加 上水 泥 自身 的 内部 阻 力 低 于地 层 的压 力 ， 活跃 的 流 体就会 侵入 到水 泥环 中 ， 无法 实现 压稳 ， 引起 层 间
表１
浆 体 系 ， 层 段尾 浆 采 用 较短 时 间 的 常规微 膨 水泥 油 浆 体系 ， 终 保持 上部 液柱 对下 部传递 压力 ， 始 实现侯
系， 增加了水泥浆顶替效率的难度 ； ②泥浆在大斜度 及 水平 井段 中凝 固时 ， 由于 重力 作用 ， 在井 眼上 侧 易 形 成游 离液 通道 ， 起油 、 、 窜 问题 ； 引 气 水 ⑧套 管 能否 顺利下入水平井段 ， 不仅关系到大斜度及水平井井 身质量、 井身轨迹 。而且关系到管柱强度设计 、 管串 结 构等 ； ④套 管在 自重 作用 下 ， 靠近 井 壁下侧 形成 易
序井 号号
詈
ｉ 抗度 怒
４ ３ 注水止发生 溢流
现象 ， 免 固井风 险 。 避
［ 考 文献］ 参 ［ ］ 邹 野 ， 俊 才 ， 薄 层 阶梯 水 平 井 钻 井技 术 １ 何 等． ［ ］ 中国石 油天 然气 集 团公 司水平 井技 术 交 Ｚ． 流 会论 文集 ， 油工 业 出版 社 ，０ ５ ６ ～７ ． 石 ２ ０ ：３ ３ ［ ］ 刘宏 梁 ， 月魁 ， 大港 油 田水 平 井固井技 术 。 ２ 齐 等． 研 究与 应用 Ｅ ２ 中 国石 油天 然 气集 团公 司水 ｚ．
２ １ 年第 １ 期 ０１ ７
内 蒙古 石 油化 工
９ １
水平井 固井水泥浆体 系
李金伟
（ 庆 钻 探 钻井 技术 服 务 二 公 司 ， 龙 江 大 庆 大 黑 １８ ０ ） ３ ０ ０
摘 要： 水平 井技 术 已成 为 油 田增 加产 量 ， 高采 收 率的一 项重要 手 段 ， 新 油 田、 油 田调整挖 潜 提 在 老 上 ， 泛 应 用并取 得 了显著 的效果 。为确 保 水平 井 固井质 量 ， 广 开展 了从 井眼 准备 、 井水 泥浆 体 系等研 固 究， 形成 一 套较成 熟的 固井完 井技术 ， 有力地 保证 了水 平 井 固井质 量 。
① 达 到零 游 离 液 的 水 泥浆 标 准 ， 这样 可使 环 空 上 端 积 水 带 控 制 到 最 小 ； 控 制 水 泥 浆 失 水 小 于 ② ５ ｍｌ３ ｍｉ ０ ／ ０ ｎ的范 围内 ； 控 制水 泥浆 固相颗粒 的沉 ③ 降稳 定性 ； ④设 计 亲水 的 隔离液 ， 而使水 泥与地层 从
凝 过程 中的 压稳 。
水 平 井 固 井水 泥浆 性 能 数 据 表
２ ３ 对水 泥浆体 系综合 性 能评 价 ．
①用 高 效 降滤失 剂 ， 有 效把 水泥 浆 ＡＰ 失 水 可 Ｉ 控 制在小 于 ５ｍｌ 内 ， 泥 浆流 动性 好 ， 制 方便 。 ０ 以 水 配 ② 水泥 浆 流 动性 好 ， 于 顶 替 ， 化 时 间随 意可 调 ， 易 稠 且 稠化过 度 时间短 ， 近似 直 角稠 化 ， 压 强度在 ２ ～ 抗 Ｏ ２ ＭＰ ５ ａ性 能优 良。 早期 强 度高 、 ③ 微膨 胀 。 水泥 浆凝
关键 词 ： 浅层 ； 水平 井 ； 眼轨迹 控 制 ； 身结 构 ； 井 液 ； 井 井 井 钻 完 中图分 类号 ： Ｅ３ ７ Ｔ ５ 文献 标 识码 ： Ａ 文 章编号 ：０ ６ ７ ８ （Ｏ １ １ 一 Ｏ ９ 一 Ｏ １ ０－ ９ １２ ｌ） ７ ０１ ２
