关于提高水平井固井质量的几点认识

黄元建　贾保奎

摘要：文章结合水平井水平段固井工艺技术特点，在现场施工中对水泥浆失水性能进行分析，就如何调整泥浆的性能以实现沉降稳定性，对扶正器的选择及前置液的使用要求等方面，来实现套管的下入阻力和提高水泥浆的顶替效率展开论述，并提出相应的建议和思路。

关键词：水平井；固井；水泥浆；顶替效率；固井质量

中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0107-03

在水平井固井施工过程中，对于固井设计以及综合运用固井理论和技术来完善水平井的固井质量，如通过实验来选择符合固井条件的水泥浆添加剂，以确保其失水性能、流变性能以及自由水条件得到施工要求，同时，在套管施工中精心设计扶正器，充分循环洗井，以确保冲洗液与隔离液能够正常驱替泥浆的顶替技术的效率，为此，本文将结合在水平井固井中的问题展开论述，并提出相应的措施以保障封固质量。

1 在水平井固井施工中的常见技术问题

从现场施工上来说，深层油田固井技术一般有尾管固井和水平井固井两种方式，在采用尾管固井工艺时，由于各附件性能以及入井工具的选择上难以确保有效性，比如悬挂器卡瓦一旦发生张开，造成过流面积减少，从而增强了施工泵的泵压，反而难以得到理想的驱替效果，因此对井下情况的处理相对比较复杂。采用水平井固井技术，当造斜段与水平段较长时，套管本身的自重及弯曲应力，很容易导致套管难以居中，同时，增加了下套管的阻力，影响了顶替效果。

2 在水平井固井施工中对水泥浆的性能要求

水平井在施工中由于其特殊的受力条件，对水泥浆的性能提出了更高的要求，在水平段的泥浆和水泥浆以及隔离液由于重力方向向径向的转变，必须从水泥浆的稠度吸水和流性指数，也确保水泥浆能够获得较好的顶替效率和胶结质量，为油井的正常工作提供较好的施工条件。

2.1 稳定性是水泥浆质量的指标之一

在对水平井固井施工中的水泥浆的稳定性能进行测量时，通常以自由水含量和沉降稳定性来进行评价，当水泥浆在斜井段如倾斜率在45℃左右时，由于受到波尔效应的影响，水泥浆的沉降速度是最快的，因此对水泥浆自由水含量和水泥石密度进行了特殊的要求，如对于水平封固段比较长的水泥浆其自由水含量为0，水泥石的密度应小于

0.059g/cm3。

2.2 低滤失性是水泥浆的指标之一

在对不同地层进行钻探的过程中，由于各储层物性的不同，对水泥浆的滤失性指标也提出了不同的要求，比如对于高渗透层的地质条件，为了防止水泥浆受到地层的滤失而影响了胶结强度，因此对水泥浆的滤失量要小于50mL。

2.3 流变性是水泥浆的指标之一

在水平井固井施工中，对水泥浆的流变性能也提出了一定的要求，通常为了确保水泥浆的稳定性和驱替效果，对水泥浆的流变值要略大于钻井液的流变性。

3 对水泥浆的配制及评价

水泥浆的配制对于提高水平井固井效果来说意义重大，通常为了取得较好的顶替效率和胶结质量，在对水泥浆的配制上需要根据各井下地层的条件进行针对性的实验配制，比如对稠度系数的确定，对水泥浆的流性指数的控制，对水泥浆的自由水及失水指标的要求等，都直接关系到在施工中的使用效果。

对水泥浆的性能指标进行评价，一是从对储层的保护和减少污染上要确保水泥浆的失水指标小于50mL；二是对水泥浆的稠化过渡时间要尽量的短；三是对水泥浆的自由水含量的控制，使其能够实现较好地与地层之间的胶结质量；四是对水泥浆稠度系数的调控，可以预防油气层的窜槽；五是确保水泥浆具有较好的沉降稳定性；六是要确保水泥浆的流动性满足现场施工中的设计要求。

