【普光气田低压漏失井固井实践】 普光气田井深
摘要:普光气田是中石化南方勘探开发的重要区块，该区块地质构造非常复杂，在千佛崖和须家河组地层承压能力极低，固井极易发生漏失严重影响固井质量，影响该地区的进一步勘探开发。通过几口井的实践，采用平衡压力设计，多套水泥浆体系和特殊工艺综合方法，基本解决了该地区因漏失影响固井质量和钻井进度的问题。
普光地区作为中石化南方勘探开发的重要区块，也是中石化的主要勘探新区。近年来，相继在普光1井、大湾1等发现了高产天然气流，在川东北勘探中取得了重大突破，勘探大场面已经形成。普光气田是以含天然气为主的碳酸盐岩裂缝型油气藏，由于四川盆地的压扭性特点，呈现出诸多复杂的地质构造特征，被称为中国最复杂的区块，为完井、固井工程带来了许多难题，是国内外专家公认的固井难点。在3500米以上地层存在多个压力系统，千佛崖和须家河组地层承压能力极低（有的近静水柱压力），固井极易发生漏失严重影响固井质量，影响进一步勘探开发。
为提高普光地区深层低压漏失井的固井质量，从固井设计、水泥浆体系和配套固井施工工艺技术上采取措施，在P103-2井、P203-1井和P104-1等井的低压漏失层固井中取得了良好效果。
1、设计思路
由于普光地区布置的井位都是探井，能提供的地层的压力系数不是很准确，有的差别很大，根据这种情况，首先要根据钻进的实际情况，修正地层的承压数据，再根据承压能力，按照平衡压力设计原则，选择固井工艺、水泥浆体系、施工方案及针对性措施。
2、 设计原则
平衡压力固井，注替水泥浆过程产生的总环空水泥浆设计的压力（静液柱压力加流动阻力）应小于最薄弱地层的破裂压力。驱替水泥浆到设计位置后，在凝固失重条件下不受油气侵窜，其静液柱压力梯度值大于地层孔隙压力梯度值。
流动阻力的计算就要依据流变学的理论，在已知环空各类液体的流变参数的情况下，确定流态，模拟计算施工过程的动压力变化，从而逐步优化施工各项参数：排量、压力、密度等以及流体的流变参数，以达到平衡固井的目的。常用的流动阻力计算公式如下：
a. 管内流动阻力计算：
b. 环空流动阻力计算：
式中：
P――流动阻力，MPa
p――流体密度，g/cm3
――摩擦系数
L――流体段长，m
V――流速，m/s
D――环空外径，mm
d――内径，mm
考虑到普光地区的井是气井，为保证安全，其重点部位和井段应采用正常密度或高密度水泥浆
3、设计方案
1） 工艺：双级固井；尾管固井加回接；单级固井；
2） 体系：一级正常密度水泥浆+低密度水泥浆；
二级正常密度水泥浆或正常密度水泥浆+低密度水泥浆；
4、水泥浆体系选择
高强漂珠低密度水泥浆体系。以漂珠为外掺料可以配制出1.20-1.65g/cm3的水泥浆。
高强微硅加漂珠低密度水泥浆体系。以微硅为外掺料可以配制出1.20-1.40g/cm3的水泥浆。
泥浆转化水泥浆（MTC）体系。利用泥浆转化水泥浆技术可以配制出密度1.20-1.60g/cm3的MTC体系。该技术有效解决了固井过程出现的循环漏失、液柱回落问题，有助于泥饼及井壁的稳定，解决了传统固井技术与泥浆不相的问题，对提高环空顶替效率和第二界面水泥胶结质量非常有效。
正常水泥浆体系采用低失水段过渡水泥浆体系，合理控制水泥浆的稠化时间，尽量缩短水泥浆由液台转化为固态的过渡时间，产生所谓的“直角稠化”。
5、现场应用
1）P103-2井，区域预探井，该井从千佛崖组到须家河组2360－3387m存在30多处漏层，钻井液密度1.35 g/cm3就发生漏失，二开共漏失泥浆3000多方，二开井深3387m，要求全井封固。本井漏失层位多，而且漏层大部分都是裂缝性漏层，漏失量大，只进不出，通过多次睹漏，地层承压也只有1.46g/cm3当量密度，而且很不稳定，考虑该井下部地层是高压地层，采用双极固井工艺和正常密度水泥浆加低密度水泥浆，具体方案为，分接箍放在2000米，一级固井井底以上200米为正常密度，上部为1.30 g/cm3 密度的高强微硅加漂珠低密度水泥浆体系，二级采用正常密度水泥浆。通过现场校核计算，注替水泥浆过程产生的总环空水泥浆设计的压力小于最薄弱地层的破裂压力。
施工评述：
该井在下套管下到700m时发生漏失，井口不返泥浆，套管到底后，进行两次堵漏处理才建立了循环，进行施工各方的努力及配合下，本次固井施工顺利正常，一级固井替浆时漏失2.5方泥浆，由于2000米以上未做承压试验，二级替浆时替至58方时井漏，降低排量后，井口时返时不返，共漏失泥浆15方，水泥浆返出约2方。分级箍打开、关闭正常。该井固井质量合格，达到预期目的。
2）P203-1井在2800m陡山坡组地层发生井漏，泥浆只进不出，堵漏后地层承压达到1.71g/cm3当量密度；钻进至3470m发生再次井漏，井漏时泥浆密度1.45 g/cm3，漏失泥浆500多方，经过几次堵漏，地层承压最高达到1.65－1.70g/cm3当量密度。三开固井封固段长将近3500m，井深结构为Ф241.3 mm钻头下Ф193.7 mm套管，属于小间隙固井，采用常规工艺措施，保证不了固井质量，定会发生井漏导致水泥浆低返，考虑该井下部地层有可能是高压地层，固井工艺上采取先悬挂尾管再回接的固井工艺和正常密度水泥浆加低密度水泥浆，具体方案为，底部200米采用正常密度水泥浆，上部为1.55 g/cm3 密度的高强微硅加漂珠低密度水泥浆体系，通过计算，注替水泥浆过程产生的总环空水泥浆设计的压力小于最薄弱地层的破裂压力。
施工评述：
该井替泥浆时，井下发生轻微漏失，及时降低替浆排量，安全碰压，施工时共漏失泥浆2m3。固井质量良好。
通过对普光地区几口漏失井的固井实践形成以下结论：
1） 针对低压易漏层的固井作业，在固井工艺上采取防漏措施，采用先悬挂尾管再回接、双级固井工艺。
2） 采用平衡压力固井，注替水泥浆过程产生的总环空水泥浆设计的压力（静液柱压力加流动阻力）应小于最薄弱地层的破裂压力，如果设计方案不周全，计算不准确，措施不得当，必将造成固井失败。
3） 进行先期堵漏，尽可能提高地层承压能力，为下套管及固井作业提供一个稳定的作业基础和固井施工安全。
4） 采用正常密度和高强度低密度水泥浆体系，降低环空液柱压力，保证施工质量与后期钻井的施工安全。
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