淺談在海洋鉆井中固井技術(shù)的重要性

陳霞

摘 要：固井技術(shù)的應(yīng)用將直接影響油田開發(fā)工程的進(jìn)程的順利與否，以及油井的使用壽命和產(chǎn)量。在海洋油田鉆井開采油氣作業(yè)中，鉆井工程要比地面油田更為復(fù)雜，難度更大，因此更加需要固井技術(shù)來避免井噴、井塌等現(xiàn)象發(fā)生，以保證海洋鉆井、油氣資源開采的順利。本文簡單講述了固井技術(shù)的發(fā)展概況及其在海洋鉆井中的使用、具體的應(yīng)用，體現(xiàn)了固井技術(shù)在海洋鉆井中的重要性，希望能夠?qū)ξ覈Ｑ筱@井工程的發(fā)展有所推動。

關(guān)鍵詞：海洋鉆井;固井技術(shù);油田

0 引言

隨著世界各國對于資源的大力開發(fā)與應(yīng)用，海洋資源的利用大大減緩了現(xiàn)在能源緊缺的壓力，而在海洋能源的開發(fā)進(jìn)程中，人們對于海洋石油的需求也在不斷的增長。在海洋鉆井中，固井技術(shù)的應(yīng)用是油田作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、安全性能的重要保障。其中新技術(shù)的出現(xiàn)也必將完善我國固井技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)固井技術(shù)的發(fā)展。

1 固井技術(shù)的發(fā)展概況

固井作業(yè)在油氣鉆井工程中較為重要，它能夠有效的分離油、氣、水，從而保護(hù)油氣資源不受污染，保證油氣產(chǎn)量，延長油井的使用壽命。固井技術(shù)在發(fā)展過程中，通過循環(huán)容積效率法、“三壓穩(wěn)”理論、低返速固井技術(shù)、高壓油氣井固井技術(shù)等理論與技術(shù)的不斷發(fā)展研究應(yīng)用，鉆井液循環(huán)、固井技術(shù)的穩(wěn)定、固井效率、固井設(shè)計(jì)安全性、科學(xué)性等，都有了很大程度的提高。而在固井技術(shù)的發(fā)展過程中，需要通過對其中包含的各個環(huán)節(jié)的工藝的發(fā)展來促進(jìn)固井工程進(jìn)步，只有這樣才能夠使固井技術(shù)得到整體的提高。對于目前的固井技術(shù)，主要面臨的難題是技術(shù)儲備的不足，雖然鉆井技術(shù)的發(fā)展較快，與以往相比，鉆井工藝已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是現(xiàn)今的固井技術(shù)仍難以滿足不同復(fù)雜井況的需求。一是由于我國對于固井設(shè)計(jì)方面、工藝方面的研究深度有所不足，較國外相比有一定的差距。其次，固井工具的類型也不夠全。如分級注水泥器就容易發(fā)生提前打開或是打不開、關(guān)不上的現(xiàn)象，由此可見，對于固井工系的設(shè)計(jì)研發(fā)還有很大的發(fā)展空間。

2 海洋鉆井中固井技術(shù)的使用目的及注意事項(xiàng)

2.1 使用目的

使用固井技術(shù)不僅能保證海洋鉆井工程的質(zhì)量與安全，最重要的是對油氣田的正常開發(fā)有著很大的影響。固井的目的不僅是保證鉆井工程的安全，而且還要保護(hù)砂層中的淡水資源，這也是對海洋安全的一種保護(hù)。固井工藝中套管的強(qiáng)度優(yōu)良，能夠保證下次開鉆時井口穩(wěn)定性強(qiáng)，避免因井口下沉影響正常的鉆進(jìn)工程。如果固井技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)，就會造成油氣資源和水相互滲透從而導(dǎo)致油氣資源質(zhì)量下降，嚴(yán)重時甚至可能導(dǎo)致井噴、井塌、井漏現(xiàn)象發(fā)生，危害工作人員的安全及造成海洋環(huán)境的污染。因此，加強(qiáng)海洋鉆井中固井技術(shù)的應(yīng)用研究，保證固井質(zhì)量，有效隔離油氣資源與水，保證海洋油田開采順利進(jìn)行刻不容緩。