随着 吉 林 油 田勘 探 开 发 的不 断 深 入 ， 勘探 开 发
保 证 固井 施 工顺利 的同 时 ， 具有 短过 渡 的特点 ， 同时 水 泥石具 有 高强度 、 积微 膨胀 特性 ， 体 可提 高水泥环 封 隔地层 的 能力 ， 善一 、 改 二界 面水泥 胶结质 量 。全 套水 泥浆 性 能有利 于实 现 水平井 固井 防 窜 目的 。
２ ２ 水 泥浆 结构设 计 ．
和 封 隔地层 的能 力 ， 保证 浅层 水 平井 固井 质 量 的 是 关 键技术 之 一 。 ４ ２ 形 成 了 浅层 水 平 井 相配 套 的 水泥 浆配 方 和注 ． 水 泥技术 。 吉林油 田今 后 浅层 水平井 、 为 中深水 平井
的 大规模 开 发及 固井 技 术 的发展 、 套 技术 措施 的 配 优 化组合 提供 了科 学依 据 和有益 的尝试 。
４ 几点 认识
缩形 成微 间 隙 ， 引起 地层 流 窜 。
３ 现 场 应 用
表 ２ 浅层 水平井尾 浆固井水泥浆性 能及 固井质量统计表
４ １ 常规 膨 胀水 泥浆 体 系 具有 低 失 水 、 析 水、 ． 零 高 沉 降稳定 性 、 高早强 、 过 渡、 短 微膨 胀等 优 良的特性 ， 避 免 了 由于水 泥 石 体积 收缩 ， 井 眼 高边形 成 游离 在 水 通道 或微 间隙 的 问题 ， 高 了水 泥环 的胶 结 质量 提
由于 水平 井 和 大 斜 度 井在 井 下 轨 迹 的特 点 ， 下 人 的套 管可 能承 受 地层 纵 向下 塌 应 力 ， 此 水 泥环 为
支撑作用尤其重要 。在水平井和大斜度井 中往往难 以 判别 是生 产层 出水还 是入 水 ， 是 环 空 窜 通 引起 或 出水， 因此对 水平井 和大斜 度 井 固井有 特 殊 的要 求 ： ① 为射 孔提 供 均 匀 的 环 空及 充 填 良好 的 水 泥介 质 ； ② 要求 形成 连 续 而 又坚 固 的水 泥 环 ， 撑 和保 护套 支 管； ⑧封 隔 注 水泥 井 段 内 各 组产 层 和其 他 渗 透性 岩 层， 防止层 间窜通 ； ④支 撑并 巩 固不坚定 的砂岩层 。
严 重 的偏 心 ， 管居 中难 度 大 ， 低 了水 泥浆 的顶替 套 降
效率。
１ ３ 注 水 泥 的技 术 措 施 ．
难 度不 断增 大 ， 余 石 油储 量 中 ， 渗透 及特 低 渗透 剩 低 油 藏不 断增 多 。 些 油藏 采 用常 规 钻井 开发 手段 ， 这 单 井产量低 ， 而且 由 于 采 用 直 井 注 水 ， 见 效或 见 效 不 慢 ， 层 能量 难 以补 充 ， 地 因此 产 量递 减 快 ， 济 效 益 经 差 。 着 中浅层水 平 井 的数量 的 不 断增 多 ， 水泥 浆 随 对 体 系 和 固井 工艺 措 施 提 出 了更 高 的要 求 ， 为此 针 对
量 可 以控制 在 ３ｍＬ， 水 量为 ０具 有 低滤失 、 沉 ０ 析 ， 高
①为 了有效 地 清除 大斜 度 及水 平井 段井 筒 下侧 岩 屑 ， 免 出现 岩 屑 床 问题 而使 用 高 粘 切 钻井 液 体 避
降稳定性 的优点。稠化时问可以根据要求在较大范
