油层也存在不确定性，影响到固井质　量。２０１１年施工的２８口高温深井统计分析结果　表明，平均井深３　９５２　ｍ，完钻钻井液密度平均为　１．７６　ｋｇ／Ｌ，固井二界面合格率仅为２８．６　。　１．４井眼易失稳　探井钻井周期长，期间需要进行取心、中途测试　及其他资料的获取工作，井壁受到钻井液浸泡时间　长，井壁掉块和坍塌现象严重，在重点封固段易形成　“大肚子”井眼和“锯齿状”井壁，顶替过程中该处钻　井液滞留，影响固井质量＿７］。如２０１０年，７口深探　井的目的层段井径超标，其中目的层段第二界面合　格的只有１口，合格率仅为１４．２９　。另外，探井钻　进过程中的油气上窜速度一般较高，有时需要进行　中途测试，这都会使钻井液中含有油气，井壁和套管　壁上形成油膜，导致水泥石和井壁、套管间的胶结力　第４１卷第３期　隋梅．胜利油田深探井固井技术难点与对策　降低，造成固井质量较差。　１．５完井工艺复杂　缓凝剂和抑泡剂等为主要成分，研制了高温水泥浆　体系。水泥浆配制试验中，密度、抗压强度、稠化时　间、流变性能、静失水量、自由水等参数的测定均按　照ＡＰＩ　ＲＰ　１０Ｂ中的规定程序进行。开发的高温缓　凝剂引入了磺酸基料，使该缓凝剂具有较好的耐高　探井固井时，较多地采用尾管（回接）、双级以及　其他复杂工艺，施工程序复杂，影响因素多，容易给　固井带来一定影响。例如尾管固井，尾管坐挂后喇　叭口处过流面积减小，导致注替压力高，施工中容易　造成漏失，固井质量难以保证［８］。据统计，在探井固　井施工中，尾管固井约占总固井数的３２　９／６，分级固　井或筛管顶部注水泥工艺约占９　。另外，深探井　固井施工前，井下情况一般较为复杂，有时不具备施　工条件，但由于没有更好的补救方法，只能进行强行　固井作业。如ＳＴ７６９井、ＳＴ１８１井下完套管后发生　井漏，无法建立循环（井口只进不出），由于套管发生　压差卡钻，难以实施起套管和堵漏措施，只能强行固　井，因顶替效率差、固井混浆窜槽，造成固井质量差。　１．６特殊工具失效时有发生　现场对悬挂器、分级箍等特殊工具附件缺乏必　要的检测手段，工具可靠性难以保证，直接影响到固　井施工和质量。例如悬挂器挂不住、胶塞复合不好　导致不碰压和替空、阻流环失灵无法憋压候凝等，既　影响施工安全又影响固井质量。２Ｏｌ１—２Ｏ１２年，胜　利油田采用分级固井或筛管顶部注水泥工艺固井的　探井有１５口，其中分级箍提前打开２口，未打开１　口；尾管固井３１口，悬挂器挂不住２口，浮箍失灵倒　返１口，不碰压２口。例如ＳＹ９４１井尾管固井时悬　挂器失效、碰压后浮箍失灵；ＳＧ９４６井套管完井胶　塞问题不碰压，下部替空；ＳＦ１７０井分级固井，在一　级固井施工过程中分级箍提前打开，目的层漏封，造　成重大质量事故。　２深探井固井技术对策　针对上述深探井固井技术难点，研发了不同类　型的水泥浆体系，调整了工艺技术方案及技术措施。　２．１水泥浆体系研究与开发　为满足深探井高温、高压、防窜、防漏等固井施　工的需要，重点研究了高温水泥浆、晶格膨胀水泥　浆、低密度高强度水泥浆、防窜抗渗水泥浆等４种水　泥浆体系。　２．１．１　高温水泥浆体系　以微硅粉、石英砂、铁矿粉、分散剂、降失水剂、　温、抗盐性能。缓凝剂抗高温试验结果见表１，抗盐　性能见表２。　表１缓凝剂抗高温性能试验结果　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｍ－　ａｌｌｌＣｅ　ｏｆ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　测试温度／℃　缓凝剂加量，　稠化时间／ｒｎｉｎ　初始稠度／Ｂｃ　表２缓凝剂抗盐性能试验结果　ｌｈｂｌｅ　２　Ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｓｔ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｎｍｃｅ　ｏｆ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　为合成耐高温、耐盐的优良降失水剂，采用在基　料ＡＭ这一聚合体系中引入第３种单体共聚合成　高温降失水剂，选用３一烯丙基氧基～２一羟基丙磺酸　钠（ＡＨＰＳ）、２丙烯酰胺基一２一甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）等　进行聚合，进行了水泥浆试验。加量分别为２　９／６，３　，　４　和５　９／６时，水泥浆３０　ｍｉｎ的失水量分别为６Ｏ，４２，　２８和２２　ｍＬ，而其在盐水环境中的失水量见表３。　