復(fù)雜地層固井技術(shù)存在的問題與研究方向探析

譚勝倫

摘 要：隨著我國油田工業(yè)的不斷壯大，使得我國固井事業(yè)逐漸發(fā)展，但在固井作業(yè)過程中，由于工作量的繁雜以及當(dāng)前石油資源勘探的不斷開發(fā)，使得較多的非常規(guī)固井作業(yè)越來越常見，從而也導(dǎo)致固井作業(yè)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些固井質(zhì)量不合格以及出現(xiàn)非優(yōu)質(zhì)井的情況，為了保證固井的質(zhì)量，則需要對非常規(guī)固井質(zhì)量的影響因素進(jìn)行分析，從而為后續(xù)的固井作業(yè)提供可靠的參考依據(jù)，并提出一些可行化的建議。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地層固井技術(shù);現(xiàn)有問題;固井質(zhì)量

0 引言

固井就是向井內(nèi)下入管，并向井眼和套管之間的環(huán)形空間注入水泥的施工作業(yè)，也是鉆完井作業(yè)過程中重要的環(huán)節(jié)，其中包括注水泥和套管。而固井技術(shù)是一種結(jié)合多學(xué)科的綜合技術(shù)，具有系統(tǒng)性、時(shí)間短以及一次性的特點(diǎn)，其目的主要是為了保護(hù)和支撐油氣井內(nèi)的套管，封隔油、氣和水等底層。目前固井作業(yè)經(jīng)常會(huì)被用于石油資源勘探的開發(fā)，而固井的質(zhì)量也會(huì)明顯的影響后期石油資源開采的質(zhì)量，隨著非常規(guī)井越來越多，使得復(fù)雜地層固井技術(shù)的問題逐漸呈現(xiàn)。因此，探究復(fù)雜地層固井技術(shù)存在的問題十分重要，相關(guān)內(nèi)容如下。

1 調(diào)整固井存在的問題

1.1 促凝劑的問題

促凝劑是以縮短凝結(jié)的時(shí)間，提升早期強(qiáng)度的一種外加劑，常見的品種有甲酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等等，使用的比例占水泥用量的1%-2%。目前我國大多數(shù)的油氣田調(diào)整井深度都在1000-2500m的范圍內(nèi)，并且該范圍內(nèi)都稱為淺井，這類淺井一般都會(huì)處于井下溫度較低的情況，經(jīng)過循環(huán)后，一般井眼的溫度能夠維持在50℃左右，不利于固井的平衡力[1]，同時(shí)也不利于承重，為了改善這一情況，經(jīng)常會(huì)用到促凝劑。隨著固井技術(shù)中促凝劑的使用，使得問題逐漸的顯露出來。對于使用促凝劑的固井來講，雖然在一開始使用的時(shí)候可以快速的提升水泥石的強(qiáng)度，但是隨著時(shí)間的推移，這些水泥石的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，會(huì)呈現(xiàn)硬度逐漸下降的趨勢，最終導(dǎo)致使用促凝劑的水泥石強(qiáng)度在短短幾個(gè)月后衰減到0的情況，從而影響整個(gè)固井的質(zhì)量。因此，要想保證固井的質(zhì)量，提升固井的技術(shù)，則需要考慮促凝劑的問題。

1.2 油氣井水泥自身的問題

油氣井水泥自身的問題也是影響固井質(zhì)量的主要影響因素之一，有些井下地層本身就含有大量的腐蝕性物質(zhì)，例如：硫化氫、硫酸鹽等，如果對于這類井下地層使用一些A級的非抗硫水泥做固井的處理，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)水泥石出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，隨著時(shí)間的流逝，強(qiáng)度會(huì)逐漸的降低[2]，最終導(dǎo)致承重能力減弱，甚至出現(xiàn)失重的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響固井的質(zhì)量，形成嚴(yán)重的不良事件。隨著實(shí)踐的不斷推移，有人們發(fā)現(xiàn)，在固井的過程中，將30%-40%的高爐礦渣加入到油井水泥當(dāng)中，可以明顯的提升油井水泥的抗腐蝕性，提升水泥石的硬度，并且隨著時(shí)間的推移，也不會(huì)有太大的影響，但是高爐礦渣的使用會(huì)使固井過程出現(xiàn)新的問題，例如：調(diào)整井的井溫溫度較低，會(huì)延長水泥石的稠化時(shí)間以及固化時(shí)間，不能滿足實(shí)際固井的需求，延長整個(gè)固井所使用的時(shí)間，所以為了更好的改善這個(gè)問題，還需要進(jìn)一步的探究，加強(qiáng)對早凝性良好的礦渣水泥漿體系的研究，提升油井的使用和存在壽命。

