２０１２年第５期 西部探矿工程 ３９ 反循环固井技术解决特殊固井难题 龚孝林 （川庆钻探工程有限公司井下作业公司分公司，库尔勒８４１０００） 摘要：反循环固井技术在国内的研究应用很少，还处于摸索阶段，介绍了反循环固井工艺技术的优 缺点，以ＴＺ××水平井、ＫＳ××井反循环固井工艺技术成功应用的实例，指出反循环固井工艺结合 先进的固井工具和水泥浆技术，应用在实际生产中可以解决一部分特殊井，如低压易漏失井、大温差 井的固井难题。 关键词：固并；反循环固并；恒低密度水泥浆；管外封隔器；大温差 中图分类号：ＴＥ２５６文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７ｌ６（２０１２）０５—００３９—０２ 传统意义上的固井通常是指从套管内注入水泥浆 排量下，反循环固井更容易达到较好的顶替效果，反循 然后将其替人环空来达到封固目的，这也是最为常用的 环时钻井环空留下的岩屑颗粒更容易下沉至井底或被 固井方法，而反循环固井，顾名思义，就是建立一个循环 携带至套管内，而正循环正好相反，井底岩屑颗粒被携 通道，从环空注入水泥浆从套管内返出钻井液，直接让 带至环空而且要驱替干净需克服更大的阻力；而且环空 水泥浆停留在环空来达到封固目的，在过去的固井实践 反循环压力更低，可以采用较大排量进行循环，提高对 中，反循环固井技术应用较少，但随着钻井完井工艺技 井壁的冲刷效率，固井施工前，在正反循环钻井液过程 术的提高，实际生产过程中遇到的难题以及节约成本的 中反复改变钻井液流动方向，也有利于清除泥饼及岩 需要，反循环固井工艺结合先进的固井工具和水泥浆技 屑；反循环固井时，水泥浆不需要经过套管内的流动，减 术，开始在实际生产中应用，并成功地解决了一部分特 少了水泥浆与钻井液的接触混合，有利于提高固井质 殊井，如低压易漏失井、大温差井的固井难题。国外应 量。当然，优质的井眼条件、良好的钻井液性能、高效隔 用反循环固井技术较多，也比较成熟，在加拿大Ａｌｂｅｒｔａ 离液的使用、优化的水泥性能也相当重要。 油田已经应用反循环固井工艺，来封固井深３１００ｍ左 （３）可缩短水泥浆稠化时间：反循环固井施工时间 右的气井，而在国内反循环固井工艺技术的研究应用还 短，水泥浆不需要经过套管内的顶替，节约了固井施工 很少。 时间，对水泥浆的设计上更易于调节，可以设计稠化、凝 １反循环固井的优缺点 固时间较短的水泥浆来封固目的层，在更短的时间内获 １．１反循环固井工艺的优点 得较高的抗压强度，从而缩短钻井周期，而且在材料上 （１）降低当量循环密度：反循环固井时流体在重力 还可节省一部分添加剂的用量，大大节约成本。 作用下，施工压力往往比较低，产生的摩擦阻力较小，从 （４）对于低压易漏失井，反循环固井可降低水泥浆 而减小对井底的作用力，即降低了当量循环密度。减小 进入油气层的风险，达到保护油气层的目的。相对正循 了对井底的压力，其好处是显而易见的，其一，可以减少 环固井来说，反循环固井对井底的压力较小，可以在一 水泥浆、钻井液的漏失，还可以不使用分级固井工具，节 定程度上减少漏失，而且便于设计稠化、凝固时间短的 约工具成本，缩短钻井时间；其二，水泥浆在重力作用 水泥浆，具有一定堵漏效果。 下，环空流动速率更快，对环空钻井液的顶替更干净，有 （５）反循环固井施工工艺简单，易操作。一般程序： 助于提高固井质量。 从套管头处接地面管线，井口接旋塞及回收钻井液管 （２）提高顶替效率，提高固井质量：反循环固井的顶 线，注前置液，注水泥浆，替清水，关井候凝。 替效率是普遍让人担心的问题，Ｇｒｉｆｆｉｔｈ等人通过大量 （６）反循环固井不需分级箍、浮箍、胶塞等工具附 试验研究表明，相对于传统正循环固井来说，在相同的 件，即节约了成本，又消除了由于工具附件引起复杂事 ＊收稿日期：２０１１—０８—２ｌ 作者简介：龚孝林（１９７９一），男（汉族），重庆人，工程师，现从事固井工程技术工作。 ４０ 西部探矿工程 ２０１２年第５期 故的风险。 １．２反循环固井的缺点 反循环固井具有很多的好处，但也有缺点，反循环 固井的缺点是不能准确确定水泥浆何时到达套管鞋，对 套管鞋的封固质量难以保证，套管内水泥塞长度难以控 制。 并顺利完成施工。本次施工创造了塔里木油田 １７７．８ｍｍ套管单级回接固井最深记录。 （１）喇叭口位置６２３Ｂ．６５ｍ，外层套管 ２４４．５ｍｍＸ １１．９９ｍ。 （２）钻井液密度１．９５ｇ／ｃｍ３，粘度６６ｓ。 （３）入井管串：插入密封＋ｊ２『１７７．８ｍｍ套管至井 口。 ２反循环固井实例介绍 ２．１ ＴＺＸ ｘ水平井基本资料 （４）水泥浆设计：两凝水泥浆，领浆实验温度 １１２℃×２．０ｇ／ｃｍ３，稠化时间２４０ｍｉｎ，尾浆７Ｏ℃× ２．０ｇｌｃｍ３，稠化时间１２０ｍｉｎ。 （５）固井施工流程：下套管完后试插验证密封性，上 （１）基本数据：完钻井深：４００５ｍｍ，造斜点： ３２９９．５８ｍ，Ａ点斜深／垂深：３７２７．５１ｍ／３５９５．１２ｍ，上层 套管 ２４４．５ｍｍ，套管下深３２５０．１３ｍ。 钻井液体系及性能：密度１．２４ｇ／ｃｍ。，粘度５２ｓ，初 切３Ｐａ，终切５Ｐａ。 复杂情况：钻井液当量密度１．２４ｇ／ｃｍ３，钻井过程 中漏失速率在３￣５ｍ３／ｈ之间，液面在井口１５ｍ左右。 下套管过程中平均漏速１．１ ｍ３／ｈ。下完套管后，正打压 １６ＭＰａ坐封隔器，反打压５ＭＰａ ０，封隔器未完全将漏 层隔开，正打压１６．５ＭＰａ液压式分级箍开孔，循环观 察，正循环：排量ｌＯＬｌｓ，泵压４ＭＰａ，漏速８ｍ３／ｈ；反循 环：排量１６Ｌ／ｓ，泵压ＩＯＭＰａ，漏速１．０ ｍ３／ｈ。 （４）管串结构： １３９．７ｍｍ引鞋（４００３．１ｌｍ）＋ １３９．７ｍｍ筛管２４根＋ １３９．７ｍｍ套管１根＋盲 板＋ １３９．７ｍｍ套管１根＋盲板＋ｊ２『１３９．７ｍｍ管外 封隔器２只（３７１９．１８ｍ）＋液压式分级箍１只 （３７１３．３１ｍ）＋ １３９．７ｒａｍ套管３８根＋变径 （ １３９．７ｍｍＸ １７７．８ｍｍ）＋套管串至井口。 （５）井底温度１０９℃，平均井径２３３．７ｍｍ。 （６）水泥浆密度１．２５ｇ／ｃｍ３，稠化时间２３６ｍｉｎ，３６ｈ 强度１４ＭＰａ。 提管串，将插入密封提出回接筒ｌｍ左右。正反循环排 后关封井器，反循环固井。反循环注前置液３．６ｃｍ３，密 度１．９５ｇ／ｃｍ３，排量１５Ｌ／ｓ，压力２０ＭＰａ。反循环注水 泥浆７５ｍ３（领浆２３ｒｎ３，尾浆５２ｍ３）平均密度 １．９９ｇ／ｃｍ３，排量１０￣２０Ｌ／ｓ，压力２０ＭＰａ。开封井器， 下插插入筒，检查无回流。 （６）固井经验总结：本次固井施工，成功解决了大温 差固井，有效避免了超缓凝风险，为以后长封固回接固 井打下坚实基础，提供参考经验。无需回接式浮箍、胶 塞，节约了成本。 ３几点认识及建议 （１）反循环固井施工的成功应用，改变了传统固井 理念，为以后的固井提供更多的固井工艺选择，为反循 环固井的推广应用提供实例参考价值。 （２）反循环固井工艺结合先进的固井工具和水泥浆 技术，可以解决一部分特殊井（如低压易漏失井、大温差 井）的固井难题。 （３）实践证明，通过精心设计准备，反循环固井也可 以获得较好的固井质量。 （４）由于国内对反循环固井技术的研究和实际运用 （７）现场反循环固井程序：从套管头处接地面管线， 井口接旋塞及回收钻井液管线；注冲洗型前置液７ｍ。， 配注纤维堵漏浆２５ｍ３，密度１．２５ｇ／ｃｍ３，注水泥浆 ４Ｏｍ３，密度１．２５ｇｌｍ３，替清水Ｉｍ３，关井口闸门，关套管 头闸门；关井候凝２４ｈ，累计候凝４８ｈ后探塞。 （８）经验总结：本次固井整个施工过程中无漏失，说 明使用反循环固井工艺，配合使用管外封隔器以及超低 密度水泥浆，可以减少漏失，减少了水泥浆对油气层的 污染，达到保护了油气层目的。后期探塞，水泥塞较长 ５６９ｍ，电测重合段固井质量良好，裸眼段固井质量合 格。 ２．２ ＫＳＸ Ｘ井１７７．８ｍｍ回接固井 较少，需要经过更多理论研究和实践，在特殊条件下推 广运用这一固井工艺技术。 参考文献： Ｅｌｉ Ｊａｓｏｎ Ｄａｖｉｅｓ，Ｋｉｍ Ｐａｒｅｎｔｅａｕ，Ａｎａｄａｒｋｏ Ｃａｎａｄａ Ｃｏｒｐｏｒａ— ｔｉｏｎ；Ｇｕｙ Ｓｃｈｐｅｒｔ，Ｆａｒｚａｄ Ｔａｈｍｏｕｒｐｏｕｒ，ａｎｄ Ｊａｍｅｓ Ｇｒｉｆ— ｆｉｔｈ，Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ，Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｅｍｅｎ— ｔｉｎｇ Ｊｏｂｓ—Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｃａｓｅ Ｈｉｓｔｏｒｙ，ＩＡＤＣ／ＳＰＥ Ｄｒｉｌｌ— ｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｈｅｌｄ ｉｎ Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓ，Ｕ．Ｓ．Ａ，２－４ Ｍａｒｃｈ ２００４． ［２］Ｄｅａｎ Ｅ．Ｇａｄｄｙ．Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ反循环固井创世界纪录［Ｊ］．赵 春林，译．国外油田工程，２００１（４）． ＫＳＸ×井是一口预探井，回接 １７７．８ｍｍ套管至 井口完井，喇叭口６２３６．６５ｍ，封固段长，温差达１２５℃， 为解决大温差引起超缓凝难题，使用反循环固井工艺，
