水泥漿在固井施工安全中的應(yīng)用

霍維維

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院，黑龍江 大慶 163413）

固井的主要目的是保護(hù)和支撐油氣井內(nèi)的套管，封隔油、氣和水等地層，保證油水井正常生產(chǎn)的重要作業(yè)手段，固井質(zhì)量的好壞直接影響油水井的工作效率和壽命。影響固井質(zhì)量的因素很多，各個(gè)因素的作用機(jī)理不同，而且各個(gè)因素之間也會(huì)相互作用，影響固井質(zhì)量和后期開采。通過查閱資料以及工作經(jīng)驗(yàn)，分析影響固井質(zhì)量的因素，通過研究對(duì)于提高固井質(zhì)量具有重要的意義。在固井施工過程中，水泥漿是重要的質(zhì)量影響因素，由于固井施工的隱蔽性特征，使得安全管理工作開展面臨多方面挑戰(zhàn)，通過水泥漿性能參數(shù)進(jìn)行研究分析，確保各項(xiàng)參數(shù)能夠達(dá)到施工質(zhì)量控制要求，是技術(shù)管理工作開展的重要內(nèi)容。

1 水泥漿性能組成

水泥漿應(yīng)用于固井施工中，對(duì)施工質(zhì)量具有重要的保障作用，具體性能包括水泥漿的密度、失水、流動(dòng)性、封固段長度、環(huán)空返速等。由于水泥漿生產(chǎn)工藝和施工環(huán)境因素影響，使得具體參數(shù)與固井施工要求存在偏差，進(jìn)而對(duì)施工質(zhì)量造成影響[1]。

2 水泥漿在固井施工安全中的影響因素

2.1 現(xiàn)場(chǎng)供料與試樣存在差異

固井設(shè)計(jì)不合理，未能根據(jù)地質(zhì)狀況、油氣井特點(diǎn)和井眼條件進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)不具有針對(duì)性。按照原則，每口井都應(yīng)該是“一井一策”，重點(diǎn)井更應(yīng)該組織專家進(jìn)行論證設(shè)計(jì)方案。固井前期的準(zhǔn)備工作，不能依據(jù)所謂的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行固井設(shè)計(jì)，尤其是水泥漿的化驗(yàn)工作更是重中之重，水泥漿的化驗(yàn)對(duì)于固井來說有著舉足輕重的地位，只有做好了化驗(yàn)工作，現(xiàn)場(chǎng)固井工程師才能有把握地去進(jìn)行固井作業(yè)。當(dāng)然還有如水泥漿流變性能和注替設(shè)計(jì)不合理，造成水泥漿頂替效率差，這都是造成固井質(zhì)量不合格的隱患。在固井施工使用水泥漿之前，必須要進(jìn)行小樣試驗(yàn)，對(duì)相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，但由于管理和室內(nèi)外環(huán)境差異，依然會(huì)存在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣品與現(xiàn)場(chǎng)施工材料存在差異的實(shí)際問題。如果在二者參數(shù)誤差較大的情形下，將會(huì)對(duì)施工安全造成明顯影響，尤其是在現(xiàn)場(chǎng)施工中，大樣水存在陳化和緩凝劑材料失效等方面問題，造成施工安全隱患[2]。

2.2 水泥漿混配不均

受到技術(shù)人員操作水平影響，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，水泥漿配置還存在混合不均、密度不一致的情形，由此造成不同作業(yè)時(shí)間段內(nèi)的水泥漿稠化時(shí)間性能存在明顯差異。在水中加入不同的外加劑時(shí)，必須做好攪拌處理，對(duì)于密度較高或較低的灰樣，應(yīng)當(dāng)在灰?guī)靸?nèi)攪拌均勻后，再輸送至現(xiàn)場(chǎng)均勻地倒在井內(nèi)。如果出現(xiàn)密度不一致的情形，就需要重新進(jìn)行倒灰混合，直至密度與施工設(shè)計(jì)要求相一致[3]。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核檢測(cè)不到位

由于水泥漿與鉆井液在作用機(jī)理方面存在較為明顯的差異，二者無法直接相容，在稠化時(shí)間上存在明顯偏差，必須要求施工前做好現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核檢測(cè)工作。但是在某些施工管理環(huán)節(jié)中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核檢測(cè)工作重視不足，使得施工中存在較為明顯的安全隱患[4]。

2.4 固井施工設(shè)備狀況不達(dá)標(biāo)

固井施工設(shè)備狀況不達(dá)標(biāo)，無法滿足施工要求。我們都知道固井是一種“一次性”工程，出現(xiàn)任何的事故都將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)作業(yè)時(shí)間性要求特別強(qiáng)，講究的是緊湊性和連續(xù)性。施工中一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，勢(shì)必引發(fā)固井質(zhì)量事故。所以固井前應(yīng)該將這一問題考慮進(jìn)去，也就是要現(xiàn)場(chǎng)施工配套要配套備用車組，如果施工車輛出現(xiàn)無法進(jìn)行施工的情況，備用車輛要在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行銜接作業(yè)，保證固井施工的連續(xù)性。