2 深井、超深井固井技術(shù)的問題

固井的難度與井下的深度有著密切的關(guān)系，井下的深度越深，固井的難度就越大，所以對于深井和超深井來講，完井后的固井工作一直是相關(guān)人員關(guān)注的問題。同時(shí)，隨著井下深度的加深，各種固井中的問題也會(huì)逐漸的顯現(xiàn)出來，例如：井下的溫度、壓力以及水泥漿的外加劑的抗溫性等均會(huì)因井下的深度而出現(xiàn)不同的變化，以壓力來講，井下的深度越深[3]，壓力會(huì)越大，就會(huì)導(dǎo)致水泥石的硬度越差，出現(xiàn)逐漸變脆的情況，同時(shí)水泥漿的流動(dòng)性也會(huì)變差。在固井的過程中，深井和超深井的水泥漿在上返的過程中遇到較大的剪切力和摩擦力，從而易出現(xiàn)壓漏地層的現(xiàn)象，最終影響固井的質(zhì)量。雖然說在較多的實(shí)踐當(dāng)中，已經(jīng)對固井的方案進(jìn)行反復(fù)的確定，去驗(yàn)證該固井方案的合理性以及可實(shí)施性，但是在實(shí)際的操作中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槟骋灰蛩氐钠疃沟霉叹馁|(zhì)量難以得到保證，從而給固井的工作帶來較大的影響和阻礙。為了保證固井的質(zhì)量和固井技術(shù)的實(shí)施，需要日后加強(qiáng)研究的力度，提升固井技術(shù)，全方面的分析固井工作中可能受到的阻礙以及偏差出現(xiàn)后的應(yīng)對措施，以保證固井工作的順利完成，提升固井的質(zhì)量。

2.1 高溫緩凝劑質(zhì)量不過關(guān)

固井工作中使用的緩凝劑具有較高的抗高溫性能，但是卻易受到添加量的影響，如果劑量較小，會(huì)出現(xiàn)促凝的效果，如果劑量較大，還會(huì)出現(xiàn)緩凝過度的效果，所以緩凝劑對于添加量具有較強(qiáng)的敏感性，并且線性范圍較小，在實(shí)際的操作中，很難良好的把握，從而易出現(xiàn)質(zhì)量不過關(guān)的情況。此外，緩凝劑均存在較高的吸附性，從而會(huì)影響水泥漿膠體的電荷[4]，使得游離液增加，促進(jìn)水泥石的收縮，并且在斜井段經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生水帶，對地層的封隔效應(yīng)也會(huì)逐漸變差，嚴(yán)重影響著固井質(zhì)量。

2.2 鉆井液對固井質(zhì)量的影響

鉆井液是鉆井過程中不可或缺的物質(zhì)，其關(guān)系到深井和超深井能否能夠順利鉆井，所以鉆井液的質(zhì)量是需要關(guān)注的問題。在實(shí)際的工作中，合理的選取鉆井液，并進(jìn)行劑量的調(diào)整十分的重要，但是由于實(shí)際的操作過程中經(jīng)常會(huì)遇到一些突發(fā)的情況以及特殊的地層，使得在鉆井的過程中需要提升鉆井液的要求，不能僅僅在乎鉆井液的性能，還需要保證鉆井液性能的調(diào)整能力，所以在實(shí)際的操作過程中，相關(guān)人員經(jīng)常會(huì)選取一些提升鉆井液密度和粘度的方法來避免出現(xiàn)地層垮塌現(xiàn)象。但是鉆井液的粘度進(jìn)一步增加會(huì)對頂替效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了保證下套管以及測井工作的順利進(jìn)行，相關(guān)人員一般會(huì)在鉆井液中加入適量的潤滑劑，從而提升鉆井液當(dāng)中的含油量，但是這一操作會(huì)加重后續(xù)的清洗工作，因?yàn)榧尤霛櫥瑒┑你@井液很難通過常規(guī)的隔離液來清洗干凈，從而易降低了后續(xù)固井的質(zhì)量，此外，還有一些企業(yè)為了提升自身的經(jīng)濟(jì)效益，不看重鉆井液的實(shí)際性能，也不管鉆井液能否滿足實(shí)際的固井和鉆井的需求就開始使用，最終導(dǎo)致非優(yōu)質(zhì)井的出現(xiàn)。所以為了提升固井的質(zhì)量，保證固井流程的順利進(jìn)行，還需要對鉆井液的黏度以及后續(xù)的去除、清潔簡單的程度進(jìn)行評估和分析，以合理的使用鉆井液，全面提升固井質(zhì)量。

3 未來固井材料技術(shù)需求

目前國內(nèi)可采儲(chǔ)量中有 50%左右為裂縫性儲(chǔ)層，鉆井以及固井施工中易漏地層在實(shí)際施工中出現(xiàn)的概率會(huì)進(jìn)一步增加，這也對固井防漏堵漏材料提出了更高的要求，隨著石油開采事業(yè)的增多，使得井下開采工作也提升，而這些井下作業(yè)一定要保證水泥增韌材料的質(zhì)量，而對于一些深井、調(diào)整井、高壓氣井來講，還必要要使用大量的水泥晶體類的膨脹材料，目前我國低壓低滲透油氣藏儲(chǔ)量十分豐富，在針對這些油氣藏進(jìn)行開發(fā)的過程中要應(yīng)用到大量高性能低密度固井材料;而在稠油油藏以及含有大量腐蝕性介質(zhì)油藏開發(fā)力度不斷增加的前提下，抗溫耐腐蝕固井材料的需求也在不斷增加。為此，在以后的工作中，需要以長遠(yuǎn)的利益和開發(fā)需求為基礎(chǔ)，從提升固井質(zhì)量的角度出發(fā)，提升固井技術(shù)和材料，以有效控制固井的整體質(zhì)量。

4 結(jié)語

對于復(fù)雜地層來件，固井流程是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，其中涉及的固井技術(shù)存在較多的問題，我們必須給予這些問題高度的重視，并且分析原因，加強(qiáng)研究，從各個(gè)方面進(jìn)行改善，最終保證固井的質(zhì)量。

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