水平井固井質量影響因素分析與提升對策

董俊杰

摘要：近年來我國石油資源開采進入末期，石油企業產量逐漸降低，企業生存發展面臨巨大挑戰。石油企業為了提升自身產量，逐漸增加壓裂施工密度以及壓力施工工藝水平的研究，提高水平井固井質量，能夠提高油井的生產壽命。基于此，本文對水平井固井質量影響因素分析與提升對策進行深入研究，對提高水平井固井質量具有積極作用。

關鍵詞：水平井固井質量;影響因素;提升對策

引言

在水平井的施工中，固井質量對水平井的實際開采壽命有直接的影響，也決定水平井的最終壓裂效果和產量提升空間，對現階段的石油企業生存發展具有重要意義。受水平井的工藝特點決定，不同工藝類型的水平井對固井工藝有不同的要求，工藝不匹配是造成我國水平井固井質量較差的主要原因。因此需要對水平井的固井質量影響因素進行分析，制定出差異化的固井技術對策，來提升水平井的固井質量。

一、影響水平井固井質量的相關因素分析

（一）井眼自身條件的影響

水平井在鉆井過程中形成的自身的井眼條件對固井質量的影響是非常關鍵的。在大量的實驗數據和現場施工實踐中，我們對比了多口水平井的升幅質量情況后發現，水平井鉆井中形成的井眼軌跡條件直接影響固井質量，井眼軌跡沒有大幅度起伏的井眼固井質量就相對比較好，而井眼軌跡進行了大幅度、多次調整的水平井的固井質量就相對比較差，而且造斜井段施工由于要進行增井斜，或者是調整方位，因此這個井段的固井質量從升幅質量圖上看明顯低于垂直井段和調整幅度小的水平井段。所以井眼自身的條件不僅影響到水平井套管能否安全下入到預定井深，套管是否能夠居中，更影響水平井的固井質量。

（二）套管居中情況的影響

我們在鉆探一口水平井的目的就是為了進行采油，而套管的下入更有利于采油工程的順利進行。水平井與直井、定向井都不同，因為在水平井套管下入的過程中，造斜點以下的井段套管都不易居中，特別是水平井段的套管如果沒有在增加扶正器的情況下就會躺在下井壁上，這樣在水泥漿固井頂替過程中，套管不居中的地方頂替效率特別低，水泥環特別薄，直接是固井質量不合格。大量的軟件模擬研究和現場應用實踐表明，當水平井套管的居中度達到67%以上的時候，水平井的固井質量采油有所保證。

（三）鉆井液性能的影響

鉆水平井施工所應用的鉆井液體系類型和性能都直接對固井質量有著深遠的影響。如何使用水基鉆井液，鉆井液的濾失量和泥餅質量不夠好，那么就會在井壁形成比較厚的虛泥餅，這樣在水泥與井壁膠結的時候就不結實，嚴重影響固井二界面的質量情況。如果應用的鉆井液體系是油基鉆井液體系，或者是為了降低施工的摩阻，提高鉆井液的潤滑性能，在水基鉆井液體系中混入大量原油等油性物質，那么就會在井壁上形成一層油膜，這層油膜是顯現憎水性的，因此固井施工后水泥漿與井壁的膠結質量就會不夠好，同樣影響二界面的固井質量。

（四）形成巖屑床的影響

所謂的巖屑床就是在水平井鉆井過程中破碎的井底巖屑沒有及時隨著鉆井液上返到地面，而是在井底下井壁的位置沉積下來，逐漸增厚形成巖屑床。巖屑床的形成不僅給鉆井施工帶來風險，對固井質量也有很不利的影響，這是因為一個巖屑床會影響到固井過程中的頂替效率，另外一個還會影響到水泥漿與井壁之間的膠結質量。

（五）水泥漿性能的影響

水平井固井中水泥漿性能對固井質量的影響是非常大的，因此在水泥漿性能評價中，如果失水量過大、還析水，那么在固井完成后水泥漿中的自由水就會不斷地向井眼的高邊方面運移，最終形成了一個油氣上竄的通道，所以如何保證水泥漿具有低失水、零析水是保證水平井固井質量的關鍵。

