水平井固井質(zhì)量影響因素分析與提升對(duì)策

董俊杰

摘要：近年來我國(guó)石油資源開采進(jìn)入末期，石油企業(yè)產(chǎn)量逐漸降低，企業(yè)生存發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。石油企業(yè)為了提升自身產(chǎn)量，逐漸增加壓裂施工密度以及壓力施工工藝水平的研究，提高水平井固井質(zhì)量，能夠提高油井的生產(chǎn)壽命?；诖?，本文對(duì)水平井固井質(zhì)量影響因素分析與提升對(duì)策進(jìn)行深入研究，對(duì)提高水平井固井質(zhì)量具有積極作用。

關(guān)鍵詞：水平井固井質(zhì)量;影響因素;提升對(duì)策

引言

在水平井的施工中，固井質(zhì)量對(duì)水平井的實(shí)際開采壽命有直接的影響，也決定水平井的最終壓裂效果和產(chǎn)量提升空間，對(duì)現(xiàn)階段的石油企業(yè)生存發(fā)展具有重要意義。受水平井的工藝特點(diǎn)決定，不同工藝類型的水平井對(duì)固井工藝有不同的要求，工藝不匹配是造成我國(guó)水平井固井質(zhì)量較差的主要原因。因此需要對(duì)水平井的固井質(zhì)量影響因素進(jìn)行分析，制定出差異化的固井技術(shù)對(duì)策，來提升水平井的固井質(zhì)量。

一、影響水平井固井質(zhì)量的相關(guān)因素分析

（一）井眼自身?xiàng)l件的影響

水平井在鉆井過程中形成的自身的井眼條件對(duì)固井質(zhì)量的影響是非常關(guān)鍵的。在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐中，我們對(duì)比了多口水平井的升幅質(zhì)量情況后發(fā)現(xiàn)，水平井鉆井中形成的井眼軌跡條件直接影響固井質(zhì)量，井眼軌跡沒有大幅度起伏的井眼固井質(zhì)量就相對(duì)比較好，而井眼軌跡進(jìn)行了大幅度、多次調(diào)整的水平井的固井質(zhì)量就相對(duì)比較差，而且造斜井段施工由于要進(jìn)行增井斜，或者是調(diào)整方位，因此這個(gè)井段的固井質(zhì)量從升幅質(zhì)量圖上看明顯低于垂直井段和調(diào)整幅度小的水平井段。所以井眼自身的條件不僅影響到水平井套管能否安全下入到預(yù)定井深，套管是否能夠居中，更影響水平井的固井質(zhì)量。

（二）套管居中情況的影響

我們?cè)阢@探一口水平井的目的就是為了進(jìn)行采油，而套管的下入更有利于采油工程的順利進(jìn)行。水平井與直井、定向井都不同，因?yàn)樵谒骄坠芟氯氲倪^程中，造斜點(diǎn)以下的井段套管都不易居中，特別是水平井段的套管如果沒有在增加扶正器的情況下就會(huì)躺在下井壁上，這樣在水泥漿固井頂替過程中，套管不居中的地方頂替效率特別低，水泥環(huán)特別薄，直接是固井質(zhì)量不合格。大量的軟件模擬研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐表明，當(dāng)水平井套管的居中度達(dá)到67%以上的時(shí)候，水平井的固井質(zhì)量采油有所保證。

（三）鉆井液性能的影響

鉆水平井施工所應(yīng)用的鉆井液體系類型和性能都直接對(duì)固井質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的影響。如何使用水基鉆井液，鉆井液的濾失量和泥餅質(zhì)量不夠好，那么就會(huì)在井壁形成比較厚的虛泥餅，這樣在水泥與井壁膠結(jié)的時(shí)候就不結(jié)實(shí)，嚴(yán)重影響固井二界面的質(zhì)量情況。如果應(yīng)用的鉆井液體系是油基鉆井液體系，或者是為了降低施工的摩阻，提高鉆井液的潤(rùn)滑性能，在水基鉆井液體系中混入大量原油等油性物質(zhì)，那么就會(huì)在井壁上形成一層油膜，這層油膜是顯現(xiàn)憎水性的，因此固井施工后水泥漿與井壁的膠結(jié)質(zhì)量就會(huì)不夠好，同樣影響二界面的固井質(zhì)量。

（四）形成巖屑床的影響

所謂的巖屑床就是在水平井鉆井過程中破碎的井底巖屑沒有及時(shí)隨著鉆井液上返到地面，而是在井底下井壁的位置沉積下來，逐漸增厚形成巖屑床。巖屑床的形成不僅給鉆井施工帶來風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)固井質(zhì)量也有很不利的影響，這是因?yàn)橐粋€(gè)巖屑床會(huì)影響到固井過程中的頂替效率，另外一個(gè)還會(huì)影響到水泥漿與井壁之間的膠結(jié)質(zhì)量。

（五）水泥漿性能的影響

水平井固井中水泥漿性能對(duì)固井質(zhì)量的影響是非常大的，因此在水泥漿性能評(píng)價(jià)中，如果失水量過大、還析水，那么在固井完成后水泥漿中的自由水就會(huì)不斷地向井眼的高邊方面運(yùn)移，最終形成了一個(gè)油氣上竄的通道，所以如何保證水泥漿具有低失水、零析水是保證水平井固井質(zhì)量的關(guān)鍵。

