1、勝科1井固井技術總結勝科1井是勝利油田鉆井史上最深的一口井，由于其地質結構復雜，井 底溫度高，地層孔隙壓力大，多套壓力層析系交替出現；所以其鉆井和固 井作業的難度非常大。尤其是多套壓力層系的交替出現，大段軟泥巖和鹽 膏層的存在，地層蠕變速度大，高溫高壓等復雜情況，對套管串結構的優 化設計和水泥漿性能的要求提出了非常高的要求，為了解決本井固井作業 中的技術難題，固井公司積極研究借鑒國內外深井和超深井固井方面的成 功經驗，并結合本井的地層特點和固井質量要求，采取了一系列先進的工 藝技術措施。在套管柱的強度設計，套管工具附件的設計和制造，水泥漿 配方的優選，水泥漿性能的技術指標等許多方面，達到了國際

2、或國內的先 進水平，部分技術指標開創了勝利油田固井作業史上之最。一、13 3/8套管（一）基本數據：1、井深結構：鉆頭444.5mmx 2932米；套管339.7mmx 2931米2、完鉆泥漿性能：密度1.40 g/cm3，粘度69”3、固井質量要求：水泥漿返出地面（二）、技術難點1、井眼不規則，“糖葫蘆”嚴重電測顯示在直徑508mm套管以下，即出現大肚子井眼，在331430m， 474s594m，687976m，10201108m，13541490m，20242210m，2720 -2868m等的井眼直徑達到了電測儀器張開臂的最大值26英寸，部分井眼 已超出測井儀器探測范圍。糖葫蘆井眼嚴重，

3、造成水泥量大，頂替效率低， 易串槽、混漿，固井質量難以保證。更嚴重的是泥漿返速低，攜巖能力差， 易發生蹩泵事故。2、封固段長，水泥量大，風險大為保證后續鉆井，設計要求：進入沙四段20m的井深2932m全井封固。 而多處井段存在斷層，易漏失，極易造成低返。根據電測井徑計算水泥漿 量為413574m3，不附加即達到546噸，給現場施工帶來了很大的困難。3、多套壓力層系，井下情況復雜由于在各地層的交界面存在斷層，極易造成漏失，且在鉆進過程中多 次出現漏失和掉塊。特別是在2628.27ms2643m連續漏失140m3,泥漿密度 1.35g/cm3。并且泥漿密度低于1.30g/cm3在2569.80s2

4、569.97m地層就出 HS氣體。因為漏失堵漏多次，要求固井過程中不能出現漏失。24、井漿量大，循環周期長，泥漿性能是保證固井質量的關鍵。、技術措施1、工藝措施鑒于以上技術難題，我們采用雙級固井工藝，分級箍位置2000米，選 用大陸架設計制造的YFZA型339.7mm分級注水泥器。2、水泥漿體系：考慮到斷層漏失，特別是2628s2643和2800m的嚴重 漏失我們選擇如下體系：(1)第一級：2000s2600m，為漂珠增強型低密 度體系，密度1.35s 1.40g/cm3，水泥漿量48.8m3； 2600s2930m為低失 水微膨脹體系，密度1.90s1.95g/cm3，水泥漿量32.5m3。

5、第二級：0s1000m選用低密度粉煤灰水泥漿體系，密度1.60s 1.70g/cm3，水泥漿量220m3； 1000s2000m選用低失水高分散早強體系，密 度1.90s1.95g/cm3，水泥漿量115m3；必須按照設計要求調整、檢測稠化 時間、強度、失水等參數，并做大樣復查。3、下套管前通井措施由于本井2227m以上是用17 1/2英寸(444.5mm)鉆頭所鉆；以下用 16英寸(406.4mm)鉆頭所鉆，因此通井方案及鉆具結構如下：第 一趟：406mmPDC+228.6mmDC X 27.23m+203.2mmDC X 27.12m+139.7mmDP，通井至2910m循環處理泥漿后擴眼

6、至2930，調整泥漿 后起鉆。第 二 趟 ： 444.5mm3A+228.6mmDC X 27.23m+203.2mmDC X 27.12m+139.7mmDP，通井至2227m，循環處理泥漿，調整完泥漿后起鉆。第三趟：406mm3A+228.6mmDCX9.06m+404mm 扶正器+228.6mmDC X18.17m+203.2mmDCX27.12m+139.7mmDP，通井至 2930 循環處理泥漿，待 井眼干凈后起至2200m，再下到井底循環正常后起鉆，準備下套管。4、下套管前泥漿處理補充0.7%的磺化酚醛樹脂和0.7%的瀝青粉，進一步穩定泥漿濾 失量，提高泥漿的高溫穩定性。使用復合鹽

