单级双封固井技术简介
房恩楼
中海技服固井（塘沽）公司
摘要：单级双封固井技术是渤海优快钻井技术中关键技术之一。这项技术在渤海公司几个优快钻井项目中连续取成功，标志着单级双封固井技术日趋成熟。本文总结了近几年来单级双封固井技术在优快钻井项目中的成功经验，并就单级双封固井技术的操作、设计等方面的要点、难点进行了系统阐述。
关键词：单级双封 前置液 前置水泥浆中间液后置水泥浆
引言
单级双封固井技术在一些油田曾经使用过。但受当时的技术、仪器以及认识不足等影响，技术效果不明显，固井质量未能达到预期要求。单级双封固井技术在渤海湾绥中36-1J区优快钻井项目中首次应用并取得全面成功后，又先后在歧口17-3、锦州9-3等边际油田优快钻井项目中取得了良好的封固效果和极高的经济效益。其低成本、高效益的优势，引起钻井界的普遍关注。这项技术被认为是开发边际油田及降低原油成本的一条新思路。
单级双封固井技术的经济优势
单级双封固井与常规双级固井所达到的最终封固效果是一致的，但单级双封固井与双级固井相比更具以下经济优势：
省去一个分级箍，同时缩短了施工时间，压缩了施工程序。（相当节约了至少10小时的钻机时间）。
省去了一次钻分级箍作业及一次刮管作业（可节约24小时钻机时间）。
通过相关技术及交叉作业，可实现无钻机时间候凝（可节约24小时钻机时间）。
可实现无钻机时间测固井质量（可节约4小时钻机时间）
以上各项累计可节约62小时的钻机时间
3单级双封固井技术特点
单级双封固井技术是采用类似于常规单级固井的方法，同时对两段（不相临的）目的段进行封固的固井技术。全称为单级固井双井段封固技术。通俗地讲，当某井（技术或油层）套管需要对两个层段（或井段）同时进行封固时，按照常规单级固井的基本程序先后注入两段水泥浆（两段水泥浆之间用中间液分隔开），然后顶替这两段水泥浆同时返到预定位置的固井技术。
3.1.固井封固结构示意图
(见右图)
3.2.适用范围
单级双封固井技术适用于各类直井、定向井的技术套管或油层套管的固井作业。尤其在丛式井中，更能充分体现其优越性和经济性。
单级双封固井技术一般不适用于高温、高压或含有压力敏感地层的井中作业。
3.3.附件准备
单级双封固井作业所需附件为：浮鞋、浮箍、顶塞、底塞、套管弹性扶正器及刚性扶正器等。
单级双封固井技术要点
4.1.施工步骤
单级双封固井施工步骤并不复杂，其主要次序是：
a）注入前置液（包括冲洗夜、隔离液）；b）释放底塞；c）注入前置水泥浆；d）注入中间液；e）注入后置水泥浆；f）释放顶塞；g）替尾水及替泥浆；h）碰压后，放压确认无回流；I）候凝；
4.2.关键名词解释
前置液：
前置液是冲洗液、隔离液的统称，其主要起对泥浆进行稀释、冲洗、隔离等作用。保证水泥浆在与地层、与套管交界面上有良好胶结。
b）前置水泥浆：
前置水泥浆一般用来封固（充填）上部（上层套管鞋附近）套管环空和井眼环空。在丛式井（定向井）中，前置水泥浆主要用来封固各井垂直井段。其目的是防止在钻井过程中发生井眼互窜；同时也有利于后期完井、开采等作业
后置水泥浆：
后置水泥浆用来有效封隔主要目的层，如：油、气、水层等关键层位。以保证油田的正常开发、开采。
中间液：
用来填充前置水泥浆与后置水泥浆之间的井内环空。
4.3.设计基本思路
注入足够量的冲洗液和隔离液；
一般前置水泥浆要求返高至上层套管。为保证有足够的优质前置水泥浆返至预定位置，这就相当于需要在整个裸眼环空中进行有效冲洗隔离，因此冲洗隔离液的性能及注入量直接关系着前置水泥浆的封固效果。
另外，设计前置液总注入量时，应充分考虑裸眼长度、井底压力、固井前后环空静液柱压力等因素的相互影响。
释放底塞；
