王占峰

（大慶油田鉆探工程公司鉆技一公司，黑龍江 大慶 163000）

石油鉆井技術(shù)本身就是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在實際施工過程中存在許多風(fēng)險，它不僅給石油企業(yè)的發(fā)展帶來一些隱患，而且容易造成經(jīng)濟損失，影響施工人員的生命健康。因此，本文深入分析當(dāng)前固井施工過程中存在的問題，結(jié)合實際施工提出相應(yīng)的改進措施。

1 固井施工作業(yè)的概念

固井施工的一般概念是用水泥漿來加固井壁和套管，形成水泥環(huán)保護鉆井。水泥環(huán)具有一定的穩(wěn)定性，能夠更好的保證油井的使用壽命，在油田鉆井過程中，施工固井是一項重要內(nèi)容，鉆井鉆至一定深度后，下入套管，然后進行水泥加固，由于套管延伸深度不同，因此固井時間是不定的，固井施工完成后，才能繼續(xù)鉆完井作業(yè)。提高固井施工質(zhì)量，是保證鉆井生產(chǎn)有序、安全發(fā)展的重要前提和基礎(chǔ)。同時，也是提高石油生產(chǎn)效率和水平的保證。

2 提升固井施工質(zhì)量的意義

近年來，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，石油勘探技術(shù)有了很大的提高和進步，突破了傳統(tǒng)的小規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)而依靠技術(shù)進步，提升勘探開發(fā)效益。技術(shù)的進步在一定程度上提升了開發(fā)的經(jīng)濟效益，但在實際鉆完井過程中仍有很多事故發(fā)生。由于固井工藝復(fù)雜，容易受到內(nèi)外因素的影響，導(dǎo)致施工質(zhì)量較差，影響后續(xù)的射孔作業(yè)及油氣井生產(chǎn)，同時也縮短了油氣井生命周期。因此，提升固井施工質(zhì)量具有重要意義。

3 加強固井施工質(zhì)量的主要技術(shù)措施

3.1 鉆井液轉(zhuǎn)化固井液的固井技術(shù)

在固井技術(shù)中，通過添加高爐礦渣或水力材料對鉆井液的原始配方進行優(yōu)化。在固井技術(shù)方面，MTC固井方法提高了鉆井液與固井液的配伍性，有效解決了常規(guī)固井液與鉆井液的兼容性差的問題。通過對比普通油井水泥漿和固井液的性能發(fā)現(xiàn)，向固井液中加入添加劑可以提升其性能，并保障固井液具有較低的失水性、較好的穩(wěn)定性。當(dāng)前國內(nèi)固井液技術(shù)有較大程度的提升，同時還可以很好地解決鉆井液對環(huán)境造成的危害，在大慶油田固井施工中使用這種技術(shù)取得了很好的效果。

3.2 泡沫固井技術(shù)

泡沫固井可以采用以下兩種方式，一是在水泥漿中加入化學(xué)劑，與氮氣反應(yīng)，同時加入泡沫穩(wěn)定劑，使泡沫穩(wěn)定均勻；另一種傳統(tǒng)的發(fā)泡形式是水泥漿機械發(fā)泡，泡沫水泥漿的組成包括純水污泥、氮氣、泡沫穩(wěn)定劑?，F(xiàn)場施工過程中，通過水泥攪拌機，在純漿中加入各種混合物，再將純漿中的氮泵入發(fā)泡水泥漿中。泵入的氮量可以由計算機控制，并根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計的水泥漿密度控制配比。泡沫水泥灌漿具有密度低的優(yōu)點，低密度可以提高水泥漿的質(zhì)量和效率，泡沫水泥漿粘度高，可替代不易流動的污泥，由于其可壓縮性，可補償水泥的重量損失，防止氣竄，與以往的水泥澆灌相比，具有更好的高溫韌性和穩(wěn)定性，可用于深層水泥固井，其成本也非常低，經(jīng)濟成本降低了約30%。

3.3 水平井固井技術(shù)

水平井固井應(yīng)考慮以下幾個方面：控制、減少或消除游離水；環(huán)空必須盡可能保持清潔，套管居中度較好，水泥漿與鉆井液配伍性好，地層壓力和孔隙壓力應(yīng)盡量保持平衡，小井眼盡量采用AMPJ固井方法[1]。

3.4 欠平衡井固井技術(shù)

欠平衡井固井起步于20世紀(jì)50年代和70年代，鑒于當(dāng)時的勘探和開發(fā)狀況，把重點放在了高壓、高滲透、高效油氣田上，低壓力、低滲透油氣藏的研究較少。因此，這項技術(shù)并沒有引起特別的重視，我國欠平衡井固井起步較晚。目前，在新疆、中原、大慶、大港等油田開展了欠平衡井固井試驗，開發(fā)了欠平衡井固井技術(shù)。