7、水增粘降濾失劑調整泥漿的流變參數，使其性能達到 漏斗粘度：130S，YP： 10S15； PV:45s60,Gel:8s15/15s20，保證能夠 達到懸浮穩定大肚子井眼內鉆屑的目的。通井起鉆下套管前，使用1.2%的玻璃球，1.2%塑料球，1.2%固 體潤滑劑封1500m以下裸眼井段，防止粘卡套管。5、下套管措施為防止下部脫扣，下部結構及最下部100米套管先涂抹絲扣膠， 然后打銷釘緊固。可有套管涂抹套管密封脂，用套管鉗緊扣到標準扭矩。為保證井眼穩定，不致于過高的泥漿返速沖蝕井壁，控制下放速 度，使最高泥漿上返速度不大于0.7米/秒。所有入井套管必須按有關標準檢驗，合格后方可入井。認真檢查浮箍、

8、浮鞋、分級箍等套管附件，分級箍要協同廠家全 面檢查，并按規定操作。分級箍上下各加2只剛性扶正器。管串結構：引鞋+2根套管+浮箍+1根套管+浮箍+1根套管+承托 環+套管串+分級箍+套管串至井口。6、下完套管后泥漿處理。下完套管，緩慢開泵，充分利用震動篩、除砂器清除套管扶正器 刮下的泥餅、鉆屑等固相。使用清水和硅氟降粘劑，降低泥漿粘、切，沖洗井眼，提高固井 質量。泥漿性能達到：漏斗粘度:60-80S YP： 5 10； PV： 3045, Gel： 2-5/5-1007、隔離液設計第一級：選用懸浮性好、隔離性好的D149溶液，防止水泥漿與泥漿的 摻混污染，提高隔離與頂替效果。其成分為：懸浮劑+降

9、失水劑+分散劑+緩凝劑+水，配12m3.第二級：選用高效活性隔離液，其成分為：活性劑+降失水劑+分散 劑，12 m38、同一口井采用四種水泥漿體系，無論是小樣試驗還是大樣復查，一 定要認真操作，確保試驗數據準確可靠。考慮到重力錘下落，水泥漿靜止時間長，要做停泵安全試驗，即第一級的稠化時間要包括在碰壓結束后的時間加停機60min后再開機，監測稠 度和稠化時間，防止超過分級箍的部分水泥漿凝固。9、由于水泥漿量大和多種水泥漿體系，要采用3臺注灰車參與施工， 并選配優秀的操作人員，打好水泥漿密度，確保順利施工和固井質量。10、這樣大尺寸的分級箍，國內鮮有產品，大陸架公司協同設計制造， 我們組織了各方面

10、的專家對工具的結構原理進行認真剖析，分析可能存在 的隱患和可能發生的事故，制定有針對性的預防措施和補救方案。（四）、水泥漿體系第一級：1、漂珠低密度體系稠化時間：449min/80CX40MPa強 度：15.1MPa/80CX0.1MPaX48h失 水：26ml/80CX6.9MPa游離水：0.3ml/27CX0.1MPa流變參數：K = 0.14Pa ns，n=0.672、低失水微膨脹體系水固比 44%,密度 1.90g/ cm3 BHCT:80C,稠化時間：202min/80Cx40MPa強 度：19.8 MPa/80Cx0.1Mpax24h失 水：76ml/80Cx6.9 MPa流變參數

11、：K = 0.18Pa ns，n=0.62第二級1、粉煤灰低密度體系水固比 50%，密度 1.67g/ cm3,BHCT:60C,稠化時間：304min/60CX30MPa強 度：15.4MPa/60CX0.1MPaX48h失 水：96ml/60CX6.9MPa流變參數：K = 0.15Pa ns，n=0.712、低失水高分散早強體系水固比 44%，密度 1.90 g/ cm3, BHCT： 60C稠化時間：184min/60CX30Mpa強 度：18.7Mpa/60CX0.1MpaX24h失 水：146ml/60CX6.9MPa流變參數 K = 0.22 Pa nsn = 0.65（五）、現

12、場施工情況：1、一級固井現場施工情況分級箍實際位置1985米05年6月6日23:00-6月8日10:40下套管6月8日10:40-6月9日10:05循環泥漿，排量2.2m3/min,泵壓3MPa10:05-10:15 注隔離液 12m3，密度 1.02g/cm310:15-11:15 注水泥漿 79.8 m3,排量 1.7 m3/min，泵壓 76 MPa,p min=1.17 g/cm3, p max=1.90 g/cm311:15-11:20 壓塞 2.0 m311:20-13:10 替泥漿 222.9 m3，排量 2.2 m3/min, 0-9 MPa，后期排量1.9 m3/min 泵壓

