HD28井超深井低密度水泥浆固井技术

贺鑫欣

摘 要：HD28井是塔里木油田塔北项目部沙雅县境内的一口评价井，该井二开中完井深6365米，井底静止温度122℃，采用Φ200.03mm套管双级固井工艺，固井作业面临裸眼封固段长（一级封固3365米）、压力窗口窄、地层易漏、施工压力高等一系列问题。介绍了HD28井基本情况，分析了技术难点，采取一系列的技术措施如一级领浆和二级使用漂珠低密度水泥浆体系，现场应用良好，经声幅测井解释固井质量优质，取得了较好的应用效果。

关键词：超深井；长封固段；低密度水泥浆；双级固井

HD28井是塔里木油田在新疆阿克苏地区沙雅县境内的部署的一口评价井，二开中完井深6365米。该区块地层压力低、承压能力低，属于低压易漏井固井。研究出一套在高溫高压条件下不分层、不沉降、流变性良好、强度达到要求的低密度水泥浆体系及配套的固井相关技术，是保障固井施工安全、提高固井质量的关键。

1 HD28井基本概况

完井采用200.03mm套管双级固井工艺。钻井液为聚磺钻井液体系，密度1.27g/cm3，漏斗粘度45s，失水2.8ml，塑性粘度20mpa·s。易漏失井段在4495-4695m，地层当量密度为1.35g/cm3。该井最大井斜24.74°，裸眼井段平均井径256mm，平均井径扩大率6.43%。

2 技术难点

2.1施工工艺难点

①二叠系地层承压能力低，下套管及固井施工中存在井漏的风险；

②斜井斜度大，套管不宜居中，有套管贴边的风险，对固井质量造成影响；

③裸眼段长，循环阻力大，施工压力高，存在易漏地层，施工排量受限不容易实现紊流顶替。

2.2 技术措施

①合理设计分级箍位置及水泥浆浆柱结构，采用合适的施工排量，减少地层漏失的风险；

②优化扶正器的加放，确保套管居中度；

③采用平衡压力固井，優化设计施工排量，保持施工的排量和压力稳定，确保施工及候凝整个过程的压力平衡，防止井漏等复杂情况的发生。

3 水泥浆体系设计

3.1 难点分析

长封固裸眼段对低密度水泥浆性能要求极高，采用Landy-30S漂珠作为减轻材料，由于大量外掺料的掺入，致使水泥浆密度的降低和水泥浆性能发生矛盾，突出表现在：

①由于水泥浆中减轻材料的存在，其与水泥浆颗粒比重相差较大，容易产生沉降分层，这样会破坏水泥浆柱的整体均持性，导致水泥石产生疏松凝结，影响水泥石胶结质量。严重时可导致漂珠上浮、堆积，产生桥堵造成别泵，给施工造成很大风险；

②游离液和滤失水的产生将会使水泥浆拌合水明显减少，造成流变参数、稠化时间等浆体性能偏离设计值，影响顶替效率和施工质量；

③高压下空心漂珠进水后，水泥浆中液相含量减少，水泥浆流变性能变差，泵送困难，给施工带来风险；

④一级封固段长达3365m，上下温差达64℃，顶部低密度水泥石强度发展缓慢。

3.2 室内优选

颗粒级配：利用紧密堆积原理，在水泥浆中优化固相颗粒分布，采用三种不同尺寸的颗粒（水泥、漂珠、微硅）进行级配，通过调节混合固相的大小分布，改变固相的堆积体积分数，使不同粒径的固相颗粒形成合理级配。

水泥、微珠、微硅的粒径大小可用下面的关系表示：微珠粒径>水泥粒径>微硅粒径。微硅的粒径在三者中最小，所以微硅可以很好的填充固相颗粒之间的空隙，达到提高单位体积中固相含量的目的。此外，微硅还有一定降失水作用，并且具有一定悬浮性，能够增加浆体稳定性。

3.3 水泥浆配方

一级低密度水泥浆：干混：G级水泥+漂珠+微硅；湿混：淡水+降失水剂+缓凝剂+分散剂+消泡剂+纤维。一级常规密度水泥浆：干混：G级水泥+硅粉+微硅；湿混：淡水+降失水剂+分散剂+消泡剂+纤维。

二级低密度水泥浆：干混：G级水泥+漂珠+微硅；湿混：淡水+降失水剂+缓凝剂+分散剂+消泡剂+纤维。

4 现场应用

固井施工过程：

①一级固井注入密度1.40g/cm3前置液7m3，1.45g/cm3低密度水泥浆29m3，施工压力12Mpa；注入1.88g/cm3常规密度水泥浆42m3，施工压力降至0Mpa；注入1.03g/cm3后置液2.5m3，注入1.70g/cm3加重钻井液100m3，1.27g/cm3钻井液57m3，施工压力由0升至16Mpa，碰压压力19Mpa；

②二级固井注入密度1.35g/cm3前置液7m3，1.45g/cm3低密度水泥浆73m3，施工压力由7Mpa降至2Mpa；注入1.03g/cm3后置液2.5m3，注入1.70g/cm3加重钻井液25m3，1.27g/cm3钻井液48.7m3，施工压力由0升至12Mpa，关孔压力22Mpa。次固井施工过程顺利，各项指标达到设计要求，试压合格，经声幅测井验证，固井质量优质率为90%，满足固井质量要求。

5 结论

① 井身质量好，井径规则，无大肚子及缩径井段，扶正器的作用得到了有效发挥，保证了套管的居中度，使水泥环分布均匀。

②采用双级固井工艺及低密度水泥浆体系，有效降低了固井施工中的漏失风险，从而保证了全井的固井质量。

参考文献：

[1]覃毅，赵旭，杨江，等.低密高强度水泥浆体系在漏失井固井中的应用[J].四川水泥，2016（11）：12.

[2]覃毅，高飞，张越，等.枯竭油气藏储气库X井低密高强度水泥浆固井应用实践[J].中国井矿盐，2015（4）：22-23.