固井作業(yè)是油氣田開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)，固井質(zhì)量關系到油氣井的成敗與油氣開發(fā)效果。鎮(zhèn)涇油田地層沉積疏松，膠結性差，裂縫性發(fā)育。在鉆井過程中，多個層段極易發(fā)生鉆井液漏失，在實施固井注漿、替漿和候凝期間，同樣會發(fā)生不同程度的水泥漿漏失。水泥漿漏失造成油井水層漏封，套管易被腐蝕，嚴重的甚至會污染油氣層，對油田開發(fā)不利。

　　華北石油局井下作業(yè)公司為滿足油田高效開發(fā)需要，優(yōu)選水泥漿配方，優(yōu)化固井工藝，探索行之有效的實用技術，解決油田低壓、易漏、長封固井段等難題，為油田增儲上產(chǎn)提供支撐。

　　人工漂珠水泥漿：降低密度有成效

　　鎮(zhèn)涇油田平均鉆井深度2200米，在固井過程中，一次上返水泥漿深度可達2000米，因地層的承壓能力低，在封固段如此長的情況下，液柱壓力過高，極易壓漏地層，造成水泥漿漏失。

　　另外，高含水層影響固井質(zhì)量，易損害油層套管。水泥漿密度偏高易壓漏地層，密度偏低時，含水豐富層位極易出水，對水泥環(huán)及套管有嚴重侵蝕作用，也容易造成地層污染。

　　要控制水泥漿比重，確保固井質(zhì)量、優(yōu)選水泥漿體系是關鍵。華北石油局井下作業(yè)公司固井隊不斷探索，在水泥漿中加入多種硅鋁超輕材料復配而成的減輕劑，即漂珠，使水泥漿體達到超低密度，具有良好的流動性和黏稠性。同時，漂珠具有低失水的特點，凝固后的水泥石抗壓和抗折性能也有明顯改善，且水泥石的致密滲透率低，有一定的防油氣水竄能力。

　　然而，這種漂珠價格昂貴，消耗量大，固一口2000米深的井，需要漂珠13噸，漂珠費用占固井工程款的1/3，如何把這種豪華型的“貴族材料”向?qū)嵱眯偷?ldquo;平民材料”轉(zhuǎn)變，是固井作業(yè)的難題。

　　華北石油局井下作業(yè)公司固井隊經(jīng)過反復試驗，尋找性能好、價格低的替代材料，研發(fā)人工漂珠水泥漿體系。該水泥漿體系密度低，可滿足低壓易漏區(qū)塊的長封固段固井需要。該體系中的水溶性聚合物可吸附水化層，束縛更多自由水，堵塞水泥顆粒間空隙，降低水泥濾餅的滲透性。該體系具有一定黏稠性，漿體不易脫水，可進一步降低失水，在固井過程中封堵局部漏失層，有效降低成本。

　　人工漂珠水泥漿具有良好的低密度、高強度特性，可以降低環(huán)空液柱壓力，能夠滿足低壓易漏層固井，實現(xiàn)長封固段固井。

　　即時稠化與有效層流：制伏漏失對策好

　　即時稠化是應對漏失的方法之一，是將水泥漿頂替到位后目的層段的尾漿迅速稠化。具體做法就是在水泥漿中加入一定量速凝劑，調(diào)整水泥漿性能參數(shù)，控制尾漿稠化時間，在施工安全時間內(nèi)盡量延長替漿時間，在頂替到位時水泥漿迅速稠化，封堵漏層，減少地層流體對水泥漿的高危侵竄時間，避免油、氣、水發(fā)生竄槽，影響固井質(zhì)量。

　　因地層承壓能力比較弱，在水泥漿注入井內(nèi)的過程中，井口壓力隨泵的排量大小而變化，如果排量過大，超過地層壓力，將會壓漏地層，引起水泥漿漏失。

　　實施有效層流注漿是另一種固井對策。就是根據(jù)地層不同層位，控制水泥漿排量，在水泥漿到達漏失層位時降低頂替排量，大泵替漿排量根據(jù)井口壓力而定，以不超過地層的承壓為準。在注漿期間沖洗領漿準備出套管時，提高注漿排量，使沖洗領漿對目的層井段實現(xiàn)充分沖刺，在前置液即將到達中部漏失層位時，再降低至原注漿排量。同時，在井口壓力接近地層壓力時，由固井車替漿，泵、車轉(zhuǎn)換時保持平穩(wěn)，此時根據(jù)井口壓力和施工安全時間逐漸降低替漿時間。

　　為實現(xiàn)有效層流頂替，要對沖洗領漿的性能進行調(diào)整，控制水泥漿有一個合理的返速和有效層流排量，使注漿開始到水泥漿出套管前，排量較大，在沖洗領漿出套管到上返至漏水層前，排量降低，使水泥漿達到有效層流狀態(tài)，在沖洗領漿繼續(xù)上返時，再提高排量。

　　2009年，華北井下固井隊在第一批施工的8口井固井作業(yè)時，采取相應固井對策，除2口滲漏嚴重外，其他6口井固井質(zhì)量和水泥漿返高都達到設計要求。

　　提高漿液頂替率：預防漏失固質(zhì)量

　　提高水泥漿的頂替效率，對防止漏失、提高固井質(zhì)量有著重要意義。他們通過設計和加放套管扶正器，確保套管居中度大于67%。目前油層段每兩根套管加一只扶正器，非目的層每4～5根套管加一只扶正器，通過固井軟件模擬，目的層套管居中度達到91%，非目的層段套管居中度達到78%，水泥漿在井眼內(nèi)運移暢通，有利于提高固井質(zhì)量。

　　在下套管固井前，他們與鉆井施工單位配合，認真準備井眼，做地層承壓試驗，弄清地層承壓能力，便于調(diào)整固井參數(shù)，為一次全封固奠定基礎。在井內(nèi)條件允許情況下，施工人員盡量調(diào)整鉆井液性能，使其達到低黏、低切和合理的鉆井液密度，利于水泥漿的頂替。

　　另外，他們深入開展“壁面剪切應力”理論在鎮(zhèn)涇油田的應用研究，利用該理論設計水泥漿性能，了解固井施工參數(shù)，提高水泥漿頂替效率。紊流頂替是國內(nèi)外公認的最好頂替方式，但在鎮(zhèn)涇油田受井漏等問題干擾無法實現(xiàn)，只能采用“有效層流注漿”、塞流等復合頂替工藝，這樣運用壁面剪切應力遠大于鉆井液屈服值，加上在固井前充分循環(huán)鉆井液以及采用相應的技術措施，對低密度水泥漿進行有效層流頂替，完全可以清除泥漿，既能確保替漿效率，又能最大限度地預防漏失。