海油固井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

楊健(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部深圳作業(yè)公司，廣東 深圳 518000)

隨著海上油氣田開發(fā)力度的提升，我國油田開發(fā)和固井的主要業(yè)務(wù)集中在中國近海、東南亞、墨西哥灣等國家，由于氣候環(huán)境的不同，海油固井技術(shù)逐漸表現(xiàn)出開發(fā)的困難，對海油開發(fā)的進(jìn)度造成影響，其中海油固井技術(shù)難度表現(xiàn)的最為明顯，例如由于氣候環(huán)境的影響，在南海開發(fā)出的高溫高壓的油氣井，受到地勢影響，在南海東部開發(fā)出的大位移井等，針對海油鉆井工程出現(xiàn)的問題，我國提出了相應(yīng)的解決策略，例如研發(fā)出的新型固井添加劑和水泥漿體系等，有效的改善海油固井中出現(xiàn)的問題。隨著我國對石油產(chǎn)品需求的增加，現(xiàn)有的海油固井技術(shù)難以達(dá)到石油提取的最大化，因此本文探究海油固井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和展望是具有現(xiàn)實(shí)意義的。

1 固井技術(shù)

固井環(huán)節(jié)作為油氣井鉆井的步驟之一，在油氣井鉆井工程中占據(jù)著重要的位置，實(shí)施固井環(huán)節(jié)的目的是封隔住鉆井井眼中的水層、油層和氣層，提高油氣井的使用壽命和產(chǎn)量，對鉆井工程的實(shí)施具有積極的影響。

國內(nèi)固井技術(shù)：水平井固井套管設(shè)計(jì)技術(shù)，套管居中設(shè)計(jì)技術(shù)。水平井固井套管設(shè)計(jì)技術(shù)包括套管強(qiáng)度的設(shè)計(jì)和鉆井過程中下入套管的阻力計(jì)算，鉆井工程中的固井技術(shù)較為復(fù)雜，在下入套管的過程中要合理設(shè)計(jì)套管的強(qiáng)度，保證套管能夠承受軸向彎曲的負(fù)荷和上提或下壓過程中承受的力，根據(jù)對鉆井工程施工現(xiàn)場的調(diào)查可知：在下入套管時(shí)，水平井套管承載的量較常規(guī)直井承載的大，通常強(qiáng)度高于普通井的1.5 倍。套管居中設(shè)計(jì)技術(shù)：套管居中技術(shù)是使下入到井眼中的套管處于正確的位置，確保后續(xù)操作的安全性和可靠性，在套管居中的過程中需要使用相應(yīng)的工具，例如扶正器，扶正器的種類分為三種，剛性扶正器、這種扶正器的扶正力度最大，具有明顯的導(dǎo)流效果，有效的提高工作效率，但其具有的剛性過于強(qiáng)大，面臨復(fù)雜的情況時(shí)不宜使用；雙弧彈性扶正器，扶正力度是單弧的兩倍，使用于較復(fù)雜的情況下；單弧彈性扶正器：在正常情況下即可使用，扶正力度相較于雙弧彈性扶正器的效果小。套管扶正器正確位置的安放：是鉆井工程的質(zhì)量的重要決定因素之一，也是保證斜井和水平井固井質(zhì)量的基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)場的情況和工程師的計(jì)算，在最合適的位置放入扶正器，確保固井的質(zhì)量。套管居中技術(shù)使用的目的是防止由井斜角、鉆井液和水泥漿等造成的套管偏心，合理使用套管居中技術(shù)可有效的降低鉆井工程的風(fēng)險(xiǎn)，為工程的開展和實(shí)施作保障。

國外固井技術(shù)：國外的固井技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，盡管我國的固井技術(shù)取得一定的進(jìn)展，但是和國外相比還具有較大的差距，例如國外研究固井技術(shù)的資料和文獻(xiàn)較國內(nèi)多，在研究人員要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新時(shí)可快捷的查找相關(guān)的資料，我國獲取資料的方式則較為復(fù)雜；我國的實(shí)驗(yàn)手段比較潰泛，對固井過程中水泥漿性能的測試不能達(dá)到理想的效果，國外則具有專門的儀器為其評價(jià)水泥漿的性能。

目前，我國的海油固井技術(shù)的發(fā)展處于初級階段，隨著信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國針對海油固井技術(shù)的發(fā)展趨勢是具有樂觀態(tài)度的，有較大的發(fā)展空間，據(jù)此筆者從海油固井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，對海油固井技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望，有效促進(jìn)我國海油固井技術(shù)的進(jìn)步。

2 海油固井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

2.1 海油固井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

針對我國海油固井過程中面臨的問題，本文針對高溫高壓水泥環(huán)完整性固井技術(shù)、關(guān)鍵水泥添加劑固井技術(shù)和淺層氣固井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行探究。