表３盐水环境中水泥浆的失水量　Ｔａｂｌｅ　３　Ｗａｔｅｒｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙｉｎ　ｓａｌｔｗａｔｅｒ　聚合物加量，　初始稠度／Ｂｃ　失水量／ｍＬ　又在不同的温度范围内进行了高温高压试验。　在热稳定性、流变性能等满足要求的基础上，通过添　加不同量的缓凝剂、分散剂、降失水剂进行稠化时　间、失水、游离水、抗压强度试验，满足不同温度井段　的设计要求，则水泥浆体系的综合性能　见表４。　・７６・　石　油　钻　探　技　术　２０１３年５月　通过表４可以看出，该高温水泥浆体系不仅具　环空微隙，改善水泥环与套管、地层的界面胶结状　有抗高温（井底静止温度９０￣２２０℃）、抗盐、适应温　况，特别是能提高第二界面的固井质量ｍ］。　２．１．３低密度高强度水泥浆体系　差大、体系稳定性强、降失水效果好、防气窜性能强　等优点，而且水泥浆凝固后能形成致密的水泥环，满　足高温条件下的抗压强度，能够满足深井超深井的　固井需要。　根据紧密堆积理论，采用“水泥＋中空玻璃微球　珠（漂珠）＋微硅”不同粒度的颗粒级配，并配合增强　２．１．２晶格膨胀水泥浆体系　剂、降失水剂、分散剂、悬浮剂和缓凝剂，研究了密度　为Ｏ．９０４１．００　ｋｇ／Ｌ的低密度水泥浆体系。通过试　验得出不同密度下与混料的最佳比例，从而达到了水　泥石低密度高强度的目的。表５～７是以国产漂珠为　减轻材料的低密度水泥配方及强度、性能指标［１引。　水泥浆易收缩产生微间隙，从而导致二界面胶　结不好，或者形成油气窜流通道。晶格膨胀水泥浆　体系在水泥浆凝固时产生轻度体积膨胀，可以封闭　表５不同密度的低密度水泥浆体系配方　Ｔａｂｌｅ　５　Ｆｏｒｍｕｌａｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｌ＿２Ｏ　１．２５　１５．Ｏ　１５．３　１５．９　１６．５　１．３０　１．４０　１．５Ｏ　１８．２　第４１卷第３期　隋梅．胜利油田深探井固井技术难点与对策　从表５可以看出，通过调节水泥、漂珠、增强剂　之间的配比，可以配制出不同密度的低密度水泥浆　体系。从表６—７可以看出，低密度高强度水泥浆具　有稳定性好、早期强度高、候凝时间短等特点，能够　防止固井施工过程中井漏的发生。　２．１．４防窜抗渗水泥浆体系　防窜抗渗水泥浆是基于紧密堆积原理开发的。　该体系在保证良好的水泥浆流变性能的条件下，提　高单位体积水泥浆中的固相质量分数，应用与水　泥浆密度无关的较高的堆积体积分数（ＰＶＦ），增　加给定密度水泥石的抗压强度和降低水泥石的孔　隙度和渗透率。添加微硅、晶格膨胀剂和增强剂　等外加剂，使形成的水泥石渗透率降低，以获得更　好的抗渗能力。配制的防渗透水泥浆密度达到　２．０　ｋｇ／Ｌ，依然可以保持很好的流变性。该体系　与晶格膨胀剂相配合，可显著提高水泥浆体系的　防窜性能。　２．２固井技术措施　２．２．１压稳设计与施工　根据地层压力、钻井中的油气后效显示、中途测　试情况及油气上窜速度等数据资料，充分考虑水泥　浆失重影响，进行固井压稳设计与施工。一般应设　计为双凝或多凝水泥浆体系，分析各段水泥浆在胶　凝期间的静液柱压力损失，计算环空液柱压力对油　气层的压稳系数，确保水泥浆候凝期间能始终压稳　油气层，保证固井质量。　２．２．２钻井液性能调整　固井前对钻井液性能进行调整，降低钻井液的　切力、塑性黏度，降低流动摩阻，既有利于钻井液的　净化，改善泥饼质量，提高第二界面胶结质量；也有　利于在固井中提高顶替效率，防止顶替过程中泵压　过高而压漏薄弱地层。　２．２．３前置液优选　开发了黏性有效层流高抗污染前置隔离液，以　防止钻井液对水泥浆的污染。在高温高压条件下，　该隔离液具有良好的高温稳定性、流变性和高密度　的沉降稳定性，并具备抗盐水污染的能力　¨］，为高　温固井作业中有效顶替钻井液提供了充分的技术保　障。另外，在高压井中采用加重冲洗液和隔离液，利　用顶替液的密度差、动塑比差来提高顶替效率，取得　了良好效果。　２．２．４高压井防窜　１）管外封隔器与防窜抗渗水泥浆配合使用。　在高压井中高压油气层上部２Ｏ～３０　ｍ加装管外封　隔器，对于控制油气上窜具有明显效果。在高压油　气井中，选择使用了封隔式尾管悬挂器，不仅可以避　免高压油气窜通问题，而且可以解决水泥浆返高不　够或重叠段水泥胶结质量差而带来的密封失效问　题Ｅ　。　２）采用双管外封隔器隔离双油层。