13、 9 MPa，碰壓至 15 MPa。13:10-13:12檢查浮箍密封情況一不倒返。13:12-14:10-投重錘后，試蹩三次，直至58min后蹩到15MPa才打開 分級箍。14:10開泵循環，放掉多余水泥，準備二級固井。2、二級固井現場施工情況6月9日14:10-10日10:10循環泥漿，排量2.2m3/min，泵壓3 MPa10:10-10:20 注隔離液 12m3，密度 1.02g/cm310:20-12:27 注水泥漿 293.2 m3,排量 2.7 m3/min，泵壓 1211 MPap min=1.43 g/cm3, p max=1.94 g/cm312:27-12:32 壓塞 2

14、.0 m312:32-13:45 替泥漿 151.3 m3，排量 2.1 m3/min, 0-9 MPa,后期排量1.8m3/min 泵壓 9 MPa，碰壓至 17 MPa。13:45- 13： 47檢查浮箍密封情況一不倒返，返出水泥漿約20 m3。（六）、主要技術成果1、339.7mm套管下至予定井深，創出了勝利油田大同尺套管下深最 高指標。2、注水泥540噸，施工順利。創出了勝利油田單井固井施工注水泥量 新紀錄。3、339.7mm大尺寸國產分級箍第一口井第一次應用并取得成功。4、漂球水泥漿體系的水泥漿密度可以達到1.40g/cm3以下，強度可以 大于10MPa。5、粉煤灰水泥漿密度在1.5

15、5s1.65g/ cm3之間，強度可以大于10Mpa, 作為充填水泥漿已得到廣泛應用，且效果良好。二、O244.5mm+0250mm復合尾管固井（一）基本數據：1、井身結構:序號鉆頭尺寸X井深mmxm套管尺寸x下深mmxm鋼級壁厚mm封固井段m1660.4x312508x310J55/T12.700 3102444.5x2932339.7x2932P110B12.190 2931本次開鉆設計井深：4253m實際井深4250 m懸掛器位置:2720 m9 7/8套管設計下深：4250m13 3/8套管設計下深：2931m2、套管數據:套管外徑鋼級壁厚mm扣型內徑mm下入井段m單位重量 kg/m段

16、重 t244.5mmTP125TT11.99BTC220.522720-290070.0112.6250.825mmVAM-140HC15.88VAM TOP219.042900-425093.46126.23、完鉆泥漿性能:泥漿體系密度g/cm3粘度 s濾失量ml泥餅mm動切力PaPH含砂%塑粘欠飽和鹽水聚磺鉆井液2.2860-8040.515-259-110.3%30-604、井底靜止溫度158OC，井底循環溫度：130吒（二）固井技術難點1、膏鹽層厚度大，對水泥漿污染嚴重，造成水泥漿稠化速度加快，稠化時間縮短，膏鹽層對水泥漿的污染是主要問題之一。2、鹽膏層地層壓力高，蠕動速度快，鹽膏層井

17、段的水泥漿在未形成強 度前被“擠走”的可能大。3、鹽膏層的蠕變，可以擠毀套管，使后續鉆進無法進行。4、設計水泥漿密度高，混拌水泥漿的難度大，5、鉆井液密度高，粘度和切力值大，提高頂替效率是難點。6、3800-3900m井段的砂巖夾層壓力當量密度低，下套管的激動壓力和 下完套管后的開泵啟動壓力的允許范圍小，井漏是本次固井應考慮的主要 問題。（三）、主要技術措施:1、為提高頂替效率，預處理20m3密度為1.9-2.0g/cm3的鉆井液， 以確保在注隔離液之前向井內泵入12-15 m3；2、采用密度2.3 g/cm3左右的G級微硅加重水泥低失水抗鹽水泥漿 體系，降低鹽膏層的蠕動速度，防止鹽膏層的污染

18、，確保鹽膏層井段的固井 質量；3、鹽膏層和軟泥巖井段采用250mm的加厚套管，以提高套管的抗 外擠能力。4、做好水泥漿性能實驗，控制好稠化時間，保證施工的安全性。5、使用加重隔離液，密度為1.9g/cm3。6、碰壓后，提出中心管大排量循環6小時，以確保在水泥漿凝固之 前對井下施加一定的壓力；7、選用進口浮箍、浮鞋，保證工具滿足井下特殊要求與操作的可靠 性。（四）現場施工情況該井于2006年2月5日下完套管，開泵時發生井漏，只進不出，排 量1.6m3/min，壓力78Mpa，經研究決定從底部擠水泥和上部喇叭口擠水 泥相接的施工方式。第一次擠水泥06年2月5日14： 00開始，擠水泥56方（設計6

