復雜地層固井技術存在的問題與研究方向探析

譚勝倫

摘 要：隨著我國油田工業的不斷壯大，使得我國固井事業逐漸發展，但在固井作業過程中，由于工作量的繁雜以及當前石油資源勘探的不斷開發，使得較多的非常規固井作業越來越常見，從而也導致固井作業中經常會發生一些固井質量不合格以及出現非優質井的情況，為了保證固井的質量，則需要對非常規固井質量的影響因素進行分析，從而為后續的固井作業提供可靠的參考依據，并提出一些可行化的建議。

關鍵詞：復雜地層固井技術;現有問題;固井質量

0 引言

固井就是向井內下入管，并向井眼和套管之間的環形空間注入水泥的施工作業，也是鉆完井作業過程中重要的環節，其中包括注水泥和套管。而固井技術是一種結合多學科的綜合技術，具有系統性、時間短以及一次性的特點，其目的主要是為了保護和支撐油氣井內的套管，封隔油、氣和水等底層。目前固井作業經常會被用于石油資源勘探的開發，而固井的質量也會明顯的影響后期石油資源開采的質量，隨著非常規井越來越多，使得復雜地層固井技術的問題逐漸呈現。因此，探究復雜地層固井技術存在的問題十分重要，相關內容如下。

1 調整固井存在的問題

1.1 促凝劑的問題

促凝劑是以縮短凝結的時間，提升早期強度的一種外加劑，常見的品種有甲酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等等，使用的比例占水泥用量的1%-2%。目前我國大多數的油氣田調整井深度都在1000-2500m的范圍內，并且該范圍內都稱為淺井，這類淺井一般都會處于井下溫度較低的情況，經過循環后，一般井眼的溫度能夠維持在50℃左右，不利于固井的平衡力[1]，同時也不利于承重，為了改善這一情況，經常會用到促凝劑。隨著固井技術中促凝劑的使用，使得問題逐漸的顯露出來。對于使用促凝劑的固井來講，雖然在一開始使用的時候可以快速的提升水泥石的強度，但是隨著時間的推移，這些水泥石的強度會發生變化，會呈現硬度逐漸下降的趨勢，最終導致使用促凝劑的水泥石強度在短短幾個月后衰減到0的情況，從而影響整個固井的質量。因此，要想保證固井的質量，提升固井的技術，則需要考慮促凝劑的問題。

1.2 油氣井水泥自身的問題

油氣井水泥自身的問題也是影響固井質量的主要影響因素之一，有些井下地層本身就含有大量的腐蝕性物質，例如：硫化氫、硫酸鹽等，如果對于這類井下地層使用一些A級的非抗硫水泥做固井的處理，就會導致后續水泥石出現腐蝕的現象，隨著時間的流逝，強度會逐漸的降低[2]，最終導致承重能力減弱，甚至出現失重的現象，嚴重影響固井的質量，形成嚴重的不良事件。隨著實踐的不斷推移，有人們發現，在固井的過程中，將30%-40%的高爐礦渣加入到油井水泥當中，可以明顯的提升油井水泥的抗腐蝕性，提升水泥石的硬度，并且隨著時間的推移，也不會有太大的影響，但是高爐礦渣的使用會使固井過程出現新的問題，例如：調整井的井溫溫度較低，會延長水泥石的稠化時間以及固化時間，不能滿足實際固井的需求，延長整個固井所使用的時間，所以為了更好的改善這個問題，還需要進一步的探究，加強對早凝性良好的礦渣水泥漿體系的研究，提升油井的使用和存在壽命。

2 深井、超深井固井技術的問題

固井的難度與井下的深度有著密切的關系，井下的深度越深，固井的難度就越大，所以對于深井和超深井來講，完井后的固井工作一直是相關人員關注的問題。同時，隨著井下深度的加深，各種固井中的問題也會逐漸的顯現出來，例如：井下的溫度、壓力以及水泥漿的外加劑的抗溫性等均會因井下的深度而出現不同的變化，以壓力來講，井下的深度越深[3]，壓力會越大，就會導致水泥石的硬度越差，出現逐漸變脆的情況，同時水泥漿的流動性也會變差。在固井的過程中，深井和超深井的水泥漿在上返的過程中遇到較大的剪切力和摩擦力，從而易出現壓漏地層的現象，最終影響固井的質量。雖然說在較多的實踐當中，已經對固井的方案進行反復的確定，去驗證該固井方案的合理性以及可實施性，但是在實際的操作中，經常會因為某一因素的偏差而使得固井的質量難以得到保證，從而給固井的工作帶來較大的影響和阻礙。為了保證固井的質量和固井技術的實施，需要日后加強研究的力度，提升固井技術，全方面的分析固井工作中可能受到的阻礙以及偏差出現后的應對措施，以保證固井工作的順利完成，提升固井的質量。

