提高油田固井質(zhì)量的施工措施探討

賈洪輝

摘 要：開采石油過程中，油田的固井工作是保證石油順利開采的重要步驟之一。固井工作質(zhì)量的高低對石油開采的成本與開采時間具有非常重要的影響。有效提高油田的固井質(zhì)量能夠有效提高石油開采質(zhì)量，降低開采成本。但在實際開采過程中，不利于石油固井的因素有很多，本文對這些問題進行分析，提出提高油田固井質(zhì)量的措施。

關鍵詞：油田；固井質(zhì)量；施工措施

引言

油田固井是一個下水泥和套管套的過程。在該過程中，固井質(zhì)量的高低決定了油田的使用時間與石油資源的開采質(zhì)量。油田固井是個非常繁瑣的過程，技術含量較高，需要考慮的方面也較多。近年來，科技發(fā)展帶動油田固井技術逐漸得到提高，人們對石油開采的要求也逐漸升高，環(huán)保意識增強對油田固井質(zhì)量提出了較高要求。

一、影響油田固井質(zhì)量的因素

分析影響油田固井質(zhì)量的多種因素能夠針對性改進油田固井技術，從油田的地質(zhì)特征、水泥的各項特征等方面進行分析，總結(jié)出以下三點，具體如下：

1.油田底層特性

油田底層的特性能夠影響水泥環(huán)的第二界面的膠結(jié)。油層與水層之間會有一段井水段，這個階段如果太過活躍就會導致泥漿污染底層，從而對水泥形成的膠結(jié)產(chǎn)生嚴重影響。而高滲透性的油氣水層可能會使得泥漿發(fā)生粉化，從而形成間隙，最終對油田固井造成消極影響。

2.水泥石的影響

在實際施工過程中，由于水泥在進行水化時發(fā)生的化學反應，產(chǎn)物體積會在一定程度上變小，而純水泥的體積最多可縮小5%，這會嚴重影響套管與井壁之間的膠結(jié)程度，無法保證油田固井的質(zhì)量，從而對石油開采產(chǎn)生嚴重影響。

3.水泥漿的影響

水泥漿是油田固井的重要原材料，其性能包括密度、失水量以及流變性均對油田固井有著非常重要的影響。泥漿的失水量過大則會導致大量自由水滲透，結(jié)果即是水泥漿體積降低，固井質(zhì)量下降。

二、提高油田固井質(zhì)量的施工措施

1、水泥漿流變性能的設計

在施工之前，工程師會對油田的現(xiàn)場進行考察，設計出較為合理的研究數(shù)據(jù)。但在實際施工時，實驗得出的數(shù)據(jù)參數(shù)與現(xiàn)場變化匹配不上，因此，在施工時確定井下施工條件后，計算環(huán)控流動的壁面剪應力，此時要考慮到油田的水泥漿的摩擦阻力、井眼阻力以及套管的直徑等因素[1]。壁面剪應力是在流動的時候產(chǎn)生的對井壁產(chǎn)生正向壓力的一種力量，準確計算壁面剪應力能夠有效消除膠凝鉆進液，同時，壁面剪應力與很多頂替技術的原理類似，隨著紊流流動，摩擦阻力會之間加大，流體塑性粘度適當提高能夠假發(fā)壁面剪應力，用賽琉頂替的方法有一個缺陷，即要求水泥具有很強的粘性，因此，紊流頂替對水泥粘度的要去較高，不然則達不到摩擦力的要求。從力學上來說，徹底清除膠凝鉆井液與壁面剪應力的大小直接相關，當壁面剪應力高于15Pa，此時完全保證頂替規(guī)則，因此，在水泥漿的流變性能的設計過程中，屈服值應該為21 - 38 Pa，要求水泥的初始稠度保持在16 - 30 Bc。

2、深層高溫高壓長封固井技術

長封固井技術是與套管強度、底層與地質(zhì)等各方面均有關的一種技術。該技術解決了兩方面難題：（1）在深井的管套浮箍上進行了加強，成功解決了套管串的附件在深井的高溫高壓的條件下密封困難的問題；（2）將扶正器改成彈性限位設置，保證了深井下套管扶正的要求，實現(xiàn)技術發(fā)展。在深井施工過程中，油田固井需輔助水泥外加劑，在深井高溫高壓條件下，水泥外加劑的低失水、抗高溫以及提高水泥強度等諸多長處保證了深井施工的正常進行。需要注意的是，在施工過程中，在合理范圍內(nèi)降低水泥密度能夠成功避免水泥漿漏漿，預防漏漿污染油氣的發(fā)生。同時，在深井施工過程中，高溫高壓條件下，要使用雙密度水泥，避免地層的破裂。

3、固井液固井技術

固井液固井技術是指在原先鉆井液的配方下進行優(yōu)化，添加水化類材料或者高爐碎渣等對鉆井液性能無顯著影響的附件材料。采用的固井方法常用MTC或者UF，這兩方法均在一定程度上要提高了固化液與鉆井液之間的兼容性，有效改善不兼容現(xiàn)象，從而取得非常好的膠結(jié)與阻隔作用，降低水流與油氣間串通，保證了水泥漿穩(wěn)定以及避免了水泥漿回落。外加輔助劑，在降低開采成本的同時，提高了強度、穩(wěn)定性，確保了油井的低失水、低污染，基本符合環(huán)保要求。

4、泡沫固井技術

泡沫固井技術包括兩種方法：（1）機械充氣產(chǎn)生泡沫水泥；（2）化學反應產(chǎn)生泡沫水泥。泡沫水泥的主要組成成分為穩(wěn)泡劑、氮氣以及處理劑等[2]。成分的配比需要結(jié)合油田的具體施工情況進行調(diào)整。泡沫水泥的使用在一定程度上提高了傳統(tǒng)水泥的抗壓能力，并且泡沫水泥的密度非常低，同時泡沫水泥具有可壓縮性，在水泥漿發(fā)生失重時比傳統(tǒng)水泥表現(xiàn)好。較低的密度在一定程度上提高了水泥漿的質(zhì)量與粘度，與傳統(tǒng)水泥漿相比，穩(wěn)定性與韌性均有不同程度的提高，值得提出的是泡沫水泥的成本較傳統(tǒng)水泥低，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟實惠，有效降低油田的開采成本。

結(jié)束語

油田固井技術是指將水泥漿注入井壁與套管之間的一個技術過程，在這個過程中，各個方面的細節(jié)均對油田的開采產(chǎn)生非常重要的影響。從油田的地質(zhì)特性到水泥的各方面性能的準確計算與評估是保證油田固井質(zhì)量的重要因素[3]。本文通過分析影響油田固井質(zhì)量的多方面因素后提出能夠提高油田固井質(zhì)量的一些措施，旨在與同行進行溝通交流，共同為有效提高油田固井質(zhì)量做出貢獻。

參考文獻

[1]馬力平.如何提高石油施工井的固井質(zhì)量[J].石化技術，2016，23（11）：234-234.

[2]鄭忠茂，劉天恩.埕海油田固井質(zhì)量影響因素分析及對策[J].化工管理，2015（27）：134-134.

[3]郭云龍.影響油田固井質(zhì)量的因素分析與對策研究[J].中國科技博覽，2015（23）：243-243.

（作者單位：中石化勝利石油工程有限公司固井技術服務中心）