围调 整 ， ０ １ ０ ｃ的 过 渡 时 间在 ８ １ ｒｉ 间 ， ３ ～ ０Ｂ ～ ０ ｎ之 ａ
使 用 了双凝 的水 泥浆 结 构 ， 对于 完 钻钻 井液 密 度较 正 常 的井 ， 浆采 用 稠 化 时 间较 长 的 常规微 膨 水泥 首
柱 有效 压力 和 气侵 阻力 之 和 大 于地 层 流 体压 力 时 ， 地层 流体 就不会 侵入 环 空发生 窜流 固井 侯凝 过程 中水泥 浆处 于 失 重状 态 ， 空 液 柱压 力 不 能再 往 下 环 传 递时 ， 果 水泥基 质 的防 窜能 力差 ， 空液柱 压力 如 环
平 井技 术 交流会 论 文集， 油工 业出版 社， 石
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１ ２ 注水泥 特点和 技 术 关键 。
晶体膨胀材料 ， 提高二界面胶结质量。 以设计的水 在 泥浆性 能指 标 为依据 ， 过 大量 的室 内试 验 ， 选了 通 优 适 合 各 地 区浅 层 水平 井 油 层 套 管 固井 的水 泥 浆 配
方 ， 验结果 见 表 １ 试 。 表 １中根据 各地 区水 平 井 的完钻 泥浆 出 口温度 确 定 了几种 温度 情况 。 ０ 加 量 加到１ ８ Ｇ３ ２ 。 ％时 ， 失水
固后 ， 要求 水 泥石强 度迅 速增 长 ， 增加 抵抗 地层 流体 的能力 ， 同时微 膨 胀 的性 能可 以防止 水泥 石 体积 收
在 性 能优 良的 双凝 微 膨 水 泥浆 体 系 、 充分 的 固 井前准备、 完善的固井施工工艺等一系列技术措施 的保 障下 ，２０ 加 大水 平 井 固井 技 术研 究 力度 ， ０７年 在 扶余 、 岗 、 庙地 区完 成 了１ 红 新 ５口水平 井 ，４口为 １ 优 质 井 ，５口为 合 格 井 ， 格 率 １ ０ ， 质 率 ９ ． １ 合 ０ 优 ３ ３ 。取得 了浅层 水平 井 的 固井 成功 。 ％
自身 的胶 凝特征 而 引起 的 ， 泥 浆在凝 结 过程 中 ， 水 不 发 生窜 流 的基 本 条 件是 Ｐ环 ＋Ｐ阻 地 ， 即环 空 液
互 窜 ， 而 难 以实 现 层 间 的 有 效 封 隔 ， 层 流体 上 从 地 窜 ， 响固井 质量 ， 影 严重 的造 成 固井失 败 。为此 设计
和套 管胶 结有 良好 的强 度 ； ⑤合 理 的扶 正器设计 ， 提 高水 平井 段 和大斜 度井 段 套管居 中度 。 ２ 水泥 浆室 内研 究
２ １ 常规 膨 胀水 泥浆 体 系 ． 针 对 各 区 块 特 点 ， 体 系 中加 入 晶体 膨 胀 剂 在 Ｆ ７ 或 Ｆ ７ ｗＤ—Ｌ， １Ａ １ Ｄ， 因此体 系 的流动性 较差 ， 为 此提 高 了减 轻剂 加 量 ， 以在 １ ９ 可 ． ２的密度 下流动 度 达到 ２０ ３ｍｍ。我们 采用 了 双凝水 泥浆体 系 。首 浆 、 尾 浆 为早 强 微 膨 常规 水 泥 浆 体系 来 做 为研究 ， 用 使
水泥 浆产生 环 空窜 流 的根本 原 因是 由于水 泥浆
收稿 日期 ：Ｏ １ ６ ５ ２ ｌ —０ —１
作者简 介； 李金伟 （９ ２ ， ２ ０ １ ８ －） 男，０ ６年毕业江汉石油 学院 ， 助理工程 师 ， 现从事 固井工作 。