二、提高水平井固井質量對策

（一）認真做好下套管前的通井工作

在下套管之前要認真地通井，保證后期下套管作業和注水泥作業順利實施，具體采取以下幾個方面的技術措施。一是電測前要應用原鉆具進行通井，通井到底后要大排量循環，保證井眼凈化;二是在電測后根據起下鉆的摩阻情況和測井測得的井眼軌跡情況采用單扶正器、雙扶正器，以及三扶正器進行多次通井，對于遇阻的井段和井眼條件不好的井段要進行多次的劃眼，直至井眼暢通;三是在最后一次通井起鉆之前，在造斜井段和水平井段注入一定數量的防卡鉆井液，以保證下套管作業的順利進行。

（二）對套管串進行優化

套管串的優化不僅可以實現套管的有效居中，還能夠提高頂替效率，保證套管安全下入。在套管串優化中，選用漂浮接箍進行漂浮下套管，同時在套管扶正器的加放上對于直井段每3根套管加入一只彈性扶正器，造斜段每2根套管加入一只半剛性扶正器，水平段每2根套管加入一只剛性扶正器，保證套管的居中度達到67%以上，有效地提高頂替效率，從而提高固井質量。

（三）水泥漿優化設計

水泥漿可以實現固井套管和裸眼井壁的膠結，為油氣生產建立起封閉的環形空間，為了更好地保證水平井固井施工質量，需要對水泥漿性能進行優化。水平井固井作業，需要水泥漿具備較好的穩定性，不可以形成較大的沉降，方可以保證水平井固井的施工質量。還需要水泥漿具備較好的流變性，從而為提升固井頂替效率創造條件。還應該保證水泥槳要具備零析水、低失水的性能，避免在井眼形成自由水通道，并且還要求水泥漿具備較好的直角稠化性能。

（四）選用優質前置液

在水平井施工中為了降低施工的摩阻扭矩，必須要在鉆井液中加入相對一部分的油性物質，這部分物質會使井壁具有親油性，因此如何讓井壁親油性轉變成親水性，這是選擇前置液的關鍵。在沖洗液的選擇方面要具有較低的密度，能夠形成紊流的牛頓流體，并且還要能夠深入浸透井壁，形成對井壁的良好沖刷。水平井隔離液主要采用粘性隔離液，要求具有良好的觸變性、懸浮性和穩定性，可懸浮巖屑和固相顆粒，在中溫條件下塑性粘度應保持在40～180mPa·s，設計密度高于泥漿或低于水泥漿密度0.12～0.25g/cm3，膠凝強度低于水泥漿高于泥漿。

（五）固井工藝技術

在對水平井進行固井施工作業時，需要盡可能地縮短鉆井液的靜止時間，如果水泥漿不再從套管內上返，需要提高泥漿栗的排量，保證水泥漿可以達到紊流的速度。完成壓膠塞操作之后，開泵頂替作業應該及時完成，還應該保證具備較好的連續性，防止出現U型管效應。需要在造斜井段和水平井段注人清水或輕質鉆井液，可以有效提升套管上浮力。在垂直井段投人加重型的鉆井液，可以減少頂替水泥槳作業時的壓力，可以達到以大排量頂替作業的需求。

（六）提高井眼自身質量

在水平井的施工過程中，要嚴格執行技術措施，按照設計進行施工，特別是造斜井段井眼軌跡控制人員要嚴格控制井眼的曲率，使井眼軌跡比較平穩地進入到目的層，避免因此油層發育不好而進行大幅度、多頻次的調整井眼軌跡。在水平井段施工中要按照操作規程和油層發育情況最好井眼軌跡調整預案，按照勤調整、少調整的原則緩慢調整井眼軌跡，保證整個井的井眼質量，為提高水平井固井質量奠定先天基礎。

結束語

綜上所述，水平井固井質量會受到多種因素的影響，需要結合井筒質量情況，有針對性的分析每口水平井的固井作業難點，采取切實有效的應對策略，這樣才可以進一步提升水平井固井作業質量。

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