淺談在海洋鉆井中固井技術的重要性

陳霞

摘 要：固井技術的應用將直接影響油田開發工程的進程的順利與否，以及油井的使用壽命和產量。在海洋油田鉆井開采油氣作業中，鉆井工程要比地面油田更為復雜，難度更大，因此更加需要固井技術來避免井噴、井塌等現象發生，以保證海洋鉆井、油氣資源開采的順利。本文簡單講述了固井技術的發展概況及其在海洋鉆井中的使用、具體的應用，體現了固井技術在海洋鉆井中的重要性，希望能夠對我國海洋鉆井工程的發展有所推動。

關鍵詞：海洋鉆井;固井技術;油田

0 引言

隨著世界各國對于資源的大力開發與應用，海洋資源的利用大大減緩了現在能源緊缺的壓力，而在海洋能源的開發進程中，人們對于海洋石油的需求也在不斷的增長。在海洋鉆井中，固井技術的應用是油田作業經濟效益、安全性能的重要保障。其中新技術的出現也必將完善我國固井技術的應用，促進固井技術的發展。

1 固井技術的發展概況

固井作業在油氣鉆井工程中較為重要，它能夠有效的分離油、氣、水，從而保護油氣資源不受污染，保證油氣產量，延長油井的使用壽命。固井技術在發展過程中，通過循環容積效率法、“三壓穩”理論、低返速固井技術、高壓油氣井固井技術等理論與技術的不斷發展研究應用，鉆井液循環、固井技術的穩定、固井效率、固井設計安全性、科學性等，都有了很大程度的提高。而在固井技術的發展過程中，需要通過對其中包含的各個環節的工藝的發展來促進固井工程進步，只有這樣才能夠使固井技術得到整體的提高。對于目前的固井技術，主要面臨的難題是技術儲備的不足，雖然鉆井技術的發展較快，與以往相比，鉆井工藝已經有了很大的發展，但是現今的固井技術仍難以滿足不同復雜井況的需求。一是由于我國對于固井設計方面、工藝方面的研究深度有所不足，較國外相比有一定的差距。其次，固井工具的類型也不夠全。如分級注水泥器就容易發生提前打開或是打不開、關不上的現象，由此可見，對于固井工系的設計研發還有很大的發展空間。

2 海洋鉆井中固井技術的使用目的及注意事項

2.1 使用目的

使用固井技術不僅能保證海洋鉆井工程的質量與安全，最重要的是對油氣田的正常開發有著很大的影響。固井的目的不僅是保證鉆井工程的安全，而且還要保護砂層中的淡水資源，這也是對海洋安全的一種保護。固井工藝中套管的強度優良，能夠保證下次開鉆時井口穩定性強，避免因井口下沉影響正常的鉆進工程。如果固井技術應用不當，就會造成油氣資源和水相互滲透從而導致油氣資源質量下降，嚴重時甚至可能導致井噴、井塌、井漏現象發生，危害工作人員的安全及造成海洋環境的污染。因此，加強海洋鉆井中固井技術的應用研究，保證固井質量，有效隔離油氣資源與水，保證海洋油田開采順利進行刻不容緩。

2.2 注意事項

在鉆井工程中應用固井技術需要在工程前期對海洋環境、井況等內容進行充分的了解，以保證對油井信息有充分的精確的掌握，如地質結構、溫度、壓力等內容。良好的固井設計，能夠保證固井工藝能夠更加適用于鉆井工程的實際情況，從而保證固井工作應用效率，保障鉆井工程作業的順利開展。在海洋鉆井中，工作難度相對加大，危險系數也較地面油田工程有所增加，因此為了適應海洋鉆井的復雜性以及不同的海洋鉆井類型，固井技術在實際應用中需要根據具體的情況來進行一定的調整，如對水平井的結構進行一定的調整，從而保證井身的質量，減少油田開采中的安全隱患。此外，在實施固井技術時，需要根據具體的情況來對選擇合適的水泥漿。水泥漿對于油田固井的影響很大，在固井作業中，容易發生水泥漿應用效率不高的現象，而導致這種現象發生的可能因素如深水海底表層的形態較為松散，導致水泥膠結較差，而水泥膠結出現質量問題，容易導致油井被污染，降低油氣資源的產量、質量，嚴重影響固井工藝的質量。其次，不合理的井身結構、套管結構不合理等情況也易導致水泥漿應用效率不高，影響固井質量。這就需要工作人員對水泥漿的應用體系進行一系列的調整，從而有效提高海洋鉆井、固井的質量。