4 水平井固井现场施工中的关键技术

4.1 对水泥浆性能指标的调节和井眼的清洁

4.1.1 井眼的畅通是顺利下套管的前提，为此，必须经过多次通井来减少对套管摩阻的影响，比如使用大排量的洗井设备，对于洗井中出现的缩径现象要进行划眼，通常在最后一次通井时，为了降低摩阻，在斜度井段要加入润滑材料。

4.1.2 减少下套管时间和套管在井眼中的静止时间也是固井工作的重要内容，比如提前做好套管的密封工作，采用快卸护丝，在校正井口时要尽量缩短下套管对扣时间等。

4.1.3 在对套管进行固控时，最初要进行小排量顶通，然后大排量洗井两周，彻底清除掉井内泥沙，同时，对泥浆性能的调整也是关键，比如减少稠度系数和流性指数，增大泥浆的流动性，在对悬挂器进行挂接时要注意卡瓦张开后对管内压力的影响，以减少憋泵或高泵压施工的风险。

4.2 对施工中前置液的选取和使用

前置液是油田钻井施工中的关键材料，在使用中根据不同的地层要求选用不同级别的前置液，比如我们降低泥浆的分散效果，减少套管表面的油膜，增加水泥与地层之间的胶结效果，通常要用不含油的常规浆来驱离含油泥浆，用分散剂和活性剂来冲洗管壁，再加入高粘性的隔离液，使其具有较低的紊流返速效果。

4.3 用前置液代替水泥浆实现紊流顶替

在顶替流态下，以紊流效果最好，而要实现对水泥浆的紊流，需要较高的泵压，而在现场施工中由于井身结构和施工工艺的不同，往往使用前置液来代替水泥浆实现紊流低返速技术，从而满足现场紊流顶替的需要。

4.4 对扶正器的位置选取要求

扶正器是确保斜井段和水平段固井质量的关键，在斜井角度的影响下，水平井的套管及管内泥浆等，会受到径向力的影响，从而很容易导致管套偏心，从而影响水泥浆的驱替效果，为此，通过选择合适的位置来安装扶正器，从而确保套管的居中度符合设计要求。通常情况下，在斜井段和水平段每2根套管加装一个扶正器，在直井段和重叠段每3根套管加装一个扶正器。

4.5 套管漂浮技术的应用

套管漂浮技术是利用在水平段套管内填充比重接近于水的顶替液，使得水平段的管套在压力差的作用下产生一个向上的浮力，从而减轻了扶正器的负荷，更有助于对管套居中率的提高。比如在施工中填充1.02g/cm3的充填液，能够有效地提高管套的居中效果。

5 结语

从水平井固井施工中对水泥浆的性能指标进行相应的要求和优化，使其能够满足现场施工的技术要求，并确保水平井固井效果，从中总结了几点建议。一是要对通井进行认真清洁，以确保套管能够顺利到达预定位置；二是在水平井固井施工中，对水泥浆的实验和制备是关键环节，通过对其性能指标的有效控制，使其能够在不同的地层条件下确保套管的正常工作；三是在对套管进行下入和驱替时，要对井眼进行充分的清洗；四是正确选择扶正器，并适当加入润滑剂，以确保套管在下入过程中的居中度，提高顶替效率；五是在前置液的选取和使用时，要科学设计填充顺序，确保前置液能够在低返速的条件下达到紊流状态，保证水泥浆的填充效果。

参考文献

[1] 胡黎明，赵留阳，郭振斌.提高水平井固井质量的措施

[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（4）.

[2] 杨军，陈琼.水平井固井质量的控制措施研究与应用[J].石油工业技术监督，2009，（12）.

作者简介：黄元建，陕西延安石油天然气有限公司助理工程师，研究方向：石油工程；贾保奎，陕西延安石油天然气有限公司工程师，研究方向：石油工程。

（责任编辑：文 森）