复杂井固井工艺技术

复杂井固井工艺技术二00四年八月第一节概述常规固井目前技术工艺成熟，保持着较高的质量水平。近年来，随着勘探难度的增大，钻探领域逐步扩大，钻遇的油气藏类型日益增多，加之地下及地面条件的复杂性，注水泥作业面临更多的复杂状况和特殊条件。在这种情况下，使用了不同于常规固井的工艺及技术措施。工艺上的不同尾管以及回接固井工艺双级或多级固井工艺管外封隔器固井工艺筛管顶部注水泥工艺组合式固井工艺固井工艺的选择井下复杂情况，如高温、高压、漏失和长封固段等；完井方式和开采的需要；固井施工安全；油井寿命；经济效益。根据井下复杂情况出现的几种注水泥工艺技术定向井、水平井固井技术；漏失井固井技术高压油气井固井技术深井和超深井固井技术热采稠油固井技术盐层及盐膏层固井技术调整井固井技术小井眼、小间隙固井技术水泥浆体系的不同随着复杂井的出现，单靠基本的油井水泥及外加剂已难以满足井下情况的需要。为解决问题，人们创造出多种特种水泥浆体系。低密度水泥、耐高温水泥、触变形水泥纤维水泥、膨胀水泥、防气窜水泥钻井液转化为水泥浆复杂井固井工艺技术复杂井固井技术虽已按条件分为几种类型，但具体到每一口井时，它总具有其特点和差别，除要遵循常规固井技术措施外，更要根据实际情况，强化针对性的技术措施。

第二节漏失井固井工艺一、漏失井的概念漏失井是指钻井过程中发生钻井液漏失的井以及固井过程中环空静液柱压力与流动阻力之和超过地层破裂压力的井。

二、固井工程中的防漏准则

1、应保证钻进过程中井下不发生漏失，为固井提供基本条件。否则应进行固井前的堵漏作业。2、必须准确获得地层的孔隙压力与破裂压力数据，以此作为平衡压力固井的基本依据。选择水泥浆体系并进行科学的流变学设计，控制固井全过程在低于地层破裂压力情况下进行。

3、控制关键环节即控制环空流阻的突然增加及压力激动，不致于诱发注水泥过程的裂缝漏失。4、在进行钻井设计时，就应根据地质资料及地层空隙压力与破裂压力数据，进行合理的井深结构设计，使固井作业能在压力平衡条件下进行。

5、井眼尺寸应为套管下入留有合理的环空间隙。在易漏失地区，设计上可考虑加大一级环隙，从而较大地降低注水泥施工的环空流动阻力。

三、漏失井分类及工艺技术

漏失井可分为三类：裂缝、溶洞性漏失井及渗透性漏失井。

不同的漏失在钻井及固井施工过程中应采取不同的施工措施。应依据漏失情况，进行注水泥前对漏层的处理，处理后进行平衡压力固井设计。

常见的防漏工艺技术

1、先期防漏法先期防漏法是指钻进至油气层顶部后先下套管固井，后钻开油气层的方法。此方法主要适用于地层压力、漏失层位较为熟悉的地层。2、平衡压力固井

平衡压力固井就是在固井时根据井下情况，以压稳油气层为原则，使其不漏不喷，保护好油气层。

常用的平衡压力固井方法

（1）低密度水泥固井所谓低密度固井就是在水泥浆中混入一定的减轻剂，配成的水泥浆密度与钻井时的泥浆密度相适应，起到防漏作用。常用的低密度水泥浆体系有：粉煤灰水泥浆体系、泡沫水泥浆体系、充气水泥浆体系、微珠水泥浆体系、搬土粉水泥浆体系、火山灰水泥浆体系等。

（2）尾管固井尾管固井有许多优点，其中之一可用来防漏。在高压气井中，下部为高压气层，而上部为低压漏失层

，如果全井下套管水泥浆密度压稳了油气层，则会在上部地层发生漏失，固井质量得不到保证；采用了尾管（回接）固井，就会减少了水泥浆上返高度和降低环空流动阻力，实现下能压稳而上又不漏的目的，达到平衡固井。