二、提高水平井固井質(zhì)量對(duì)策

（一）認(rèn)真做好下套管前的通井工作

在下套管之前要認(rèn)真地通井，保證后期下套管作業(yè)和注水泥作業(yè)順利實(shí)施，具體采取以下幾個(gè)方面的技術(shù)措施。一是電測(cè)前要應(yīng)用原鉆具進(jìn)行通井，通井到底后要大排量循環(huán)，保證井眼凈化;二是在電測(cè)后根據(jù)起下鉆的摩阻情況和測(cè)井測(cè)得的井眼軌跡情況采用單扶正器、雙扶正器，以及三扶正器進(jìn)行多次通井，對(duì)于遇阻的井段和井眼條件不好的井段要進(jìn)行多次的劃眼，直至井眼暢通;三是在最后一次通井起鉆之前，在造斜井段和水平井段注入一定數(shù)量的防卡鉆井液，以保證下套管作業(yè)的順利進(jìn)行。

（二）對(duì)套管串進(jìn)行優(yōu)化

套管串的優(yōu)化不僅可以實(shí)現(xiàn)套管的有效居中，還能夠提高頂替效率，保證套管安全下入。在套管串優(yōu)化中，選用漂浮接箍進(jìn)行漂浮下套管，同時(shí)在套管扶正器的加放上對(duì)于直井段每3根套管加入一只彈性扶正器，造斜段每2根套管加入一只半剛性扶正器，水平段每2根套管加入一只剛性扶正器，保證套管的居中度達(dá)到67%以上，有效地提高頂替效率，從而提高固井質(zhì)量。

（三）水泥漿優(yōu)化設(shè)計(jì)

水泥漿可以實(shí)現(xiàn)固井套管和裸眼井壁的膠結(jié)，為油氣生產(chǎn)建立起封閉的環(huán)形空間，為了更好地保證水平井固井施工質(zhì)量，需要對(duì)水泥漿性能進(jìn)行優(yōu)化。水平井固井作業(yè)，需要水泥漿具備較好的穩(wěn)定性，不可以形成較大的沉降，方可以保證水平井固井的施工質(zhì)量。還需要水泥漿具備較好的流變性，從而為提升固井頂替效率創(chuàng)造條件。還應(yīng)該保證水泥槳要具備零析水、低失水的性能，避免在井眼形成自由水通道，并且還要求水泥漿具備較好的直角稠化性能。

（四）選用優(yōu)質(zhì)前置液

在水平井施工中為了降低施工的摩阻扭矩，必須要在鉆井液中加入相對(duì)一部分的油性物質(zhì)，這部分物質(zhì)會(huì)使井壁具有親油性，因此如何讓井壁親油性轉(zhuǎn)變成親水性，這是選擇前置液的關(guān)鍵。在沖洗液的選擇方面要具有較低的密度，能夠形成紊流的牛頓流體，并且還要能夠深入浸透井壁，形成對(duì)井壁的良好沖刷。水平井隔離液主要采用粘性隔離液，要求具有良好的觸變性、懸浮性和穩(wěn)定性，可懸浮巖屑和固相顆粒，在中溫條件下塑性粘度應(yīng)保持在40～180mPa·s，設(shè)計(jì)密度高于泥漿或低于水泥漿密度0.12～0.25g/cm3，膠凝強(qiáng)度低于水泥漿高于泥漿。

（五）固井工藝技術(shù)

在對(duì)水平井進(jìn)行固井施工作業(yè)時(shí)，需要盡可能地縮短鉆井液的靜止時(shí)間，如果水泥漿不再?gòu)奶坠軆?nèi)上返，需要提高泥漿栗的排量，保證水泥漿可以達(dá)到紊流的速度。完成壓膠塞操作之后，開泵頂替作業(yè)應(yīng)該及時(shí)完成，還應(yīng)該保證具備較好的連續(xù)性，防止出現(xiàn)U型管效應(yīng)。需要在造斜井段和水平井段注人清水或輕質(zhì)鉆井液，可以有效提升套管上浮力。在垂直井段投人加重型的鉆井液，可以減少頂替水泥槳作業(yè)時(shí)的壓力，可以達(dá)到以大排量頂替作業(yè)的需求。

（六）提高井眼自身質(zhì)量

在水平井的施工過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)措施，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，特別是造斜井段井眼軌跡控制人員要嚴(yán)格控制井眼的曲率，使井眼軌跡比較平穩(wěn)地進(jìn)入到目的層，避免因此油層發(fā)育不好而進(jìn)行大幅度、多頻次的調(diào)整井眼軌跡。在水平井段施工中要按照操作規(guī)程和油層發(fā)育情況最好井眼軌跡調(diào)整預(yù)案，按照勤調(diào)整、少調(diào)整的原則緩慢調(diào)整井眼軌跡，保證整個(gè)井的井眼質(zhì)量，為提高水平井固井質(zhì)量奠定先天基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水平井固井質(zhì)量會(huì)受到多種因素的影響，需要結(jié)合井筒質(zhì)量情況，有針對(duì)性的分析每口水平井的固井作業(yè)難點(diǎn)，采取切實(shí)有效的應(yīng)對(duì)策略，這樣才可以進(jìn)一步提升水平井固井作業(yè)質(zhì)量。

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