1、伊朗 Y 油田 S03 井沥青层挤水泥施工技术探讨摘 要：伊朗 Y 油田是目前中石化海外开发的最大项目，项目一期工作包括 47 口井的钻井以及地面配套工程。其中 S03 井为一口关键井直井，主要开采的层位是 fahliyan 地层，该地层主要特点为上 Fahliyan层采用 177.8mm （7in）尾管固井完井。四开完钻套管层次为212.7mm（8-3/8in）井眼下入 177.8mm（7in）套管，采用 177.8mm带封隔器的液压双锥尾管悬挂器的尾管固井作业方式。存在小间隙、高泵压、长封固段、易憋堵、低压漏失、沥青层污染等固井技术问题。 关键词：沥青层 挤水泥 固井 H2S 一、情况简介
2、 S03 井 2013 年 7 月 6 日完成 7in 尾管固井施工，该井基本数据如下：1.井深/7in 尾管下深 3808.5m/3808.5m，管串结构为 7in 浮鞋+2 根套管+浮箍+1 根套管+碰压座+套管+带顶封的悬挂器，悬挂器顶 TOL 位置3684.7m。泥浆性能：密度 1.78g/cm3，粘度 51s。FSAM 防腐防气窜水泥浆体系尾浆密度 1.86 g/cm3，数量 17m3，加重隔离液密度 1.80 g/cm3，数量 15m3，25m3 加乳化剂的先导泥浆在注隔离液前提前泵入。水泥浆注完，替浆结束，坐顶封，起钻一柱后循环多余水泥浆，共见到 5m3 纯水泥浆返出井口，敞压候
3、凝 48h。 2.固井结束 36 小时后进行探上塞作业，发现水泥塞位置为 3230m，比 TOL 上移 64m，同时泥浆入口密度 1.70，出口降到 1.55-1.65，Total Gas：10-32%。继续扫塞至悬挂器顶，此时 TOG 上升到 100%，泥浆出口密度降至 1.35，后通过不断泵入 1.82g/cm3 以上的重浆和关井，节流循环点火等方式暂时控制住，关井立压和套压保持在安全范围内。 3.由于沥青层富含 H2S 等有毒气体，不断侵蚀污染钻井液，加上未能进行有效封堵，必须立即分析原因，封堵孔道解决问题。通过对工具和工艺的分析，固井失败的原因可能有 2 个，一是由于悬挂器顶封坐封不严
4、或者失效，没有达到有效封隔，造成裸眼内高压沥青层涌出，顶住候凝期未能形成有效结构的水泥上塞顺着间隙上移造成通道，大量沥青伴随有害气体进入技套内；二是由于悬挂器去掉卡瓦直接坐底固井，在坐顶封时压力（下压 30t，重复 2 次）直接传递到 7in 尾管上，可能造成套管弯曲变形短路，形成了油气通道，造成水泥塞上移。 二、补救措施及施工难点 1.经电测解释后，确定为第一种可能，悬挂器顶封失效，未能形成密闭空间，造成硫化氢气体和沥青窜出，加上水泥候凝期间失重，不能形成有效强度封堵。固井作业完后又未能预料到此情况发生，未能关井候凝，造成高压沥青层将水泥塞上顶，水泥石形成强度后，上移停止，但是已经存在通道和
5、间隙，气体可以通过孔道穿过进入技术套管内。 2.既然存在孔道，实施挤水泥作业补救是行之有效的解决办法。但是施工的困难在于不知道孔道的大小，试挤压力无法确定，如果超过技术套管的额定抗内压强度还不能挤入，挤水泥作业就无法进行，施工就会失败。假设能挤入水泥，但是挤入量不够，仅仅能够将 TOL 悬挂器顶3284m 至水泥塞顶 3230m 封堵成功，暂时可以确保井下安全，但是在以后的完井作业中势必要继续钻穿这段水泥塞，不能保证沥青会继续涌出。 3.由于沥青及硫化氢气体的存在，水泥浆性能要满足防腐防气窜的要求，同时考虑安全问题，做好稠化时间的控制。考虑上层套管固井中使用双级固井办法，管串中带有分级箍，为确
6、保最大挤入压力和吃入量，决定采用下入 RTTS 封隔器在分级箍以下挤水泥的办法，通过 RTTS 的封隔作用，保证分级箍的安全。 三、挤水泥作业前的准备工作 1.充分洗井，调整泥浆密度（密度 1.90SG） ，性能维持原井钻井液性能，防止溢流等复杂情况发生； 2.施工前进行试挤作业，测挤入方量； 3.按封隔器操作要求刮管，刮管位置：分级箍以下 100m，反复刮管5 次；确保虚泥饼最大限度剔除，增加坐封成功率； 4.挤水泥原则：根据地层吃入量，施工泵压，挤入合理的水泥浆量；5.进行测井作业，根据测井结果现场重新核算泵送水泥浆方量； 四、挤水泥作业程序 1.水泥浆性能要求：防腐防气窜水泥浆体系，密度
7、 1.90，24h 抗压强度大于 2000psi，稠化时间240min/100bc， 2.试挤步骤 按管串结构下钻，RTTS 下至 2528m，循环 2030SPM，15min； 连接管线，管线试压到 5000psi； 按封隔器操作程序坐封 RTTS； 水泥车泵送泥浆试挤，0.2-0.3m3/min，试挤压力按照 500psi-2500psi 逐步上升，记录吃入量和吸收率； 解封 RTTS； 继续下钻到 3284.80m。 3.挤水泥方案 通过钻杆注入 3.2m3 的前置液，排量控制 0.3-0.5 m3/min； 注入 9 m3 密度为 1.90SG 的水泥浆； 注入后置液 0.9m3； 替
8、浆 25.6m3； 停泵，起钻 12 柱至平衡液面以上，反循环出多余水泥浆； 按封隔器操作程序坐封 RTTS； 泵送 2m3 泥浆，排量 0.20.3m3/min，等候 20min。 重复以上步骤两次； 根据压力情况泵送 1m3 泥浆，0.2-0.3m3/min，等候 30min 憋压 8hr，期间压力下降时，水泥车及时补压。 8hr 后解封 RTTS，起钻至井口，继续侯凝 36 小时。 探塞、试压。 4.经过 36h 候凝，井口未再出现窜气现象，挤水泥作业圆满成功。 五、经验总结及体会 1.带封隔器的悬挂器固井，下套管过程中胶筒可能被剐蹭造成损坏，加上坐封作业时只能通过具体操作规程确保坐封，但却无法保证是否封严，也没有办法验证，过于相信工具的效果是造成尾管固井失败的主要原因。 2.此次施工为伊朗 Y 油田的尾管固井施工起到了很好的示范意义，在后续的几次施工作业中，通过拆除顶封，固井后蹩压候凝等措施，没有再出现固井失败的情况。 3.采用 RTTS 可回收式封隔器进行挤水泥作业，确保了最大试挤压力和挤入量。通过试挤压力和吃入量确定了挤水泥办法采用间歇式挤水泥方式。根据地层流体特性，采用防腐防气窜的水泥浆体系，确保了施工安全，也满足了封堵需要。