高溫高壓水泥環(huán)完整性固井技術(shù)：在海上開發(fā)油田時(shí)常會(huì)遇到開采出高溫高壓井的問題，此類井具有地層溫度大于200℃、含有腐蝕性較高的氣體和空間狹小漏失石油的問題，需要具有較高水平的固井技術(shù)解決，我國石油開采領(lǐng)域的專家學(xué)者根據(jù)出現(xiàn)問題的原因和現(xiàn)象研究出高溫高壓水泥環(huán)完整性固井技術(shù)，解決了固井效率低、水泥漿腐蝕和應(yīng)力破壞造成水泥環(huán)損壞的問題。該技術(shù)主要包含三個(gè)方面：1）效率提高技術(shù)，海上油田固井受到環(huán)境影響較大，使用受溫度和溫度等環(huán)境因素影響較小的頂替效率提高技術(shù)，有效的解決了固井技術(shù)中頂替效率低的問題；2）堵漏固井技術(shù)：研發(fā)出海油固井過程中裂縫寬度隨著壓力變化而變化的技術(shù)手段；3）水泥漿技術(shù)，在固井的過程中，水泥漿起到重要的作用，受到外界環(huán)境的影響，水泥漿容易出現(xiàn)漏失、腐蝕和高溫的現(xiàn)象，對鉆井工程中的固井環(huán)節(jié)造成大的阻礙，模擬施工現(xiàn)場的環(huán)境，開發(fā)出水泥石應(yīng)力破壞裝置，解決固井過程中出現(xiàn)的漏失和腐蝕等問題，提高固井的效果。

關(guān)鍵水泥添加劑固井技術(shù)：水泥漿是鉆井過程中完成固井操作的主要產(chǎn)品，水泥漿承受的壓力以及其抗腐蝕等性能決定固井的水平，受到環(huán)境的影響，海上油田開采的過程中常有高溫高壓和復(fù)雜超深水井的出現(xiàn)，這對鉆井工程的開展進(jìn)度和實(shí)施效率造成較大的影響，針對鉆井過程中常出現(xiàn)的固井問題，我國的專家學(xué)者提出關(guān)鍵水泥添加劑固井技術(shù)，該技術(shù)基于低溫到高溫過程中建立的體系，合成水泥添加劑，確保穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的提升，主要包括四種合成添加劑，1）緩凝劑，受外界溫度影響較小，能夠承受高的溫度，在溫度較高的環(huán)境下，水泥的凝聚性能保持較好的效果，對油氣井固井效果的提升提供方法；2）降失水劑：降低水泥的失水性，保持水泥漿性能的穩(wěn)定性，有效的提高油氣井固井的效果；3）防氣竄劑：受到高溫高壓環(huán)境的影響，水泥漿容易出現(xiàn)氣竄的現(xiàn)象，造成水泥漿不穩(wěn)定，固井效果差的問題，使用防氣竄劑提升水泥漿的耐腐蝕性和耐氣竄性，有效的解決水泥漿不穩(wěn)定造成的井斜等問題；4）分散劑，分散劑的效果主要集中在降低水泥漿凝聚和抗堿性的效果上，在固井使用的水泥漿中加入分散劑有效提高水泥漿的穩(wěn)定性。

淺層氣固井技術(shù)：在海上開采油田的過程中常會(huì)出現(xiàn)淺層氣井，該類型具有淺層巖性疏松、承受能力低、壓穩(wěn)控制難、溫度低造成水泥漿容易水化等特點(diǎn)，對固井操作造成極大的困難，據(jù)此有學(xué)者提出使用淺層氣固井技術(shù)對其改善，主要包括兩種手段，1）隔離液技術(shù)，采用研發(fā)出的降低失水效果和抵抗鉆井液傷害的隔離液技術(shù)；2）抗傷害、防氣竄的樹脂水泥漿技術(shù)，該技術(shù)的抗傷害能力強(qiáng)，韌性高，有效防止因震動(dòng)出現(xiàn)裂紋而造成的氣竄問題。

2.2 海油固井技術(shù)發(fā)展展望

1）降低開采成本，提高開采效率：開采石油的過程是復(fù)雜的，其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)造成成本的損失，降低石油開采企業(yè)的利益。隨著科技的進(jìn)步，在未來我國的專家人員會(huì)研發(fā)出穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的固井材料和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)降低開采成本，提高開采效率的國際化固井手段。

2）安全環(huán)保：海上油田的開采對環(huán)境造成一定的破壞，海油固井技術(shù)的實(shí)施要注重安全環(huán)保，延長水泥漿的使用周期，未來研究人員要更加注重研發(fā)出安全環(huán)保的固井技術(shù)，促進(jìn)海油固井技術(shù)的發(fā)展。

3）新領(lǐng)域：石油開采領(lǐng)域應(yīng)向新的領(lǐng)域開展，實(shí)現(xiàn)從常規(guī)油田向復(fù)雜油田開采的方向前進(jìn)，在未來研究人員要注重開發(fā)使用抗腐蝕、抗高溫且經(jīng)濟(jì)環(huán)保的水泥漿，實(shí)現(xiàn)海油固井技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

3 結(jié)語

綜上所述，探究海油固井技術(shù)的發(fā)展與展望是必要的。海上油田的開采過程相對復(fù)雜，在鉆井工程施工的過程中會(huì)受到外界環(huán)境和地勢的影響，為勘探和開采石油的工作提高難度，油氣井固井是開采石油過程中較為重要的步驟，受到客觀因素的影響，油氣井固井在實(shí)際施工的過程中遇到較多的問題，現(xiàn)階段油氣井固井技術(shù)的發(fā)展是人們主要關(guān)心的問題，本文基于固井技術(shù)的定義和固井技術(shù)的分類，分析了我國現(xiàn)階段研發(fā)出的高溫高壓水泥環(huán)完整性固井技術(shù)、關(guān)鍵水泥添加劑固井技術(shù)和淺層氣固井技術(shù)的發(fā)展，并針對海上油田開發(fā)過程中的成本問題、環(huán)境問題和創(chuàng)新問題做出展望，希望為同樣研究該領(lǐng)域的學(xué)者提供參考資料。