淺談水泥干混與固井質量的關系

鄭國紅

摘 要：固井作業是一次性工程，如果出現失誤一般難以補救，即使補救也無法達到封固合格，易造成一定經濟損失。由于石油固井本身所具備的特殊性質，也使得其占據了鉆井工程中至關重要的位置，基于固井實踐經驗，找出了影響固井質量的因素是多方面的，研究分析固井質量不容忽視，提出了通過作業前的充分準備工作，固井水泥干混質量，過程控制，調配出性能優良的水泥漿體系，平衡注水泥，加強過程監督管理、現場施工等措施提高固井質量。為實際工作中提升真實狀態下的固井質量打下良好的基礎。

關鍵詞：固井質量;干混質量;設備;干混過程控制;水泥漿性能

一、什么是油井水泥干混

油井水泥干混是指按固井要求將油井水泥與各種添加劑、外摻料等按一定的比例進行充分混合，達到均化配比的目的，以滿足固井對水泥漿的使用要求。

二、干混設備及混拌原理

1、油井水泥干混設備的組成有：螺桿式空氣壓縮機、投料地罐、計量罐、藥混罐、初混罐、批混罐、再混罐、成品罐、緩沖罐、除塵器、計算機控制系統和操作臺。混拌裝置的物料儲存罐由氣管線、放空管線、物料輸送管線等相連接，各混拌罐及供氣管線上安裝與其相匹配的壓力表和安全閥。

2、干混過程控制：根據固井通知單，計算混拌所用水泥及各種外加劑（外摻料）的重量，并按照外加劑的單位重量核算投料所需的袋數和公斤數，填寫混拌任務單、領料單、投料單，做好記錄，有專人復核簽字。首先投料人員進行破袋投料，通過振動篩過濾網將物料投放到加藥地罐，加入計量罐內與部分水泥混合。

倒入藥混罐，使藥品充分放大均勻后倒入初混罐，與初混罐的物料形成單元初級混拌，倒入批混罐，再倒入再混罐，氣動拌和倒回批混罐，再倒入再混罐，每個批次都經過4次充分的氣動拌和，待裝車或倒入成品罐，依據標準取樣。每個批次的水泥混拌嚴格遵循石油企業的標準進行，保證固井現場施工質量。

3、計算機控制系統

混拌裝置的計算機控制系統包括混拌工藝的自動化和計算機的計量管理，在計算機遠程控制下，電子計量精度和自動化程度得道很大的提升，粉塵污染得到有效控制，現場混拌作業環境得到大大改善，固井質量更進一步得到有效保證。

三、水泥漿性能對固井質量的影響

水泥干混技術的提高，在很大程度上改善了水泥漿的性能，提高了固井質量。水泥漿性能對固井質量起著關鍵性的作用，包括水泥漿失水量、水泥漿密度和水泥漿流變性。水泥漿的失水量過大，會造成水泥凝固時自由水滲入地層，使水泥漿體積減小，從而影響固井質量。另外，水泥漿失水量大，在施工過程中不但會造成嚴重的施工蹩泵事故，而且在水泥漿經過油氣層時，水泥漿濾液與水泥顆粒大量進入油氣層，堵塞油氣通道而污染油層。水泥漿密度直接反映了水灰比的大小，水泥石在固化過程中，只需要25%的水即可，而水灰比 25%的水泥漿密度達到 2.3 g/cm3以上，固井無法泵入。為了滿足固井要求，只能增大水灰比，但如果水泥漿密度過小，勢必增大水分流失，從而影響固井質量。水泥漿的流變性直接影響著頂替效率，從而影響封固質量。

2、如果水泥漿具有良好的性能，就能夠避免分層沉淀的現象出現，并且能夠在恰當的時間段內完全的凝固，這樣也能夠提升固井質量。但是水泥漿能否發揮發揮良好的性能受到了外在因素和自身因素的直接影響。

（1）外在因素

外在因素主要包含了水泥漿的環空返速和封固段的實際長度。在注入水泥漿的過程中，環空返速對于頂替的效率也會產生影響，所以，為了提升固井質量，就需要提高環空返速。

（2）自身因素

水泥漿的自身因素主要包含了密度、流動性和失水量。提升水泥漿的密度，就會增加流動梯度和浮力，這樣有利于固井質量的提升，也有利于頂替鉆井液;水泥漿流動性的控制也是關系到固井質量的一大因素，如果注入過快，就可能出現水泥分層沉淀的現象，過慢則會導致注入的難度升高;如果水泥漿失水量過大，多余的水就會滲入到地層，這樣會影響到土層的堅硬度，最終影響到固井的質量。因此，為了提升固井的優質率，就需要注重密度、流失量以及流動性三個環節的合理控制。

四、固井施工特性

固井施工，是把調和好的水泥漿灌入預備套管，以便封堵很易泄露的地層、很易塌陷的地層、偏復雜的油氣層。這種固井施工，規避了層級之間的泄露，建構了順暢的油氣路徑。它便利了各時段的油氣管控，增添原有的采收率。固井施工步驟，含有初始的下套管、后續注入水泥。它關涉很多細節，固井作業獨有的特性含有如下的層級：第一，固井是一次性的。若沒能保障質量，則很難去彌補。即便采納了特有的擠水泥，也耗費偏多的物力，帶來偏多損耗。第二，固井流程帶有偏大的隱蔽特性，多被安排于井下，潛藏偏大風險。固井質量緊密關系著采掘時間、區段油田年限。第三，固井耗費的時段很長，耗費金額很多。工序融匯了復雜的細化內容，技術總量很大。

五、對固井技術工作的建議

在現有的固井技術基礎上對固井技術進行改善，從而使固井質量的控制能力得到增強，并使工藝更加簡化，實現降低成本的目的。

（1）加強技術管理。在實際施工過程中要做好評估工作，從而降低施工過程中存在的風險，使固井質量得到穩步的提高。

（2）增強員工質量意識，進一步提高干混質量，保證固井質量。

（3）加強對固井工作的重視。固井質量直接影響著油的質量以及對資源的保護，與油田開口的壽命息息相關，因此必須加強對固井工作的重視。

參考文獻

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