在钻进过　程中遇到高压油层与高压水层，或者两种不同压力　系统的层位，常规固井无法将其隔开，采用双封隔器　圈闭技术防止两层互相干扰，保证固井质量。　３）环空憋压候凝。通过从环空憋压补偿由于　水泥失重造成的液柱压降，从而防止水泥浆候凝过　程中的油气窜。　２．２．５　固井工具优选　加强工具制造过程中的质量控制和进货检验，　建立质量跟踪与反馈机制，确保特殊工具附件的可　靠性。对于高温井，根据测井、测试给出的井底温度　数据，优选抗高温工具，满足高温固井的需要。　３现场应用及效果分析　３．１典型井例　ＳＹ１８５井为胜利油田一口深深井。该井一开，　３３９．７　ｍｍ表层套管下深３５３　ｍ；二开，ｊ５２４４．５　ｍｍ　技术套管下深３　６０９　ｍ；三开，　２１５．９　ｍｍ钻头钻至　井深４　７００　ｍ，姐３９．７　１ＴＩＩｌｌ套管下深４　６９９．５　ｍ，完钻　钻井液密度１．８０　／Ｌ，油气上窜速度为２８．４　ｍ／ｈ，　井底静止温度１７０℃，循环钻井液出口温度７４℃。　３．１．１　固井施工难点　ＳＹｌ８５井属于高温、高压井，钻井液密度高；在　３　８５６　ｍ以深钻遇高压油气层，在注水泥过程中和　候凝期间，高压地层流体（气）易窜出，影响固井质　量；水泥封固段长，水泥浆失重效应加剧，易引发高　压地层流体外窜，影响水泥石胶结质量；井底静止温　度为１７０℃，高温影响水泥浆的稳定性。　・７８・　石　油　钻　探　技　术　３．１．２主要施工方案与技术措施　度１．８５　ｋｇ／Ｌ，环空高度３００　ｍ，用量１０　ｍ。。　３）水泥浆体系设计。根据地层压力及油气显　示情况进行油气层压稳设计（设计结果见表８），设　计采用双凝水泥浆体系。上部使用高流变性长稠化　时间缓凝水泥浆，以减小流动阻力，提高顶替效率；　油层段采用高密度塑性微膨防窜水泥浆体系，确保　４　１００　ｍ以深井段水泥浆初凝情况下的环空液柱压　１）套管柱设计。套管柱结构设计为：浮鞋＋套　管（１根）＋浮箍＋套管（１根）＋浮箍＋短套管（１　根）＋球座＋套管串＋悬挂器（悬挂井深３　４００　ｍ）　＋送井钻具。　２）前置液设计。使用加重前置液，提高前置液　对钻井液的清洗和隔离能力［１引，加重前置液设计密　力仍大于地层孔隙压力，从而压稳高压油气层。　表８水泥浆柱体系设计　Ｔａｂｌｅ　８　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ　ｃｏｌｕｎｍ　ｓｙｓｔｅｍ　４）套管扶正器设计。为确保套管居中，提高水泥　浆顶替效率，套管扶正器安装数量及方式见表９。　表９套管扶正器数量及安装方式　Ｔａｂｌｅ　９　Ａｍｏｕｎｔ　ａｎｄ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃａｓｉｎｇ　ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｒｓ　４结论与建议　１）深探井面临高温高压、地质及井下环境复　杂、工具可靠性差等一系列固井技术难点，需要开发　合适的水泥浆体系和相配套的固井技术措施，才能　满足固井施工的需要。　２）开发的高温抗盐水泥浆体系、晶格膨胀水泥　注：技术套管鞋、管外封隔器、尾管悬挂器处各安装刚性套管扶　正器２只。　浆体系、低密度高强水泥浆体系和防窜抗渗水泥浆　体系，结合综合压稳防窜、防漏固井技术方案及措　施，使深探井固井质量得到明显提高。　５）其他措施。高压油气层上部安装２只管外　封隔器，压稳油气层，提高水泥胶结质量。　３．１．３施工结果　３）应进一步开展固井水泥浆体系研究，以提高　其对深层固井的适应性。重点是高温高压防窜水泥　体系研究、高温抗盐水泥浆体系优选与性能评价研　究，水泥浆体系与地层岩性适应性研究，以适应胜利　油田继续向深层勘探的要求。　严格按照设计进行施工，固井施工正常，循环出　多余水泥浆后，环空憋压（３　ＭＰａ）至下部水泥浆初　凝。候凝时间４８　ｈ，电测固井质量优质。　３．２总体应用效果　４）应加强固井工具与套管附件等的研究攻关，　重点是提高非金属材料的耐高温性能，研究高温条　件下不同热膨胀性能材料的热应变效果，提高完井　固井的可靠性。　应用高温抗盐水泥浆体系、晶格膨胀水泥浆　体系、低密度高强水泥浆体系和防窜抗渗水泥浆　体系及防漏、防窜固井技术措施后，胜利油田深探　井固井质量提高明显。２０１２年该油田实施深探井　固井６１口，其中应用低密度高强度水泥浆体系固　井１６口、防窜水泥浆体系固井２１口、晶格膨胀水泥　浆体系固井１０口，固井质量均有大幅度提高，其中　第二界面固井质量合格率由之前的４Ｏ　～５Ｏ　９／６提　高到了８２　９／６。　