2.5 井眼條件差或不規(guī)則

井眼條件差或井眼不規(guī)則；對(duì)于這種情況，固井工程師首先應(yīng)該考慮的是什么原因造成出現(xiàn)這種情況，要根據(jù)現(xiàn)有的資料去反復(fù)論證。如果是地層原因，那么在固井前要考慮是不是應(yīng)該先進(jìn)行地層承壓試壓實(shí)驗(yàn)，只有知道了地層承壓能力，我們才能做到壓穩(wěn)地層同時(shí)不壓漏地層。同時(shí)井眼不規(guī)則也會(huì)造成“大肚子”井段，這就要求固井工程師在注水泥或替漿時(shí)，要考慮該井段上返速度，如果頂替效率達(dá)不到，容易導(dǎo)致水泥漿膠結(jié)不好，形成竄槽。同時(shí)復(fù)雜的井身軌跡和不規(guī)則的井眼條件，受扶正器數(shù)量和質(zhì)量的限制，套管集中度難以保證，部分井段環(huán)空間狹小或套管緊貼井壁，都會(huì)造成水泥膠結(jié)質(zhì)量差，影響固井質(zhì)量。

3 提升水泥漿應(yīng)用安全的基本策略

3.1 強(qiáng)化油井水泥質(zhì)量檢測(cè)

要確保水泥漿在固井施工中的作用充分發(fā)揮出來，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全，首先要做好油井水泥的質(zhì)量檢測(cè)工作。技術(shù)人員在進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，需要參照GB/T10238-2015《油井水泥》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度分批次做好檢測(cè)工作。對(duì)于同一批次樣品，也要盡量擴(kuò)大采用范圍，避免由于稠化時(shí)間偏差大對(duì)施工質(zhì)量造成影響。

3.2 完善固井外加劑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

由于外加劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜及相關(guān)規(guī)范體系方面建設(shè)滯后等原因，當(dāng)前在外加劑質(zhì)量評(píng)價(jià)方面，還未形成統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法。不同企業(yè)所執(zhí)行的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)參數(shù)要求等方面，存在較大差異。部分企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系中，只規(guī)定了部分共性標(biāo)準(zhǔn)，在一些差異性標(biāo)準(zhǔn)方面沒有明確要求。這就使得施工中選擇外加劑缺乏統(tǒng)一的技術(shù)尺度，影響到實(shí)際應(yīng)用中的質(zhì)量控制效果。

3.3 加大外加劑抽查力度

由于外加劑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方面的問題，要從根本上解決由此帶來的施工安全問題，需要施工管理部門加強(qiáng)對(duì)這方面工作的重視程度，制定完善的檢查制度，強(qiáng)化抽查工作的開展。在采購工作流程，需要對(duì)不同區(qū)塊、不同廠家采取不同類型的抽查方案，采用不定點(diǎn)、不定量的隨機(jī)性抽查模式，深入做好抽查工作。對(duì)于抽查過程中出現(xiàn)的問題，在明確質(zhì)量問題產(chǎn)生原因基礎(chǔ)上，通過信息化的溯源模式，追查相關(guān)崗位和工作人員責(zé)任。同時(shí)，還要做好施工現(xiàn)場(chǎng)大樣的隨機(jī)抽查工作，確保材料質(zhì)量達(dá)到要求。

3.4 強(qiáng)化水泥漿大樣的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

水泥漿大樣現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是確保固井施工質(zhì)量控制的最后環(huán)節(jié)，也是最為重要的環(huán)節(jié)。大樣的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)以具體管理辦法為依據(jù)，采用統(tǒng)一性的外加劑取樣標(biāo)準(zhǔn)，均勻、準(zhǔn)確地完成取樣工作。對(duì)于重點(diǎn)井和一類井，還應(yīng)當(dāng)建立專門的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)管理制度，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確界定，明確相關(guān)參數(shù)要求，采用先進(jìn)的設(shè)備儀器開展檢測(cè)工作。以此才能夠在完善整體檢測(cè)體系前提下，全面落實(shí)精細(xì)化管理措施，為固井施工安全奠定良好基礎(chǔ)[5]。

3.5 強(qiáng)化施工組織管理

在水泥漿應(yīng)用于固井施工中，實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量還受到人為因素影響，因此還應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化施工組織管理工作，明確不同施工流程中水泥漿注入的要點(diǎn)。在施工開始前，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，要求施工人員能夠熟練掌握檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用要求，能夠準(zhǔn)確判斷施工過程中出現(xiàn)的問題，并及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行處理。同時(shí)，還要能夠強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)流程及規(guī)范體系建設(shè)，確保各個(gè)流程能夠有效銜接在一起，避免由于銜接不當(dāng)造成的施工安全問題。

4 結(jié)束語

隨著固井施工作業(yè)要求水平提升，水泥漿在固井施工安全中的作用也更加重要。對(duì)于相關(guān)管理部門而言，必須在完善抽樣檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作體系基礎(chǔ)上，強(qiáng)化新型檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，強(qiáng)化技術(shù)人員培訓(xùn)，完善對(duì)應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度，以此才能夠更好地提升整體管理質(zhì)量，確保固井施工安全。