3 固井技術在海洋鉆井中的應用

3.1 套管強度的設計

在設計套管時，需要遵循一定的原則，需要充分考慮影響套管質量的因素，才能夠有效的保證井內套管質量良好。在套管設計過程中，首先要充分考慮套管的實際強度以及有效外載，考慮有效外擠壓力、有效內擠壓力、三軸應力以及有效拉力對套管的影響，從而根據預計可能出現的最大荷載來計算有效外載。外載方式、溫度應力、套管缺陷和套管類型，都有可能影響套管的強度，所以在設計過程中，應當對外載方式的非均勻分布、溫差應力的影響、套管質量的把控、套管質量的選擇等進行充分的考量，以避免在固井中造成不必要的損失，影響工程的整體質量。安全系數是對套管強度的具體表達，需要選用合適的材質來保證套管的設計能夠協調安全系數與成本之間的問題，在套管強度的設計過程中，盡管設計方法大同小異，但都需要保證套管的強度該高于其承受的有效外載，選擇合適的計算方法保證設計結果的安全可靠，其中較為常用的為三軸應力設計，能夠協調在套管設計中的成本、安全性能，較為先進。

3.2 井眼的穩定性

隨著鉆井技術的發展，新的鉆井技術被不斷研發，如大斜坡井、小井眼、水平井、分支井等，從鉆淺井發展到了如今的超深井，越是在復雜的海洋環境當中，保證井眼的穩定對于固井技術、鉆井工程來說越是至關重要。而對于保持井眼的穩定性，首先需要保證井鉆的潤滑程度，可以通過固體潤滑劑、液體潤滑劑等來共同潤滑井鉆，能夠保障井鉆在使用過程中的暢通，避免出現卡頓現象。其次是對矢量、濾餅厚度、鉆井液的含沙量等進行控制，將其控制在合理的范圍內，保障鉆井工作的質量，避免出現濾餅負擔過大、厚度達不到預定值、鉆井過程中出現堵塞等不良影響。其次，還需要對鉆井液的比例進行控制，使其在一個合理的范圍內，以防止井身質量遭到破壞，從而保證固井工藝、鉆井工程的穩定。

3.3 固井技術的新發展

隨著鉆井技術、工藝的不斷發展、固井技術要想提高其應用適配度，就必須加強對于新技術的研發應用。且陸地上常規化的固井技術在海洋中的應用也難以適應更為復雜的海洋環境，因此海上固井技術也在不斷地發展。首先是對于海洋鉆井中固井技術的軟件系統的設計，通過軟件設計能夠對固井技術在實施過程中可能面臨的情況提前進行預判，如對溫度、應力變化等進行模擬，幫助固井工藝更科學的實施。此外，它還能夠對海底情況進行考察，如淺流層流竄情況、密度等，能夠更加全面的掌握海洋鉆井情況、油井信息，從而提前發現其中存在的安全隱患，并提出相應的解決措施。而對于海洋鉆井中固井技術的軟件系統進行優化，能夠對水泥漿的比例進行調控，從而更好的掌握水泥漿密度的變化，提高固井技術的應用效果。在海洋鉆井作業中，為了避免鉆井過程中出現的堵塞現象，現場應用提出了不留水泥塞技術，在鉆井過程中出現堵塞時，能夠利用堵漏劑來避免泄露。在一定壓力下，可以利用最開始形成的流體砂漿來沖洗下層柱子內的砂漿，并提高管柱加速灰漿的凝固。水淹封堵技術能夠通過對油氣層的定向射開來有效的控制油井內的含水量，保證油井的質量，提高固井工程的穩定性。

4 結束語

雖然現階段海洋資源的開發利用大大緩解了全球目前面臨的能源緊張壓力，但是對于提升海洋能源的勘探、開采水平仍然有很長的路要走。通過對目前在海洋鉆井中固井技術的具體應用，及對于其使用目的、注意事項的描述，能夠從側面反映出固井技術對于保障海洋鉆井的穩定性、安全性的重要程度，保證能源開采的效率與質量是十分重要的，盡管我國對于固井技術在海洋鉆井中的應用十分看中，但目前而言，在技術、設備上我國的固井技術離國際先進水平還存在較大差距，因此在海洋鉆井中利用先進的固井技術為海上平臺開采能源服務，還需要固井作業人員不斷地學習、創新，以促進我國海洋能源開采工程整體水平地提高。

參考文獻：

[1]于小東.海洋石油防氣竄固井技術應用[J].化工管理，2020 （11）：118-119.