参考文献　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　［１］彭延伟．胜利油田勘探开采过程中存在的问题及解决措施［ｊ］．　中国石油和化工标准与质量，２０１１，３１（１２）：１５７．　Ｐｅｎｇ　Ｙａｎｗｅｉ．Ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏ—　ｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［－Ｊ￣．Ｃｈｉ—　ｎａ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ａｎｄ　Ｑｕａｌｉｔｙ．２０１１．３１　（１２）：１５７．　ｒ２］许晓明，刘震，谢启超，等．渤海湾盆地济阳坳陷异常高压特征　第４１卷第３期　隋梅．胜利油田深探井固井技术难点与对策　・７９・　分析［Ｊ］．石油实验地质，２００６，２８（４）：３４５－３４９，３５８．　Ｘｕ　Ｘｉａｏｍｉｎｇ，Ｌｉｕ　Ｚｈｅｎ，Ｘｉｅ　Ｑｉｃｈａｏ，ｅｔ　ａ１．Ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｈａｒａｃ—　Ｗａｎｇ　Ｘｉａｏｊｉｎｇ，Ｓａｎｇ　Ｌａｉｙｕ，Ｚｈｏｕ　Ｓｈｉｍｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｌａｂ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ＤＺＨ一３：ａｎ　ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｔａｒｄｅｒ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００９，３７（３）：２２—２５．　ｔｅｒｉｓｔｉｓｃ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｊｉｙａｎｇ　Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ，Ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　＆Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，２００６，２８（４）：３４５—３４９，３５８．　［１Ｏ］邹建龙，高永会，朱海金，等．川东北地区高密度防气窜水泥浆　体系研究［Ｊ］．石油钻探技术，２０１０，３８（１）：４６－４９．　Ｚｏｕ　Ｊｉａｎｌｏｎｇ，Ｇａｏ　Ｙｏｎｇｈｕｉ，Ｚｈｕ　Ｈａｉｊｉｎ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—。ｄｅｎｓｉｔｙ　ｃｅｍｅｎｔ　ｓｌｕｒｒｙ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｇａｓ　ｍｉｇｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈ—－　［３］　包友书，张林晔，李钜源，等．济阳坳陷古近系超高压成因探讨　Ｉ－Ｊ］．新疆石油地质，２０１２，３３（１）：１７—２１．　Ｂａｏ　Ｙｏｕｓｈｕ，Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｎｙｅ，Ｌｉ　Ｊｕｙｕａｎ，ｅｔ　ａ１．Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ｐａｌｅｏ—　ｇｅｎｅ　ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｒｉｇｉｎ　ｉｎ　Ｊｉｙａｎｇ　ＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎＶＪ］．Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｐｅ—　ｔｒｏｌｅｕｍ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，２０１２，３３（１）：１７—２１．　ｅａｓｔ　Ｓｉｃｈｕａｎ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２０１０，３８（１）：　４６—４９．　