油田固井技術的探討

[摘 要]隨著石油勘探開發領域不斷擴大，固井新技術的推廣應用促使我國油田的固井質量逐漸提高。本文就我國油田固井技術進行初步探討。

[關鍵詞]油田 固井技術 現狀 發展

前言

油田固井就是將水泥漿注入井壁與套管之間的環空中的過程，其目的是為了層間封隔和支撐及保護套管，固井質量的好壞直接關系到油井的壽命和資源的保護，因此必須充分考慮固井作業的各個環節，如：井眼準備、固井材料、固井工具及附件、固井工藝、固井裝備和固井施工等。隨著新的鉆井技術的逐步發展，天然氣、煤層氣、地熱井等資源的不斷的受到重視，環保要求的不斷提高、深層的能源和難開采儲量的開發，給我國固井工程不斷帶來了新的挑戰，對固井技術提出了新的課題，本文將探討我國油田的固井技術現狀及未來的發展趨勢。

1 我國油田的固井技術現狀

1.1 固井液技術

固井液技術是在原有鉆井液配方的基礎上，添加不多的高爐淬廠渣或其它可水化材料，基本上不影響鉆井液的其它性能。固井液技術采用UF鉆井、MTC固井提高了鉆井液和固井液的相溶性，有效地解決了傳統固井水泥漿與鉆井液的不相溶問題，從而實現了第一、二界面的良好分隔和膠結強度，特別是提高第二界面的膠結質量，減少和阻止油氣、水流體的層間竄通，而且由于激活劑的擴散和滲透，使泥餅形成了固化的致密泥漿，阻止循環漏失和水泥漿液柱回落。固井液與普通油井水泥漿相比，調節性能的外加劑價廉，而且具有低失水、強度發展快、沉降穩定性好、耐污染等特點，固井液技術淡化了頂替機理和頂替技術，解決了廢棄鉆井液排放造成的環境保護問題。 ]。2泡沫固井技術 泡沫有兩種充氣方法，一種方法是化學劑在水泥漿中起化學反應產生氮氣，加入其它外加劑如穩泡劑等，形成一種均勻穩定的泡沫水泥。另一種方法為機械充氣泡沫水泥。泡沫水泥漿由凈漿、氮氣、穩泡劑及水泥漿處理劑組成。現場施工時，由水泥車用含有各種外加劑的混合水配制凈漿，通過氮氣泵向凈漿中注入氮氣形成泡沫水泥漿，注氮量的大小可根據現場設計的水泥漿密度由計算機自動控制。泡沫水泥漿具有如下優點：低密度，最低密度可達到0，72gm3；有利于提高泥漿頂替效率，這是由于泡沫水泥漿有較高的粘度，有利于驅替不易流動的泥漿；具有相對較高的抗壓強度；由于具有可壓縮性，因此可以補償水泥漿膠凝失重，有利于防氣竄；在高溫高壓條件下，相對常規水泥石具有更好的韌性；具有良好的高溫穩定性，可以用于深井固井作業；具有相對較低的滲透率；相對較低的作業成本，較常規低密度水泥漿成本降低三分之一左右。

1]防竄固井技術

環空竄流是困擾固井作業多年的問題，竄流的成因分為三種。一是界面膠結不良造成的，主要原因是由于泥餅的存在。導致界面與地層膠結不良；二是水泥失重造成環空竄流：三是微裂縫一微環隙造成環空竄流，微環隙是由于水泥環不能很好與套管膠結造成的，而微裂縫則是在水泥環與地層之間或水泥環內產生的微小通道。通過設計合理的水泥混合物可防止三種類型的氣竄發生。第一種通過磁鐵礦可消除發生在套管和水泥之間的氣竄；第二種是通過添加一種特殊的材料能在一定程度上消除井壁上濾餅對水泥膠結的不利影響，改善膠結質量，防止井眼與水泥之間的氣竄；第三種是添加合適的彈性材料，其機理為：在水泥凝固期間會出現復雜的壓力變化，其雙正玄波壓力響應在水泥微觀結構上產生裂縫，添加的彈性材料對壓力動態起逆反應，消I~JV，泥凝固期間的壓力變化。