2.1 高溫緩凝劑質量不過關

固井工作中使用的緩凝劑具有較高的抗高溫性能，但是卻易受到添加量的影響，如果劑量較小，會出現促凝的效果，如果劑量較大，還會出現緩凝過度的效果，所以緩凝劑對于添加量具有較強的敏感性，并且線性范圍較小，在實際的操作中，很難良好的把握，從而易出現質量不過關的情況。此外，緩凝劑均存在較高的吸附性，從而會影響水泥漿膠體的電荷[4]，使得游離液增加，促進水泥石的收縮，并且在斜井段經常會產生水帶，對地層的封隔效應也會逐漸變差，嚴重影響著固井質量。

2.2 鉆井液對固井質量的影響

鉆井液是鉆井過程中不可或缺的物質，其關系到深井和超深井能否能夠順利鉆井，所以鉆井液的質量是需要關注的問題。在實際的工作中，合理的選取鉆井液，并進行劑量的調整十分的重要，但是由于實際的操作過程中經常會遇到一些突發的情況以及特殊的地層，使得在鉆井的過程中需要提升鉆井液的要求，不能僅僅在乎鉆井液的性能，還需要保證鉆井液性能的調整能力，所以在實際的操作過程中，相關人員經常會選取一些提升鉆井液密度和粘度的方法來避免出現地層垮塌現象。但是鉆井液的粘度進一步增加會對頂替效果產生嚴重影響。為了保證下套管以及測井工作的順利進行，相關人員一般會在鉆井液中加入適量的潤滑劑，從而提升鉆井液當中的含油量，但是這一操作會加重后續的清洗工作，因為加入潤滑劑的鉆井液很難通過常規的隔離液來清洗干凈，從而易降低了后續固井的質量，此外，還有一些企業為了提升自身的經濟效益，不看重鉆井液的實際性能，也不管鉆井液能否滿足實際的固井和鉆井的需求就開始使用，最終導致非優質井的出現。所以為了提升固井的質量，保證固井流程的順利進行，還需要對鉆井液的黏度以及后續的去除、清潔簡單的程度進行評估和分析，以合理的使用鉆井液，全面提升固井質量。

3 未來固井材料技術需求

目前國內可采儲量中有 50%左右為裂縫性儲層，鉆井以及固井施工中易漏地層在實際施工中出現的概率會進一步增加，這也對固井防漏堵漏材料提出了更高的要求，隨著石油開采事業的增多，使得井下開采工作也提升，而這些井下作業一定要保證水泥增韌材料的質量，而對于一些深井、調整井、高壓氣井來講，還必要要使用大量的水泥晶體類的膨脹材料，目前我國低壓低滲透油氣藏儲量十分豐富，在針對這些油氣藏進行開發的過程中要應用到大量高性能低密度固井材料;而在稠油油藏以及含有大量腐蝕性介質油藏開發力度不斷增加的前提下，抗溫耐腐蝕固井材料的需求也在不斷增加。為此，在以后的工作中，需要以長遠的利益和開發需求為基礎，從提升固井質量的角度出發，提升固井技術和材料，以有效控制固井的整體質量。

4 結語

對于復雜地層來件，固井流程是一個非常復雜的過程，其中涉及的固井技術存在較多的問題，我們必須給予這些問題高度的重視，并且分析原因，加強研究，從各個方面進行改善，最終保證固井的質量。

參考文獻：

[1]齊奉忠，馮宇思，韓琴.國內外固井技術發展歷程與研究方向[J].石油科技論壇，2018，37（5）：35-39，44.

[2]孫寶江，王雪瑞，王志遠，等.控制壓力固井技術研究進展及展望[J].石油鉆探技術，2019，047（003）：56-61.

[3]赫修民.大慶油田復雜地層壓力分析及側斜井固井技術研究[D].杭州：浙江大學，2011.

[4]龍曉蕾.超深井復雜地層固井技術研究與應用[J].今日科苑，2010，000（006）：P.41-41.