淺探鹽膏層固井技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人類對(duì)于自然的索求越來(lái)越多，而對(duì)于地下開(kāi)采也越來(lái)越頻繁。鹽膏層的開(kāi)發(fā)對(duì)于人來(lái)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)比較艱難的項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：鹽膏層；固井技術(shù)；應(yīng)用

隨著不斷對(duì)油田的開(kāi)發(fā)，很多在鉆井過(guò)程中在不同程度上遇見(jiàn)了高壓鹽膏層。這類井施工的關(guān)鍵就是要對(duì)巖層上部地層進(jìn)行先期的承壓堵漏，讓它的承壓能力能夠滿足鹽膏層使用高密度要求，從而保證鉆井和下管的過(guò)程安全。

1 鹽膏層的定義及特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)鉆探發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的鹽膏層分布比較廣泛，埋藏的比較深。所謂的鹽膏層就是指由巖鹽和石膏組成的地層，它主要分布在第三系，石炭系和寒武系地層，是湖陸和濱海相沉積而形成的。

每種物質(zhì)都有它自身的特性，鹽膏層也不例外。它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在四個(gè)方面，第一，鹽膏層的強(qiáng)度很低，一般是5-16MPa；第二，它的泊松比較的高，有的甚至接近0.5；第三，如果溫度升高，那么鹽膏層的強(qiáng)度和彈性模量將會(huì)減?。坏谒?，鹽膏層的蠕動(dòng)變率如果增加了，那么溫度和應(yīng)力水平就會(huì)升高。石炭系的鹽膏巖由于埋藏的比較深，厚度比較大，壓力比較高，層次變化大，塑性變形比較嚴(yán)重，容易發(fā)生垮塌事件，從而導(dǎo)致固井難度增加。所以我們必須提高鹽膏層固井技術(shù)。

2 鹽膏層特點(diǎn)影響固井質(zhì)量

（1）平衡層壓力影響鹽膏層。由于鹽膏層具有塑性的特點(diǎn)，上地層的壓力比較高，所以必須使用鉆井液來(lái)平衡鹽膏層的壓力。然而鉆井液遇到鹽膏巖它的密度就會(huì)發(fā)生變化，從而給固井工作帶來(lái)難度。首先要有高密度的水泥漿來(lái)穩(wěn)定水泥凝固過(guò)程中遇到的壓力。而要使水泥漿的密度高于鉆井液的密度，就有一定的難度。其次，鉆井液和水泥漿的密度流動(dòng)性比較差，施工的壓力比較高。所以，平衡層壓力的平衡對(duì)鹽膏巖固井比較重要。

（2）水溶性和可塑性影響固井作業(yè)。受鹽膏層水溶性和可塑性的影響，固井過(guò)程中使用的水泥漿比較容易被污染，水泥漿一旦被污染，那么它的流動(dòng)性必定會(huì)降低，稠化時(shí)間也會(huì)縮短，從而給固井作業(yè)帶來(lái)威脅。

（3）縮徑影響固井質(zhì)量。由于鹽膏層在鉆井過(guò)程中不同程度的縮徑，會(huì)導(dǎo)致井壁坍塌，井眼質(zhì)量也隨之變差。如果縮徑，那常規(guī)的套管扶正器下井就比較困難，不適合套管居中，這樣以來(lái)就會(huì)增加固井頂替效率的難度，從而影響固井的質(zhì)量。

（4）蠕動(dòng)性影響套管強(qiáng)度和壽命。鹽膏層蠕動(dòng)就會(huì)破壞水泥環(huán)，致使套管擠毀變形，從而影響后續(xù)作業(yè)的正常進(jìn)行，降低油井的壽命，甚至?xí)?dǎo)致油井報(bào)。

3 鹽膏層固井技術(shù)措施

（1）合理設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，鹽膏巖的蠕動(dòng)就會(huì)致使它的塑性流動(dòng)，或遲或早就會(huì)使井壁周圍的地層向井眼的中心地帶擠壓，而地層上的覆壓力會(huì)作用在套管上。在活躍地帶，覆壓力作用于套管上，地層覆壓力隨著深度會(huì)變得越來(lái)越大，而套管承受的實(shí)際壓力的程度小于上覆地層所帶來(lái)的壓力，從而導(dǎo)致套管自身的強(qiáng)度很難抵御上覆地層的外擠力。所以在設(shè)計(jì)鹽層井的機(jī)構(gòu)時(shí)，第一要考慮套管的受擠壓強(qiáng)度，采用厚壁套管、雙層組合套管等。套管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要從單軸應(yīng)力設(shè)計(jì)、雙軸應(yīng)力設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為三軸應(yīng)力設(shè)計(jì)，因?yàn)槿S應(yīng)力設(shè)計(jì)的拉伸、外擠、內(nèi)壓的承受力要高于單軸應(yīng)力設(shè)計(jì)、雙軸應(yīng)力設(shè)計(jì)。第二，為了確保鉆穿鹽膏層過(guò)程中的安全性，上層技術(shù)套管盡最大可能的處在復(fù)合鹽層頂部，與低壓地層有一定的距離。