14水平井固井技術

進行水平井注水泥應注意以下幾方面：減少和消除游離水及防止水泥漿固相沉降；優化水泥漿性能；環空最大程度地保持清潔；套管居中；上提下放旋轉套管；使用性能優良與水泥漿、鉆井液配伍的沖洗液、隔離液；正確的流變學設計，在地層破裂壓力和孔隙壓力范圍內設計盡可能進行紊流頂替，在小井眼注水泥中大多數采用膠乳及AMPJ共聚體水泥體系。

1，5欠平衡井的固井技術

欠平衡鉆井技術，以空氣鉆井為先鋒，開始于本世紀50年代。在70年代，鑒于當時的勘探開發形勢，人們的注意力集中在高壓、高滲、高產油氣田，對低壓、低滲、低產油氣田不太重視，因此該技術并未受到特別關注。我國欠平衡鉆井起步較晚，新疆、中原、大慶、大港等油田結合自己的實際情況進行了欠平衡鉆井試驗，與此同時開展欠平衡井的完井技術。 2，我國油田固井技術發展趨勢 2。1三次加密井固井技術 為了油田持續穩產，動用薄差油層及表外儲層，開展三次加密鉆井，由于地下情況復雜，對固井質量要求越來越高，通過鉆井系統聯合攻關，為今后油田全面進行三次加密調整奠定基礎。三次加密鉆井目的在于開采夾雜在主力油層之間的薄差油層及表外儲層。油層多而薄，封固段長，在固井質量要求方面。既要防止被調整的薄油層之間互相竄通，又要防止被調整的薄油層與老油之間竄通，因此要求全封固段封固良好。低滲高壓層嚴重影響固井質量，這種高壓層的特點是，形成緩慢，泄壓困難。有的是在長期注水開發狀態下，經歷了數月甚至數年才形成的。鉆井前，在有限的停注放溢時間內，很難將地層壓力釋放到所期望的壓力范圍內；特別是當前。由于穩產方面考慮，開發方面盡可能地縮短鉆關時間及關井距離，這就為鉆井完井施工增加了更大的困難。另外，在低滲高壓區，即使是注水井井口壓力釋放到規定值，但也只能注明其井點附近有限范圍內的泄壓情況，具體設計預鉆井位地層壓力究竟多高，只能通過鉆井時才能具體獲得。

2，2深層高溫高壓長封井固井技術

隨著油田勘探發展的需求，對固井質量要求越來越高，通過使用新技術、新工藝。在水泥漿配方和完井技術方面求新求變，通過不斷地技術攻關和現場試驗，使深井固井技術水平和質量又上一個新臺階。針對深井地質特點和鉆井工程中情況應用進行了套管強度設計、套管柱居中設計、注水泥流變設計，優選固井施工參數，制定了合理的施工方案和施工技術措施。一是深井套管浮鞋、浮箍，深井浮鞋、浮箍實現了深敞壓候凝，解決了深井高溫高壓條件套管串附件密封問題；二是扶正器不斷發展，原來剛性扶正器及弓形扶正器發展成為彈性限位扶正器，滿足了深井套管扶正器需要。研制并應用套管彈性旋流扶正器和剛性旋流扶正器，以提高深井固井施工頂替效率，深井水泥外加劑是抗高溫低失水水泥外加劑，對于井底溫度高于120\"C的深井，為達到水泥漿抗高溫，控制失水，提高水泥石強度的目的；應用低密度水泥漿防漏，進一步發展防止油氣層污染；由于深井封固段長、施工壓力高、地層破裂壓力不清，采用雙密度水泥固井；深井固井配套應用抗高溫防竄水泥漿，以DPF2為降失水劑抗高溫低失水水泥漿基礎上，開發研制丁苯膠乳孔竄及直角候凝性能，稠化時間可調，在高溫條件下水泥石強度滿足需要；中深探井及深井普遍應用DSH，I降失水劑。，

參考文獻：

[1]趙志軍。水平固井技術的國內外發展探究L0現代商貿工業2010，12，，

[刁吳旭輝，義34區塊區域固井技術研究In今日科苑2010，10，

(作者單位：大慶鉆探工程公司鉆井生產技術es務一公司)