19、0方），密度2.10 g/m32.25 g/m3，第二次擠水泥06 年 2 月 8 日，試擠壓力：1.551.60 m3/min ,壓力 1213 Mpa。施工方案：1、244.5mm尾管喇叭口深度2730米，5 1/2”鉆桿下至2688米。2、注前置液3方，水泥漿（密度2.10 g/m3）30方。3、起鉆桿15柱。4、循環一周以上。5、關封井器，擠水泥。6、候凝。具體施工數據1、244.5mm尾管喇叭口深度2730米，5 1/2”鉆桿下至2688米。2、15柱鉆桿長度9.16*3*15=412米。起完鉆后，鉆桿下深2276米。3、30方水泥漿在339.7mm套管中的長度為384.64米。4、

20、起鉆前（鉆桿下深2688米），鉆桿底部至244.5mm尾管喇叭口長 度42米，該長度在339.7mm套管內容積為：78升/米*42米=3.27方。5、起鉆前，鉆桿內容積：11.05升/米*2688米=29.7方，起鉆后鉆桿內 容積：2276 米*11.05 升/米=25.15 方。6、為防止起鉆時，井口反噴，替泥漿時，鉆桿內少替5方（應替29.7, 實替24.7方），替泥漿結束時鉆桿內水泥面高度2234米，鉆桿外水泥面高 度2303米。7、起完鉆后，鉆桿下深2276米。水泥塞位置26882304米（長度384 米）。8、起完鉆后，鉆桿離喇叭口距離2730-2276=454米。9、關封井器結束時

21、，喇叭口以上留水泥塞100米，則替泥漿數量為：（2730-100）-2304=326 米；326 米*78 升/米=25.4 方10、擠水泥前，開泵試擠測試，排量1.56方/分，壓力12-13Mpa .11、注隔離液3方，水泥漿30.2方，密度2.052.20克/厘米3,注灰 壓力1012 Mpa .注后置液1.5方。12、開泵替泥漿23方（井隊為防止起鉆時井口反噴，臨時要求少替1.7 方）。替泥漿排量1.57方，替漿臨結束時排量降為1.5方，壓力15 Mpa .13、卸彎頭，起鉆15柱（用時40分鐘），接上水龍帶循環，排量3.2 方/分，循環70分鐘（循環一周約：11.05升/米*2276米

22、+63升/米*2276 米二168方/3.2方=52分鐘）14、關封井器，鱉壓擠水泥，排量1.56方/分，壓力由12 Mpa.上升至 18.5 Mpa .15、關閘門，要求井隊24小時以后放壓。（五）、主要技術成果（1）本井含有大段的軟泥巖，地層蠕變能力強，對套管擠毀幾率高， 要求套管的抗擠能力要強，采用復合尾管柱，在軟泥巖井段和鹽膏層井段 采用加厚套管，提高了套管抗擠毀能力，保證了后期鉆井的順利進行。（2）通過調整水泥漿配方，提高了水泥石的抗壓強度；通過改善水泥 漿流動性，提高水泥漿頂替效率，保證了水泥石的強度，使套管得到了有 效保護。（3）本次完井裸眼井段含有大段鹽膏層，如果采用普通水泥漿

23、體系， 由于水泥漿失水，將會造成巖鹽層井段水泥石膠結強度很差，達不到封隔 地層的目的，為此，我們優選使用了半飽和鹽水水泥漿體系，保證了巖鹽 層井段的水泥環膠結質量。（4）本次完井井深4250m，井底溫度高，地層孔隙壓力大，要求水泥 漿抗高溫能力強，水泥漿密度必須能夠有效平衡地層壓力，同時水泥漿的 沉降穩定性要好，所以，我們進行了大量的室內試驗，優選出了具有良好 的抗高溫能力，良好的沉降穩定性的加重水泥漿體系，保證了現場施工的 順利進行。三、139.7mm尾管及回接固井（一）基本數據：1、井身結構：開鉆鉆頭鉆深套管順序尺寸mmm尺寸mm鋼級壁厚mm扣型下深m封固井段m1660312508J551