4 石油固井中影響質(zhì)量的主要因素

4.1 水泥漿

水泥漿是固井質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對快速凝固過程中泥漿分層沉降現(xiàn)象進行了研究。如果能在發(fā)生分層沉淀現(xiàn)象快速調(diào)整水泥漿性能，不會影響固井質(zhì)量，否則會出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量，導(dǎo)致性能較差，實際效果達不到作業(yè)的預(yù)期。水泥漿的凝固速率主要受以下兩個因素影響，即回流環(huán)的速度和密封段的長度。注漿過程中，環(huán)空返排速度對驅(qū)替效果有一定影響，為了保證固井質(zhì)量，防滲段的長度范圍一般在900～1300m之間，該長度范圍能充分發(fā)揮水泥漿的作用，達到最佳的固井施工效果。

水泥漿性能包括水泥漿密度、流動性和失水率，提高水泥漿密度可以提高水泥漿的流速和流動性，如果注漿速度過快，容易造成水泥漿層狀沉積，影響固井質(zhì)量；如果注入速度過慢，會增加注入的難度；如果泥漿失水過多，過多的水會滲透到地層中，地層中的粘土礦物會吸水膨脹，間接影響固井質(zhì)量。因此，為了保證固井質(zhì)量，必須科學(xué)合理地控制水泥漿的密度、流動性和失水率。

4.2 地層巖性

固井的第二個界面是地層和水泥環(huán)，固井作業(yè)應(yīng)注意特殊的巖性地層，確保地層巖性不會對固井施工質(zhì)量造成影響。聲成像速度會間接影響固井質(zhì)量。吸水層的形成導(dǎo)致注入流體失水形成裂縫，在固井過程中存在坍塌的危險。因此，為了保證固井質(zhì)量和穩(wěn)定性，需要根據(jù)實際情況注意地層局部壓力變化，盡量避免水平裂縫的形成。

4.3 鉆井液

鉆井液的性能對固井質(zhì)量也有很大的影響，鉆井液的密度、粘度和失水率是影響固井質(zhì)量發(fā)生重大變化的原因，由于這些因素的不確定性，導(dǎo)致固井的質(zhì)量受到影響。例如，當(dāng)鉆井液密度過低，發(fā)生浮力效應(yīng)時，固井質(zhì)量會發(fā)生相應(yīng)的變化，為了有效地保證固井質(zhì)量，必須控制鉆井液密度，并將其保持在較低的范圍內(nèi)。切力越低，水分損失越小，固井質(zhì)量越好[2]。

5 提升固井施工質(zhì)量的措施研究

5.1 不斷優(yōu)化固井施工設(shè)計

固井施工的關(guān)鍵技術(shù)是下套管和注水泥兩個過程，依據(jù)井身結(jié)構(gòu)不同，優(yōu)化設(shè)計不同的套管，如對表層套管、油層套管優(yōu)化設(shè)計，達到預(yù)期的固井施工效果。通過對井筒情況的分析，優(yōu)化設(shè)計固井水泥漿，對施工工序進行仔細(xì)的研究，確定最佳的水泥漿凝固時間，保證達到預(yù)期的固井施工質(zhì)量。

5.2 加強固井施工質(zhì)量監(jiān)督管理

加強施工現(xiàn)場監(jiān)督管理。由于固井技術(shù)的特殊性，可根據(jù)項目實際情況，采取科學(xué)合理的措施，從根本上提高水泥質(zhì)量目標(biāo)。因此，必須在固井現(xiàn)場制定有效的管理規(guī)章制度，有關(guān)人員必須按照規(guī)章制度開展工作，對固井施工現(xiàn)場的人員進行專項監(jiān)督，建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，確保所有施工人員按操作規(guī)范作業(yè)。

5.3 重視研發(fā)高質(zhì)量的注水泥技術(shù)

在固井施工作業(yè)方面，應(yīng)重視水泥泡沫技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用，更好地規(guī)劃作業(yè)區(qū)內(nèi)高壓水泥管道的利用問題，提升注水泥效率。為提高水泥漿固結(jié)質(zhì)量，采用壓力封堵技術(shù)對管道進行有效封堵，解決了高壓油氣、水、泥漿固結(jié)中存在的問題，從而最大限度地減少對水泥凝結(jié)時間的影響，提高水泥環(huán)的性能，更好地提高膠結(jié)水泥的穩(wěn)定性。合理、科學(xué)地選擇和使用水泥材料，優(yōu)化水泥漿體系，優(yōu)化固井工藝，提高固井質(zhì)量。特別是在長裸眼井段固井中，可以獲得更好的安全性，固井環(huán)的長度可以預(yù)測和優(yōu)化，預(yù)防水泥漿漏出，控制套管質(zhì)量，提升固井效率，提高固井作業(yè)質(zhì)量，提高鉆完井作業(yè)水平[3]。

6 結(jié)束語

總之，固井在油氣鉆完井施工作業(yè)中起到承接前后施工的作用，對前起到穩(wěn)固井壁的效果，對后續(xù)壓裂施工及油氣井生產(chǎn)具有重要意義。固井施工質(zhì)量不僅影響油氣井正常生產(chǎn)，還對油氣井使用壽命影響較大。因此，必須加強對固井技術(shù)研究，針對不同井型、不同地質(zhì)條件，采取針對性技術(shù)措施，優(yōu)化固井設(shè)計，確保油氣井固井質(zhì)量符合要求，對于油田正常生產(chǎn)具有重要意義。