淺談水泥干混與固井質(zhì)量的關(guān)系

鄭國紅

摘 要：固井作業(yè)是一次性工程，如果出現(xiàn)失誤一般難以補(bǔ)救，即使補(bǔ)救也無法達(dá)到封固合格，易造成一定經(jīng)濟(jì)損失。由于石油固井本身所具備的特殊性質(zhì)，也使得其占據(jù)了鉆井工程中至關(guān)重要的位置，基于固井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，找出了影響固井質(zhì)量的因素是多方面的，研究分析固井質(zhì)量不容忽視，提出了通過作業(yè)前的充分準(zhǔn)備工作，固井水泥干混質(zhì)量，過程控制，調(diào)配出性能優(yōu)良的水泥漿體系，平衡注水泥，加強(qiáng)過程監(jiān)督管理、現(xiàn)場施工等措施提高固井質(zhì)量。為實(shí)際工作中提升真實(shí)狀態(tài)下的固井質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：固井質(zhì)量;干混質(zhì)量;設(shè)備;干混過程控制;水泥漿性能

一、什么是油井水泥干混

油井水泥干混是指按固井要求將油井水泥與各種添加劑、外摻料等按一定的比例進(jìn)行充分混合，達(dá)到均化配比的目的，以滿足固井對水泥漿的使用要求。

二、干混設(shè)備及混拌原理

1、油井水泥干混設(shè)備的組成有：螺桿式空氣壓縮機(jī)、投料地罐、計(jì)量罐、藥混罐、初混罐、批混罐、再混罐、成品罐、緩沖罐、除塵器、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和操作臺。混拌裝置的物料儲存罐由氣管線、放空管線、物料輸送管線等相連接，各混拌罐及供氣管線上安裝與其相匹配的壓力表和安全閥。

2、干混過程控制：根據(jù)固井通知單，計(jì)算混拌所用水泥及各種外加劑（外摻料）的重量，并按照外加劑的單位重量核算投料所需的袋數(shù)和公斤數(shù)，填寫混拌任務(wù)單、領(lǐng)料單、投料單，做好記錄，有專人復(fù)核簽字。首先投料人員進(jìn)行破袋投料，通過振動篩過濾網(wǎng)將物料投放到加藥地罐，加入計(jì)量罐內(nèi)與部分水泥混合。

倒入藥混罐，使藥品充分放大均勻后倒入初混罐，與初混罐的物料形成單元初級混拌，倒入批混罐，再倒入再混罐，氣動拌和倒回批混罐，再倒入再混罐，每個批次都經(jīng)過4次充分的氣動拌和，待裝車或倒入成品罐，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取樣。每個批次的水泥混拌嚴(yán)格遵循石油企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證固井現(xiàn)場施工質(zhì)量。

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

混拌裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括混拌工藝的自動化和計(jì)算機(jī)的計(jì)量管理，在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制下，電子計(jì)量精度和自動化程度得道很大的提升，粉塵污染得到有效控制，現(xiàn)場混拌作業(yè)環(huán)境得到大大改善，固井質(zhì)量更進(jìn)一步得到有效保證。

三、水泥漿性能對固井質(zhì)量的影響

水泥干混技術(shù)的提高，在很大程度上改善了水泥漿的性能，提高了固井質(zhì)量。水泥漿性能對固井質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用，包括水泥漿失水量、水泥漿密度和水泥漿流變性。水泥漿的失水量過大，會造成水泥凝固時自由水滲入地層，使水泥漿體積減小，從而影響固井質(zhì)量。另外，水泥漿失水量大，在施工過程中不但會造成嚴(yán)重的施工蹩泵事故，而且在水泥漿經(jīng)過油氣層時，水泥漿濾液與水泥顆粒大量進(jìn)入油氣層，堵塞油氣通道而污染油層。水泥漿密度直接反映了水灰比的大小，水泥石在固化過程中，只需要25%的水即可，而水灰比 25%的水泥漿密度達(dá)到 2.3 g/cm3以上，固井無法泵入。為了滿足固井要求，只能增大水灰比，但如果水泥漿密度過小，勢必增大水分流失，從而影響固井質(zhì)量。水泥漿的流變性直接影響著頂替效率，從而影響封固質(zhì)量。

2、如果水泥漿具有良好的性能，就能夠避免分層沉淀的現(xiàn)象出現(xiàn)，并且能夠在恰當(dāng)?shù)臅r間段內(nèi)完全的凝固，這樣也能夠提升固井質(zhì)量。但是水泥漿能否發(fā)揮發(fā)揮良好的性能受到了外在因素和自身因素的直接影響。

（1）外在因素

外在因素主要包含了水泥漿的環(huán)空返速和封固段的實(shí)際長度。在注入水泥漿的過程中，環(huán)空返速對于頂替的效率也會產(chǎn)生影響，所以，為了提升固井質(zhì)量，就需要提高環(huán)空返速。

（2）自身因素

水泥漿的自身因素主要包含了密度、流動性和失水量。提升水泥漿的密度，就會增加流動梯度和浮力，這樣有利于固井質(zhì)量的提升，也有利于頂替鉆井液;水泥漿流動性的控制也是關(guān)系到固井質(zhì)量的一大因素，如果注入過快，就可能出現(xiàn)水泥分層沉淀的現(xiàn)象，過慢則會導(dǎo)致注入的難度升高;如果水泥漿失水量過大，多余的水就會滲入到地層，這樣會影響到土層的堅(jiān)硬度，最終影響到固井的質(zhì)量。因此，為了提升固井的優(yōu)質(zhì)率，就需要注重密度、流失量以及流動性三個環(huán)節(jié)的合理控制。

四、固井施工特性

固井施工，是把調(diào)和好的水泥漿灌入預(yù)備套管，以便封堵很易泄露的地層、很易塌陷的地層、偏復(fù)雜的油氣層。這種固井施工，規(guī)避了層級之間的泄露，建構(gòu)了順暢的油氣路徑。它便利了各時段的油氣管控，增添原有的采收率。固井施工步驟，含有初始的下套管、后續(xù)注入水泥。它關(guān)涉很多細(xì)節(jié)，固井作業(yè)獨(dú)有的特性含有如下的層級：第一，固井是一次性的。若沒能保障質(zhì)量，則很難去彌補(bǔ)。即便采納了特有的擠水泥，也耗費(fèi)偏多的物力，帶來偏多損耗。第二，固井流程帶有偏大的隱蔽特性，多被安排于井下，潛藏偏大風(fēng)險。固井質(zhì)量緊密關(guān)系著采掘時間、區(qū)段油田年限。第三，固井耗費(fèi)的時段很長，耗費(fèi)金額很多。工序融匯了復(fù)雜的細(xì)化內(nèi)容，技術(shù)總量很大。

五、對固井技術(shù)工作的建議

在現(xiàn)有的固井技術(shù)基礎(chǔ)上對固井技術(shù)進(jìn)行改善，從而使固井質(zhì)量的控制能力得到增強(qiáng)，并使工藝更加簡化，實(shí)現(xiàn)降低成本的目的。

（1）加強(qiáng)技術(shù)管理。在實(shí)際施工過程中要做好評估工作，從而降低施工過程中存在的風(fēng)險，使固井質(zhì)量得到穩(wěn)步的提高。

（2）增強(qiáng)員工質(zhì)量意識，進(jìn)一步提高干混質(zhì)量，保證固井質(zhì)量。

（3）加強(qiáng)對固井工作的重視。固井質(zhì)量直接影響著油的質(zhì)量以及對資源的保護(hù)，與油田開口的壽命息息相關(guān)，因此必須加強(qiáng)對固井工作的重視。

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