提高水平井固井質量技術的研究

黃 珺（長慶油田分公司工程監督處，陜西 西安 710018）

提高水平井固井質量技術的研究

黃 珺
（長慶油田分公司工程監督處，陜西 西安 710018）

本文整體結合油田的水平井固井實際，針對水平井井身結構特點以及固井的難點，來開展井眼準備、套管居中技術、固井的水泥漿體系、注水泥工藝及配套技術措施的研究。有效的解決了套管下比較難、水平井套管居中不足的問題，比較好的解決了水泥石體的收縮對固井的影響；很好的改變了之前的整體配套性差，以及技術性研究使用比較單一的缺陷。現場固井的應用表明了一、二界面會膠結良好，說明水井的質量也得到了比較顯著地提高。

水泥漿體系 ；水平井固井；配套技術措施；套管下入居中

固井主要的目的就是在井壁和套管之間形成比較良好的均勻完整的水泥環。水平井固井需要解決的主要問題是，套管下入和居中的問題，解決凝結過程中的析水、水泥漿固相沉降穩定性、高率性和體積收縮問題及相關的配套的技術設施等。在水平固井質量方面，一些難點技術尚未得到理想的解決，需要結合油田公司的水平井的開發

一、固井難點、關鍵技術及對策研究

1 固井難點以及關鍵技術的分析

究其原因，由于水平井井斜比較大，井眼的幾何形狀與直井有較大的不同，在自重、管柱結構，管柱串發生變形主要是因為井徑的具體擴大率，經驗率等因素作用下，甚至會導致不同的井深處不能夠完整的居中，又或者是井深處下人比較困難。在很大程度上解決大斜度段巖屑床、井眼清潔以及鉆眼清洗隔離；而且解決凝結過程中的析水、體積收縮和高率失、水泥漿固相沉降穩定性，避免在井壁上側形成游離水通道等，那么這是對提高水平井封隔質量的一個關鍵技術所在。

2 對策研究

把套管柱居中的度來進行軟件分析，這會大大的提高關于水平井的質量問題，對套管柱強度設計和校核。并且還可以通過套管串的學歷的分析，來得到套管串深處的管套偏心的位移，并且可以計算的出套管串深處的居中度，那么對設計安放扶正器的位置、數量與類型進行合理的優化，從而使套管的居中度提高。對套管串進行摩阻力分析時，也可以根據套管的串累計摩阻力與軸向力，綜合的進行考慮套管串的摩阻力和強度，達到最終完善管串的結構，完成套管串的能力的部分評價，那么水平套管串的考慮的原則是：確定安放扶正器的位置、數量以及保證固井質量對套管居中度的要求的前提下，對于套管串盡量的進行能力評價，數量以及類型，這樣才能夠保證人可以順利的進入套管。

二、對水井的固井質量進行提高

1 井眼的準備

井眼的準備無外乎就是實施固井作業的關鍵緩解以及水平井下套管。它的主要技術措施一般有：通井的時候使用原鉆具，充分的進行循環處理鉆井液并且成分循環的洗井。電測后進行通井，充分的利用短起下鉆使井眼暢通無阻，并且達到井壁穩定。調整鉆井液的性能，大排量充分循環洗井，控制濾矢量與動切力，能夠很好的保證無坍塌、漏失和沉砂。在通井的起鉆之前，在水平段與其大斜度段注入足夠的防卡鉆井液等潤滑材料，這樣能夠最大化的降低摩的阻力，而且能夠很好的為下套管作業創作有利的井眼條件。

2 調整鉆井液的性能

由于大部分使用油基或者混油鉆井液，到了后期鉆井時再加入油層的保護劑，這樣能夠導致鉆井液動切力和靜切力比較高，流動性比較差，那很容易就會出現下套管時中途會發生套管沒有辦法下位又或者是井漏等事故的發生。所以，實施注水泥能夠順利的前提就是控制以及調控鉆井液的性能。

3 充分合理的設計前置液

其實水平井在水平段和造斜段鉆井的時候一般都會采用混油鉆井液，這樣會在鉆井的過程中泥餅的表面形成油膜，使套管壁和井壁不能夠形成良好的水潤的界面，這樣反而會影響膠結強度和膠結面的質量，所以呢，改善套管壁井壁的濕潤性是前置液的關鍵之處。

具有比較低的密度是沖洗液在設計時要注意的原則之一。也是能夠對井壁的油潤環境造成相應的破壞，使井壁的親油性向親水性過度的轉變，沖洗液對泥餅有比較強勁的親透力，這樣還可以降低在鉆井時，鉆井液切力以及粘度，沖刷井壁與套管的效果相對比較好，稀釋性也相對較好。

4 設計水泥漿性能

4.1 流變性能的良好運行。比較常規的注水泥施工過程中，大部分就會采用降低水泥漿的膠凝強度以及屈服值來改善其流變的性能。不過在對水平井水泥漿進行設計時，為了能夠很好的保證水泥漿能夠更好地具有驅替能力以及穩定性，一般都會要求水泥漿具有一定的屈服值，這樣會相對比較保險。

4.2 提高沉降的穩定性。在水平井的固井方面，比較重要的是水泥漿體系的穩定性，它直接就能夠關系到其他各種性能的實現，特別是在水平段以及大斜度井段，水泥漿體系如果不足夠的穩定，將會導致漿體上下的密度差比較大、滲透率的擴張增大、頂部強度降低、沒有辦法形成均勻的水泥環，會導致油氣水竄。在這樣的情況下，想要控制稀水以及保證穩定泥漿，一般會采用加入固相惰性的材料。

4.3 短稠化時間，短過度時間。如果水泥泥漿的稠化時間太久的話，將會使水泥泥漿膠凝的強度發展慢慢的變得較緩慢，也會增大自由用水的析出。因此，為了能夠保證施工安全的前提下減小泥漿的過度時間，那么設計方面要下大工夫。

4.4 零析水低失水。水平段，水泥漿注入到井內后，保持原本的穩定性很難保持，因為重力的作用很難，套管上側的水泥漿密度會慢慢的下降，而且會降低水泥石的強度，也會升高滲透率，很容易導致層減封隔的失敗。因此提高固井質量的關鍵就是降低水泥漿析水，提高水泥泥漿的穩定性。

4.5 具有一定的觸變性。保證漿體的穩定性的化，就要保證泥漿的觸變性要更好，這樣也會防止地層流體對漿體的侵蝕。所以，所謂的觸變性就是是指水泥泥漿具有靜止增稠以及攪拌稀釋的特征。

4.6 套管漂浮技術。為了能夠提高頂替的效率以及幫助套管的居中扶正，一般在大斜坡段和水平段都會充分的利用套管的漂浮技術理論，能夠盡量的減少套管對扶正器得負荷，慢慢的提高大斜度和水平段套管與環空氣流的密度差。

結語

隨著社會的發展、科技的進步，人們在鉆井的技術方面也有了很大的提升。那首先水平固井的前提就是良好的井眼準備以及鉆井液的性能，這也是保證水平固井的質量的關鍵。現在人們對鉆井的要求也越來越高，水泥既要有良好的高沉降穩定性、流變性以及短籌化的時間和短暫的過渡時間，還要具有一定的觸變性。并且水平井鉆井時還要采用混油鉆井液，套管的使用也越來越精確，這些都為水平井固井的質量帶來了一個質的飛躍。

[1]顏井軍.提高水平井固井質量技術[J].中國石油和化工標準與質量，2014 （09）. [2]劉大為，等譯.現代固井技術[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1994.

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