提高石油固井施工質(zhì)量的技術(shù)措施

郝海軍

摘?要： 石油固井是油氣開發(fā)工程中的一項(xiàng)重要施工內(nèi)容，其具有較高的技術(shù)要求且施工工序復(fù)雜，并且?guī)в幸欢ǖ奈ｋU(xiǎn)性。因此，為了促進(jìn)我國(guó)石油企業(yè)的更好發(fā)展，必須不斷推動(dòng)石油固井施工技術(shù)的有效應(yīng)用和持續(xù)改進(jìn)。本文以當(dāng)下我國(guó)石油固井施工為切入點(diǎn)，探討如何通過技術(shù)手段提高石油固井施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 石油固井;施工質(zhì)量;技術(shù)

【中圖分類號(hào)】G63?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.218

引言：在石油開采工程中，油氣井鉆好后就要展開石油固井施工。主要的固井方式是將預(yù)拌好的水泥注入油氣井中，其目的是封隔井內(nèi)的油 氣、水，防止這三個(gè)物質(zhì)層相互串通，由此保護(hù)油氣井套管，增加油氣井的使用壽命。因此，石油固井施工是一種作業(yè)面隱蔽且具有特殊性的建設(shè)過程，其受到諸多因素的影響，并且對(duì)于施工技術(shù)的要求較高。如果在石油固井施工中難以克服關(guān)鍵技術(shù)，則就使得固井施工質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致對(duì)油氣井套管的保護(hù)效果不佳，并且?guī)?lái)一定的損失，故而探討提升油氣井施工質(zhì)量的技術(shù)措施具有積極的意義。

1?影響石油固井施工質(zhì)量的因素

1.1?鉆井液的影響

在石油固井的過程中，要使用大量的鉆井液，鉆井液要根油氣井的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)選擇。鉆井液的組成及各種參數(shù)對(duì)固井施工質(zhì)量具有直接影響，因此要慎重選用。

在石油固井施工當(dāng)中，水泥漿的密度及鉆井液的密度對(duì)井內(nèi)的總頂替效應(yīng)具有直接影響。如果水泥漿的密度明顯大于鉆井液密度，則就會(huì)產(chǎn)生浮力效應(yīng)，導(dǎo)致兩者在井下離析、分層，就達(dá)到了固井封隔要求;若鉆井液的密度大于水泥漿的密度，則浮力效應(yīng)就會(huì)降低，就不能保證固井施工質(zhì)量。因此，為了提高固井施工的質(zhì)量，必須保證鉆井液的密度比水泥漿的密度小。同時(shí)，在直接層面上，水泥與地層之間的膠結(jié)強(qiáng)度也與鉆井液有關(guān)。如果對(duì)鉆井液的水分流失合理控制、且鉆井液黏性較好，則水泥與地層的膠結(jié)效果就會(huì)越好，因此要對(duì)鉆井液的流失、黏性以及其他主要因素進(jìn)行全面控制，保證石油固井的施工質(zhì)量。

1.2?地層的影響

石油固井的第二界面是由地層與水泥環(huán)形成的，在這一界面中，地層對(duì)石油固井的質(zhì)量具有重要影響。由于地層具有極強(qiáng)的吸水性、滲水性，因此就會(huì)在水泥還未凝固的過程中，地層就將其中的大量水分吸走，使得水泥漿因凝結(jié)過程失水過快而導(dǎo)致而產(chǎn)生較多的裂隙，導(dǎo)致第二界面的膠結(jié)效果不佳，并且可能在后續(xù)的鉆井作業(yè)中被毀壞，導(dǎo)致坍塌等安全事故的發(fā)生。另外，在固井作業(yè)之前的鉆井環(huán)節(jié)，會(huì)對(duì)井下及井周圍的地層造成不同程度的破壞，使得鉆井作業(yè)周邊的巖層所受的壓力增大，并可能導(dǎo)致滲水逐漸增多，如果在后續(xù)的固井作業(yè)中對(duì)此不加考量，不采取有效措施，那么就會(huì)造成水泥漿凝結(jié)過慢而導(dǎo)致膠結(jié)不牢固，不能有效封隔油、氣、水層。