2.2 注意事項(xiàng)

在鉆井工程中應(yīng)用固井技術(shù)需要在工程前期對海洋環(huán)境、井況等內(nèi)容進(jìn)行充分的了解，以保證對油井信息有充分的精確的掌握，如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、溫度、壓力等內(nèi)容。良好的固井設(shè)計(jì)，能夠保證固井工藝能夠更加適用于鉆井工程的實(shí)際情況，從而保證固井工作應(yīng)用效率，保障鉆井工程作業(yè)的順利開展。在海洋鉆井中，工作難度相對加大，危險系數(shù)也較地面油田工程有所增加，因此為了適應(yīng)海洋鉆井的復(fù)雜性以及不同的海洋鉆井類型，固井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體的情況來進(jìn)行一定的調(diào)整，如對水平井的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的調(diào)整，從而保證井身的質(zhì)量，減少油田開采中的安全隱患。此外，在實(shí)施固井技術(shù)時，需要根據(jù)具體的情況來對選擇合適的水泥漿。水泥漿對于油田固井的影響很大，在固井作業(yè)中，容易發(fā)生水泥漿應(yīng)用效率不高的現(xiàn)象，而導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的可能因素如深水海底表層的形態(tài)較為松散，導(dǎo)致水泥膠結(jié)較差，而水泥膠結(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，容易導(dǎo)致油井被污染，降低油氣資源的產(chǎn)量、質(zhì)量，嚴(yán)重影響固井工藝的質(zhì)量。其次，不合理的井身結(jié)構(gòu)、套管結(jié)構(gòu)不合理等情況也易導(dǎo)致水泥漿應(yīng)用效率不高，影響固井質(zhì)量。這就需要工作人員對水泥漿的應(yīng)用體系進(jìn)行一系列的調(diào)整，從而有效提高海洋鉆井、固井的質(zhì)量。

3 固井技術(shù)在海洋鉆井中的應(yīng)用

3.1 套管強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)套管時，需要遵循一定的原則，需要充分考慮影響套管質(zhì)量的因素，才能夠有效的保證井內(nèi)套管質(zhì)量良好。在套管設(shè)計(jì)過程中，首先要充分考慮套管的實(shí)際強(qiáng)度以及有效外載，考慮有效外擠壓力、有效內(nèi)擠壓力、三軸應(yīng)力以及有效拉力對套管的影響，從而根據(jù)預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)的最大荷載來計(jì)算有效外載。外載方式、溫度應(yīng)力、套管缺陷和套管類型，都有可能影響套管的強(qiáng)度，所以在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)對外載方式的非均勻分布、溫差應(yīng)力的影響、套管質(zhì)量的把控、套管質(zhì)量的選擇等進(jìn)行充分的考量，以避免在固井中造成不必要的損失，影響工程的整體質(zhì)量。安全系數(shù)是對套管強(qiáng)度的具體表達(dá)，需要選用合適的材質(zhì)來保證套管的設(shè)計(jì)能夠協(xié)調(diào)安全系數(shù)與成本之間的問題，在套管強(qiáng)度的設(shè)計(jì)過程中，盡管設(shè)計(jì)方法大同小異，但都需要保證套管的強(qiáng)度該高于其承受的有效外載，選擇合適的計(jì)算方法保證設(shè)計(jì)結(jié)果的安全可靠，其中較為常用的為三軸應(yīng)力設(shè)計(jì)，能夠協(xié)調(diào)在套管設(shè)計(jì)中的成本、安全性能，較為先進(jìn)。