出于不同的目的考虑，常规施工有两种做法，一种是先注入前置液，然后在注入前置水泥浆之前释放底塞；另一种是先投底塞，再注入前置液，然后注入前置水泥浆。第一种做法主要考虑尽量减少水泥浆在套管内的污染，但其缺陷是会造成前置液长时间静止浸泡井底地层。而第二种做法虽然可以避免上述缺陷，但会造成前置水泥浆在套管内被污染（或被部分污染）。相比较而言各有利弊，应视井下实际情况而定。
混注前置水泥浆；
前置水泥浆化验性能应满足工程及施工要求。水泥浆比重可根据工程要求及井底压力、环空静液柱压力等进行调整。稠化时间应适当延长。
注入中间液
中间液用来分隔前置水泥浆和后置水泥浆，所以其应具有对套管无腐蚀、对地层无污染、与水泥浆有良好的相容性、易顶替等特性。
中间液设计注入量应与环空实际需要量相符，注入量过大或过少都会影响前置水泥浆返高，亦会影响整个环空静液柱压力（此点在定向井中尤为重要）。
混合并注入后置水泥浆；
此段水泥浆用来封隔下部油、气、水层等重点封固段，其封固效果直接关系着整个施工以及整口井的成败。因此，保证后置水泥浆的有效返高和胶结质量是整个固井设计的核心。水泥浆性能必须满足油田开采和施工要求。
后置水泥浆注入量的多少也直接影响前置浆的返高，所以设计后置水泥浆浆注入量时应与设计中间液一样进行综合考虑。
替尾水及顶替水泥浆返至预定位置；
候凝；一般按API要求候凝24小时后进行固井质量检测。
4.4.施工注意事项
在施工之前，应根据井眼情况、井下压力和封固要求确定两段水泥浆的比重、封固长度等。并准确计算出各段水泥浆量、中间液量、替泥浆量等。
在施工时，先对地面设备进行严格检查，并对地面管汇试压，合格后，按设计步骤进行施工
单级双封技术难点
从施工程序上看，单级双封固井与常规单级固井施工程序基本相同。所不同的是，单级双封固井注入两段水泥浆（即前置水泥浆和后置水泥浆）。
单级双封固井技术的难点主要在于：
1）对裸眼容积的准确估算。
因为前置水泥浆的返高直接受中间液及后置水泥浆返高影响。很明显如果预计裸眼容积与井眼实际容积相差很大，会直接影响到前置浆、后置浆实际的返高位置，导致不能达到预期要求或不能满足验收标准。尤其在定向井中，电测仪器测得的井径有一定误差。以前利用单级双封固井失败的主要原因是：水泥浆不能准确返到预定位置。不是返高过高压漏地层，就是返高不够未封住油气层。因此，估算环空容积时应综合考虑、分析、对比钻井时的井下情况以及地层，钻速、井口返出情况等是至关重要的。在固井前应对实际井眼容积进行测定、推算，并与设计容积进行对比以确定最佳的裸眼环空容积附加量
2）保证前置水泥浆的有效充填
前面已经谈到，前置水泥浆相当于流经整个井眼一周的距离。因此，防止水泥浆被过分污染是保证前置水泥浆充填（封固）效果的关键。当然，保证套管居中、交界面干净等措施也是同等重要的
3）确保后置水泥浆的有效封固
由于后置水泥浆的注入量直接影响着前置水泥浆的返高，这就要求后置水泥浆的附加量与实际井眼需要量相一致。出于对油气层封固质量的担心，人们往往将后置水泥浆的附加量加大。但附加量过大会造成前置水泥浆返出井口以及对井内压力等产生负面影响。
6结束语
随着全球石油储量日趋贫乏，边际井的勘探开发是当前石油勘探开发事业必然的发展趋势。所以如何缩短钻井周期，降低钻井成本是当前钻井界必须解决的课题。由于固井成本在钻井成本中占很大比例，所以降低固井成本显得尤为突出。相信随着相关技术的快速发展，单级双封固井技术会越来越完善；会被越来越多的业内人士所接受。
固井技术交流材料单级双封固井技术简介--交流
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