1.3?水泥漿的影響

水泥漿是固井施工中所需的主要施工材料，其性能對(duì)整個(gè)固井質(zhì)量具有關(guān)鍵的決定性作用。首先，若水泥漿的性能不達(dá)標(biāo)，則會(huì)產(chǎn)生分層沉淀現(xiàn)象，從而影響最終的膠結(jié)強(qiáng)度;其次，對(duì)水泥漿固封長(zhǎng)度、上返高度需要進(jìn)行合理控制，只有這兩個(gè)指標(biāo)達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，才能使得固井施工質(zhì)量符合要求;再次，要控制好水泥漿的黏性、密度及水灰比等參數(shù)，否則固井施工質(zhì)量難以保證。

除了以上各因素，還有許多影響固井施工質(zhì)量的其他因素，如井身結(jié)構(gòu)、地層承壓強(qiáng)度、裸眼井段長(zhǎng)度等因素，以及油氣水層自身的性質(zhì)都會(huì)對(duì)石油固井施工質(zhì)量產(chǎn)生明顯的影響。

2?提高石油固井施工質(zhì)量的措施

2.1?優(yōu)化施工設(shè)計(jì)

在石油固井施工中，最為核心的內(nèi)容就是下套管、注水泥這兩個(gè)階段。在施工設(shè)計(jì)時(shí)，要按照井身結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出相匹配的套管;通過固井巖層的實(shí)際特點(diǎn)，設(shè)計(jì)水泥漿性能;通過對(duì)各施工環(huán)節(jié)及技術(shù)、工序的研究，設(shè)計(jì)出合理的水泥漿凝固時(shí)間;通過對(duì)井筒實(shí)際情形的分析，設(shè)計(jì)出石油固井施工的最優(yōu)流程?？傊?，經(jīng)過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，固井施工的整體質(zhì)量才能得以保證。

2.2?嚴(yán)格控制鉆井液的性能

在石油固井施工中，鉆井液的密度要小于水泥漿的密度，一般而言，在正式固井施工開始前，要通過嚴(yán)格分析，配制符合要求的鉆井液，并且在檢驗(yàn)鉆井液的性能無(wú)誤后方可在施工中使用。鉆井液的密度要控制在不超過1.20可每立方厘米之間，并且要保證切力為0帕，粘度不能低于25秒以，并且失水量不超過5毫升，總體的固井優(yōu)質(zhì)率不小于80%。

2.3?提升水泥漿性能

石油固井施工的實(shí)踐結(jié)果表明，采取有效措施控制水泥漿密度對(duì)固井施工的質(zhì)量具有重要作用。首先，要選擇性能符合要求的水泥，一般選擇防腐性、滲透性好的水泥;其次，在水泥漿的配制時(shí)，要將密度控制在1.85克到1.90克每平方厘米，同時(shí)為了保證水泥凝結(jié)時(shí)間適當(dāng)不可過早稠化，要將失水量控制在100ml左右;再次，要在水泥漿中加入適當(dāng)配比的外加劑，以減少水泥漿的切力，一般選擇二磷酸鹽類的外加劑中和水泥漿性能。如此一來(lái)就能達(dá)到較高地頂替效率。

2.4?加強(qiáng)固井施工管理

在石油固井施工中，只有按照要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工才能保證施工質(zhì)量。因此要對(duì)石油固井施工進(jìn)行全面監(jiān)控，保證各施工技術(shù)的有效實(shí)施，使施工質(zhì)量達(dá)到要求。

對(duì)于地層的漏水要采用有效的堵水技術(shù)，避免水分過多對(duì)固井施工造成不良影響，為水泥漿固結(jié)提供良好條件;選擇指標(biāo)優(yōu)異的水泥，保證水泥強(qiáng)度，避免出現(xiàn)水泥竄槽現(xiàn)象，同時(shí)采取先進(jìn)的防腐技術(shù)提升水泥環(huán)的性能，減少腐蝕帶來(lái)的影響。

對(duì)長(zhǎng)眼裸井的施工設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，使用強(qiáng)度較好的水泥并適當(dāng)增加水泥漿用量，以增加水泥環(huán)強(qiáng)度，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的防竄性、防腐性水泥結(jié)構(gòu)體系，從而石油固井提高施工質(zhì)量。

3?結(jié)語(yǔ)

石油固井施工對(duì)油氣開采有著重要的基礎(chǔ)性作用，因此，為了保證固井施工質(zhì)量，推動(dòng)石油開采及石油工業(yè)的發(fā)展，在石油固井施工中，要進(jìn)行施工優(yōu)化設(shè)計(jì)、嚴(yán)格控制鉆井液及水泥漿性能、實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)的全程監(jiān)督，從各個(gè)角度提高固井施工質(zhì)量，從而為油氣開采作業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)石油氣的安全、高效開采。

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