3.2 井眼的穩(wěn)定性

隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，新的鉆井技術(shù)被不斷研發(fā)，如大斜坡井、小井眼、水平井、分支井等，從鉆淺井發(fā)展到了如今的超深井，越是在復(fù)雜的海洋環(huán)境當(dāng)中，保證井眼的穩(wěn)定對于固井技術(shù)、鉆井工程來說越是至關(guān)重要。而對于保持井眼的穩(wěn)定性，首先需要保證井鉆的潤滑程度，可以通過固體潤滑劑、液體潤滑劑等來共同潤滑井鉆，能夠保障井鉆在使用過程中的暢通，避免出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。其次是對矢量、濾餅厚度、鉆井液的含沙量等進(jìn)行控制，將其控制在合理的范圍內(nèi)，保障鉆井工作的質(zhì)量，避免出現(xiàn)濾餅負(fù)擔(dān)過大、厚度達(dá)不到預(yù)定值、鉆井過程中出現(xiàn)堵塞等不良影響。其次，還需要對鉆井液的比例進(jìn)行控制，使其在一個合理的范圍內(nèi)，以防止井身質(zhì)量遭到破壞，從而保證固井工藝、鉆井工程的穩(wěn)定。

3.3 固井技術(shù)的新發(fā)展

隨著鉆井技術(shù)、工藝的不斷發(fā)展、固井技術(shù)要想提高其應(yīng)用適配度，就必須加強(qiáng)對于新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。且陸地上常規(guī)化的固井技術(shù)在海洋中的應(yīng)用也難以適應(yīng)更為復(fù)雜的海洋環(huán)境，因此海上固井技術(shù)也在不斷地發(fā)展。首先是對于海洋鉆井中固井技術(shù)的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過軟件設(shè)計(jì)能夠?qū)叹夹g(shù)在實(shí)施過程中可能面臨的情況提前進(jìn)行預(yù)判，如對溫度、應(yīng)力變化等進(jìn)行模擬，幫助固井工藝更科學(xué)的實(shí)施。此外，它還能夠?qū)５浊闆r進(jìn)行考察，如淺流層流竄情況、密度等，能夠更加全面的掌握海洋鉆井情況、油井信息，從而提前發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患，并提出相應(yīng)的解決措施。而對于海洋鉆井中固井技術(shù)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，能夠?qū)λ酀{的比例進(jìn)行調(diào)控，從而更好的掌握水泥漿密度的變化，提高固井技術(shù)的應(yīng)用效果。在海洋鉆井作業(yè)中，為了避免鉆井過程中出現(xiàn)的堵塞現(xiàn)象，現(xiàn)場應(yīng)用提出了不留水泥塞技術(shù)，在鉆井過程中出現(xiàn)堵塞時，能夠利用堵漏劑來避免泄露。在一定壓力下，可以利用最開始形成的流體砂漿來沖洗下層柱子內(nèi)的砂漿，并提高管柱加速灰漿的凝固。水淹封堵技術(shù)能夠通過對油氣層的定向射開來有效的控制油井內(nèi)的含水量，保證油井的質(zhì)量，提高固井工程的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

雖然現(xiàn)階段海洋資源的開發(fā)利用大大緩解了全球目前面臨的能源緊張壓力，但是對于提升海洋能源的勘探、開采水平仍然有很長的路要走。通過對目前在海洋鉆井中固井技術(shù)的具體應(yīng)用，及對于其使用目的、注意事項(xiàng)的描述，能夠從側(cè)面反映出固井技術(shù)對于保障海洋鉆井的穩(wěn)定性、安全性的重要程度，保證能源開采的效率與質(zhì)量是十分重要的，盡管我國對于固井技術(shù)在海洋鉆井中的應(yīng)用十分看中，但目前而言，在技術(shù)、設(shè)備上我國的固井技術(shù)離國際先進(jìn)水平還存在較大差距，因此在海洋鉆井中利用先進(jìn)的固井技術(shù)為海上平臺開采能源服務(wù)，還需要固井作業(yè)人員不斷地學(xué)習(xí)、創(chuàng)新，以促進(jìn)我國海洋能源開采工程整體水平地提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]于小東.海洋石油防氣竄固井技術(shù)應(yīng)用[J].化工管理，2020 （11）：118-119.