（3）双级固井。核心问题是要准确掌握漏失层位、数量和地层压力，以便确定分级箍安放位置，一般放在漏失层以上100~150m。

（4）正反注水泥固井正反注水泥固井就是正注水泥返至环空漏失层底部，然后再反注水泥浆至漏层，从而使正反注水泥接拢，达到固井的目的。

正反注水泥固井关键是掌握准确漏层位置和数量，以及该地层的压力梯度。施工关键是正反注水泥要施工连续，掌握好反注水泥的用量和反注时间，使反注水泥浆刚好达到漏层时水泥浆就稠化凝固，达到及压稳油气层又保证了固井质量的目的。其他常规注水泥防漏措施还包括增大较低密度的前置液、控制水泥封固段长度、封隔器固井工艺等。

四、注水泥过程中的防漏工艺措施

1、低密度水泥及其综合防漏措施（1）确切掌握漏失层位深度及漏失压力；（2）钻进或下套管中发生漏失，要采取钻井液堵漏措施；（3）控制套管下放速度，平稳开泵，注水泥前充分循环钻井液，降粘降切；

（4）进行平衡压力固井设计，采用低密度水泥浆体系；

2、注水泥过程中发生漏失的防漏及处理技术措施（1）注水泥前应对井漏做好完善处理，使注水泥在无漏失情况下进行。（2）设计必须按可能漏失情况进行设计。在设计中应尽可能降低环空液柱压力，使之小于地层破裂压力。

设计与施工措施有：①控制水泥上返高度，或经甲方同意降低水泥上返高度，或选择分级注水泥方案；②降低水泥浆密度；③增加冲洗液与隔离液数量，尤其是紊流冲洗液；④加入分散剂，使水泥浆在较小排量下达到紊流，从而降低环空液柱压力。

（3）已发生漏失情况下的措施选择①按防漏施工措施进行施工，包括降密度、降排量等措施；②注水泥前往井内加入堵漏剂，然后注入冲洗液与隔离液；③先导水泥浆中加入堵漏材料。最常用的是颗粒状材料，堵塞岩层表面或内部形成桥塞，一般不选择用长纤维堵漏材料；④控制注替排量，尾随水泥浆采用触变性水泥浆体系。五、裂缝及溶洞性漏失井防漏固井工艺措施

1、封隔器--分级箍注水泥工艺对井径规则的井，采用封隔器--分级箍注水泥工艺（见图1），在漏层上部加封隔器和分级箍，固井前胀开封隔器，并打开分级箍，有效封固封隔器以上地层。

图1封隔器—分级箍注水泥防漏工艺

2、水泥伞—分级箍双级注水泥工艺对井径扩大严重的漏失井，采用水泥伞—分级箍双级注水泥工艺（见图2）。先把漏失层上部50m进行封固，再打开分级箍循环，待水泥凝固后，在对上部井段注水泥。

图2水泥伞-分级箍注水泥防漏工艺

套管串结构：盲引鞋+水泥伞+带循环孔的短套管+浮箍+套管串+分级箍+套管串3、封隔器--分级箍双级注水泥防漏工艺工艺对漏失层在封固段中间的井，采用封隔器--分级箍双级注水泥工艺（见图3），即在漏失层上部安装封隔器和分级箍，先封固封隔器以下封固段，然后，胀开封隔器并打开分级箍，进行上部封固段固井。

图3封隔器--分级箍双级注水泥防漏工艺a.管串结构

b.一级注水泥封固漏层以上

c.二级注水泥

4、触变性水泥体系有自撑性能的触变性水泥浆对破裂压力梯度低的地层是很有利的。普通水泥浆通过松软地层时，静液柱压力的增加会导致地层破裂，水泥浆顶面下落而达不到预定返高。触变性水泥浆因为部分静液柱压力传递到井壁和套管壁上而不会下落。（六）渗透性地层漏失1、采用双级注水泥工艺。采用双级注水泥工艺以减少液柱压差，防止固井时水泥渗漏。2、采用低失水堵漏剂水泥浆体系。3、采用低失水低密度水泥浆体系。

漏失井固井技术总结不论是在钻井期间还是在注水泥期间发生井漏，如能针对每个具体问题采取正确的堵漏、防漏技术，则井漏问题都可以得