（2）加大鹽膏層蠕變速率的檢測(cè)和控制。在下套管或測(cè)井之前，應(yīng)該對(duì)鹽膏層的入編速率進(jìn)行檢測(cè)，從而確保套管順利的下入，與此同時(shí)也能確定水泥環(huán)可以使用的時(shí)間。其次，還要調(diào)整鉆井液的性能，對(duì)蠕變有一定的抵抗能力，從而使套管順利下入。

（3）合理的環(huán)空液柱組合。合理的環(huán)空液柱組合對(duì)長(zhǎng)裸眼、長(zhǎng)封固段的鹽膏層固井尤其的重要。為了設(shè)計(jì)合理的環(huán)空液住組合，我們首先要考慮水泥侯凝是否失重。水泥漿在進(jìn)入環(huán)空后，會(huì)由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化，同時(shí)沒(méi)有了傳遞液柱壓力的能力，從而導(dǎo)致水泥漿失重。如果水泥漿的上部過(guò)早的發(fā)生失重，那么下部的油、氣、水就會(huì)竄流，從而導(dǎo)致水泥環(huán)的質(zhì)量更差。所以長(zhǎng)封的固段古井應(yīng)該使用雙凝或者多凝的水泥漿柱組合，延遲水泥漿的稠化時(shí)間，讓水泥漿有下向上的分段凝固。

（4）平衡壓力固井設(shè)計(jì)。平衡壓力固井就是注水泥漿過(guò)程中環(huán)空液住組合的壓力要小于薄弱地層的破裂壓力，在凝固失重時(shí)油氣不會(huì)侵竄。所以，應(yīng)該計(jì)算施工過(guò)程中環(huán)空靜液柱的壓力和流動(dòng)阻力，，確定液體的流態(tài)以及施工過(guò)程的動(dòng)壓力變化，以達(dá)到平衡固井。

（5）提高套管的居中度和頂替效率。鹽膏層固井過(guò)程中套管是否居中，尤為的重要。鹽膏層容易出現(xiàn)縮徑或者是井眼嚴(yán)重?cái)U(kuò)大的情況，降低它的頂替效率，從而導(dǎo)致水泥環(huán)質(zhì)量下降。所以，要盡最大的可能是套管在井眼中居中，從而致使套管負(fù)荷就會(huì)均勻分布，減少套管的損失。

由此可見(jiàn)，在固井之前，首先，要做好準(zhǔn)確分析鹽下井的地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)，從而制定對(duì)應(yīng)的高溫抗鹽水泥漿體系；其次，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)水泥漿體系進(jìn)行添加水泥添加劑；最后，要制定出合理的固井技術(shù)措施，以達(dá)到油田開(kāi)發(fā)工程的順利進(jìn)行，達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)效益。

4 鹽膏層固井技術(shù)的應(yīng)用案例

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的需求，鹽膏層固井技術(shù)被廣泛的運(yùn)用，現(xiàn)在以阿姆河右岸B區(qū)鹽膏層固井技術(shù)的運(yùn)用為例進(jìn)行研究。土庫(kù)曼斯坦國(guó)朱市東北方和烏茲別克斯坦國(guó)交界處，有一個(gè)叫阿姆河盆地的地方。它的東北部油氣富氣能源比較豐富，距今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了130多個(gè)油氣田，于是人類開(kāi)始在此勘探。在勘探過(guò)程中，鹽膏層固井技術(shù)被運(yùn)用著。在開(kāi)發(fā)的初期，這里經(jīng)常發(fā)生工程事故，但是經(jīng)過(guò)一系列的研究與變動(dòng)，鹽膏層固井技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越精湛，工程事故也就越來(lái)越少。由此可見(jiàn)，鹽膏層固井技術(shù)對(duì)于油田開(kāi)發(fā)起著至關(guān)重要的作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

由以上分析可以發(fā)現(xiàn)，鹽膏層強(qiáng)度的大小、縮徑的程度、蠕變等特點(diǎn)，對(duì)油田開(kāi)發(fā)的鉆井和固井的質(zhì)量有著巨大的影響。因此，在油井開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要做好合理設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)、加大鹽膏層蠕變速率的檢測(cè)和控制、合理的環(huán)空液柱組合、平衡壓力固井設(shè)計(jì)、提高套管的居中度和頂替效率等工作，以此來(lái)減少油井開(kāi)發(fā)工程的突發(fā)事故，從而增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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