［４］　徐东锋，赵红佳，刘见宝．济阳坳陷沾化凹陷异常高压与油气成　藏模式［Ｊ］．石油与天然气地质，２０１１，３２（４）：６０１—６０５，６２４．　Ｘｕ　Ｄｏｎｇｆｅｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｈｏｎｇｉｉａ，Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｂａｏ．Ａｂｎｏｒｍａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉ￣ｇ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｚｈａｎｈｕａ　Ｓａｇ　ｉｎ　Ｊｉｙａｎｇ　Ｄｅ—　［１１］张宏军．深井固井工艺技术研究与应用＿Ｊ］．石油钻探技术，　２００６，３４（５）：４４—４８．　Ｚｈａｎｇ　Ｈｏｎｇｊｕｎ．Ｄｅｅｐ　ｗｅｌｌ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００６，３４（５）：　４４—４８．　ｐｒｅｓｓｉｏｎｒＪ］．Ｏｉｌ　８Ｌ　Ｇａｓ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，２０１１，３２（４）：６０１—６０５，６２４．　－Ｉｓ］　龚育龄，王良书，刘绍文，等．济阳坳陷地温场分布特征Ｉ－Ｊ］．地　球物理学报，２００３，４６（５）：６５２—６５８．　Ｇｏｎｇ　Ｙｕｌｉｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｌｉａｎｇｓｈｕ，Ｌｉｕ　Ｓｈａｏｗｅｎ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　［１２］张大川，刁胜贤，李玉海．综合固井技术在胜利油田探井中的　应用［Ｊ］．石油钻采工艺，２００４，２６（４）：２４—２６．　Ｚｈａｎｇ　Ｄａｃｈｕａｎ，Ｄｉａｏ　Ｓｈｅｎｇｘｉａｎ，Ｌｉ　Ｙｕｈａｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｉｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｇｅｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ　ｉｎ　Ｊｉｙａｎｇ　Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ，　Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，　２００３，４６（５）：６５２—６５８．　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｏｉｌ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ＆Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　２００４，２６（４）２４—２６．　［６］　肖焕钦，刘震，赵阳，等．济阳坳陷地温一地压场特征及其石油地　质意义口］．石油勘探与开发，２００３，３０（３）：６８—７０．　Ｘｉａｏ　Ｈｕａｎｑｉｎ，Ｌｉｕ　Ｚｈｅｎ，Ｚｈａｏ　Ｙａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｅ１３］李延伟，李智勃，邓子波，等．胜科１井￣１３９．７　ｍｍ尾管及回　接固井工艺技术＿Ｊ］．石油钻探技术，２００７，３５（６）：３０—３３．　Ｌｉ　Ｙａｎｗｅｉ，Ｌｉ　Ｚｈｉｂｏ，Ｄｅｎｇ　Ｚｉｂｏ，ｅｔ　ａ１．￣１３９．７　ｍｍ　ｌｉｎｅｒ　ａｎｄ　ｇｅｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｇｅｏｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｉｅｌｄｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｊｉｙａｎｇ　Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｔｉｅｂａｃｋ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｗｅｌｌ　Ｓｈｅｎｇｋｅ－１［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００７，３５（６）：３０—３３．　