24、2.7LTC31031002444.52932339.7P11012.19LTC2922.782922.7803311.14155250.8VAM-140HC15.88VAM-TOP4153.184153.182735.97244.5P110B11.99BTC2927.094215.97026139.7P11010.54LTC702370233903本次開鉆設計井深：7000m實際井深7026 m懸掛器位置：3903 m51/2套管設計下深：7023m2、139.7mm尾管管串結構序號名稱尺寸 (mm)鋼級壁厚mm數量段長m下深m1浮鞋139.710.617025.252旋流139.7P110

25、10.5412.507024.643浮箍139.710.237022.144套管139.7P11010.54110.737021.915浮箍139.710.237011.186套管139.7P11010.54110.657010.957球座139.710.327000.308管串139.7P11010.542903060.096999.989懸掛器13.093939.8910回接筒11.203936.8011提升短節11.493935.6012鉆桿139.7S13510.541701644.173934.1113轉換接頭S13510.492289.9414鉆桿127S1359.19238228

26、9.452289.453、139.7mm尾管固井前泥漿性能密度g/cm3粘度 s塑性粘度 mpa.s初切/終切Pa動切Pa泥餅mmAPI失水 ml含砂%Cl-ppm摩阻系數PH1.7578706.5/19220.53.20.2900000.0638.5（二）固井技術難點1）井底溫度高，理論靜止溫度為251C，實際溫度為230C，對水泥漿體系及配套工具、附件要求高;2）尾管封固段長達2870m,采用液壓式懸掛器，對各層壓力體系要求 高，存在提前坐掛、套管下不到底的情況；3）該井自6519m以下井段井徑因高溫無法測量，注水泥漿量不易掌握， 存在漏封和水泥漿附加過大情況；4）封固段長，且地層壓力較高

27、，為確保水泥漿有良好的流動性和抗高 溫性能，必須選用性能穩定的水泥漿體系；5）尾管施工過程中水泥漿環空流動摩阻大，替漿后期壓力高，給施工 造成困難；6）回接單級封固段長達4000m，水泥用量大，且上部環空容積大膠結 質量不易保證，對固井工藝及施工設備性能要求高；（三）技術措施1）為降低下套管回流阻力和對地層的回壓，下套管前適當降低鉆井液 密度，降粘切，提高流動性。為確保套管在下到底順利開泵，下套 管在進入裸眼段后進行多次中途開泵，開泵壓力控制在10MPa內。2）下套管及固井施工前，根據循環排量和壓力推算地層承壓能力，以 此確定固井漿柱結構及施工排量和壓力。3）采用特種材質的抗高溫液壓尾管懸掛器

28、及相應浮鞋、浮箍、套管扶 正器等附件，并對懸掛器各銷釘耐壓數據進行多次模擬實驗，保證 數據的可靠；4）由于泥漿密度較高，為提高頂替效率，選用山東沃爾德公司高性能 的加重隔離液。5）優選水泥漿體系，確保固井安全和質量。根據實驗要求山東沃爾德添加劑與斯倫貝謝添加劑進行長時間對比實驗，發現山東沃爾德公 司添加劑具有更好的室內和現場可操作性，并且價格更具優勢。6）為確保套管重疊段處封固質量，尾管與上層套管重疊200米7）回接采用大排量注水泥及替漿工藝，防止水泥漿污染，提高頂替效率，確保固井質量（四）現場施工情況1、尾管固井現場施工07年4月6日19:00-4月8日7:00下套管及鉆桿7:00-9:14

29、 循環泥漿，排量 1.4m3/min,泵壓 17MPa9:14-9:20懸掛器坐掛，坐掛壓力15 MPa9:20-9:25憋通球座，憋通壓力17.5 MPa9:25-14:35 循環，排量 1.4m3/min,泵壓 17MPa14:35-15:00 注隔離液 8 m3，密度 1.75g/cm315:00-16:20 注水泥漿 90 m3，p min=1.80 g/cm3, p max=1.90 g/cm316:20-16:26 壓塞 2.0 m316:26-17:23 替泥漿 72.2 m3，排量 1.4 m3/min，0-15 MPa，后期排量1.0 m3/min 泵壓 10 MPa，碰壓至 15 MPa。17:23-17:25檢查浮箍密封情況。17:25拔出中心管循環，排量2.0 m3/min，泵壓8 MPa,循環出水泥及混漿約20 m32、回接固井現場施工4月13日11:00-4月14日9:45下套管09:45-15:45 循環泥漿，排量 2.7 m3/min，泵壓 17 MPa15:45-15:52 注隔離液 8 m3,密度 1.02g/cm315:52-17:38 注水泥漿 210 m3,排量 2