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｇｅｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｘ—　ｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２００３，３０（３）：６８—７０．　［１４３孔涛，赵建新，张宏军，等．ＥｌＣＰ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．　Ｋｏｎｇ　Ｔａｏ，Ｚｈａｏ　Ｊｉａｎｘｉｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｈｏｎｇｊｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｃａｓｉｎｇ　ｐａｃｋｅｒ　ｉｎ　ｗｅｌｌ　ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｊ］．今日科苑，　［７］　孙健．胜利油田探井固井技术的研究与应用［２００８（４）：７０．　Ｓｕｎ　Ｊｉａｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｒｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　２００８（４）：７０．　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｏｉｌ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ＆Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌ—　ｏｇｙ，２０１０，３２（５）：４８—５２．　ｆ８］　崔军．胜利油田探井完井新技术［Ｊ］．石油钻探技术，２００３，３１　（４）：２６—２８．　［１５］姚勇，尹宗国，焦建芳，等．官深１井超高密度水泥浆固井技术　口］．石油钻探技术，２０１３，４１（１）：１１８—１２２．　Ｙａｏ　Ｙｏｎｇ，Ｙｉｎ　Ｚｏｎｇｇｕｏ，Ｊｉａｏ　Ｊｉａｎｆａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｃｕｉ　Ｊｕｎ．Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌｓ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００３，３１　（４）：２６—２８．　ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｓｌｕｒｒｙ　ｉｎ　Ｗｅｌｌ　Ｇｕａｎｓｈｅｎ－１［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２０１３，４１（１）：１１８—１２２．　１－９］　汪晓静，桑来玉，周仕明，等．超高温缓凝剂ＤＺＨ一３的性能研究　［Ｊ］．石油钻探技术，２００９，３７（３）：２２—２５．　［编辑ｅ　ｅ　再｝　堂尉　‘　‘　ｔ３‘　：　‘‘　‘　令文学］　●　对‘　ｔ　、　。、　大庆油田利用体积压裂技术开采致密砂岩油　大庆油田致密砂岩油资源丰富，但其孔渗条件极差（孔喉半径只有ｏ．Ｏｌ～１．ｏｏ　ｍ），在未采取增产改造　措施的情况下储层基本不出油，采用常规水力压裂也难以达到工业产能指标。为此，该油田试验应用了体积　压裂技术，并取得了可喜的效果。体积压裂技术是指，在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张，脆性岩石产　生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收　率。大庆油田应用该技术对齐平１井致密砂岩油储层进行了压裂改造，经过１２段压裂施工，共压人液量　１．８６×１０　ｍ３，日产油１１．５２　ｍ３，标志着大庆油田致密砂岩油储层改造获得重大突破。