提高油田固井质量的施工措施探讨

贾洪辉

摘 要：开采石油过程中，油田的固井工作是保证石油顺利开采的重要步骤之一。固井工作质量的高低对石油开采的成本与开采时间具有非常重要的影响。有效提高油田的固井质量能够有效提高石油开采质量，降低开采成本。但在实际开采过程中，不利于石油固井的因素有很多，本文对这些问题进行分析，提出提高油田固井质量的措施。

关键词：油田；固井质量；施工措施

引言

油田固井是一个下水泥和套管套的过程。在该过程中，固井质量的高低决定了油田的使用时间与石油资源的开采质量。油田固井是个非常繁琐的过程，技术含量较高，需要考虑的方面也较多。近年来，科技发展带动油田固井技术逐渐得到提高，人们对石油开采的要求也逐渐升高，环保意识增强对油田固井质量提出了较高要求。

一、影响油田固井质量的因素

分析影响油田固井质量的多种因素能够针对性改进油田固井技术，从油田的地质特征、水泥的各项特征等方面进行分析，总结出以下三点，具体如下：

1.油田底层特性

油田底层的特性能够影响水泥环的第二界面的胶结。油层与水层之间会有一段井水段，这个阶段如果太过活跃就会导致泥浆污染底层，从而对水泥形成的胶结产生严重影响。而高渗透性的油气水层可能会使得泥浆发生粉化，从而形成间隙，最终对油田固井造成消极影响。

2.水泥石的影响

在实际施工过程中，由于水泥在进行水化时发生的化学反应，产物体积会在一定程度上变小，而纯水泥的体积最多可缩小5%，这会严重影响套管与井壁之间的胶结程度，无法保证油田固井的质量，从而对石油开采产生严重影响。

3.水泥浆的影响

水泥浆是油田固井的重要原材料，其性能包括密度、失水量以及流变性均对油田固井有着非常重要的影响。泥浆的失水量过大则会导致大量自由水渗透，结果即是水泥浆体积降低，固井质量下降。

二、提高油田固井质量的施工措施

1、水泥浆流变性能的设计

在施工之前，工程师会对油田的现场进行考察，设计出较为合理的研究数据。但在实际施工时，实验得出的数据参数与现场变化匹配不上，因此，在施工时确定井下施工条件后，计算环控流动的壁面剪应力，此时要考虑到油田的水泥浆的摩擦阻力、井眼阻力以及套管的直径等因素[1]。壁面剪应力是在流动的时候产生的对井壁产生正向压力的一种力量，准确计算壁面剪应力能够有效消除胶凝钻进液，同时，壁面剪应力与很多顶替技术的原理类似，随着紊流流动，摩擦阻力会之间加大，流体塑性粘度适当提高能够假发壁面剪应力，用赛琉顶替的方法有一个缺陷，即要求水泥具有很强的粘性，因此，紊流顶替对水泥粘度的要去较高，不然则达不到摩擦力的要求。从力学上来说，彻底清除胶凝钻井液与壁面剪应力的大小直接相关，当壁面剪应力高于15Pa，此时完全保证顶替规则，因此，在水泥浆的流变性能的设计过程中，屈服值应该为21 - 38 Pa，要求水泥的初始稠度保持在16 - 30 Bc。

2、深层高温高压长封固井技术

长封固井技术是与套管强度、底层与地质等各方面均有关的一种技术。该技术解决了两方面难题：（1）在深井的管套浮箍上进行了加强，成功解决了套管串的附件在深井的高温高压的条件下密封困难的问题；（2）将扶正器改成弹性限位设置，保证了深井下套管扶正的要求，实现技术发展。在深井施工过程中，油田固井需辅助水泥外加剂，在深井高温高压条件下，水泥外加剂的低失水、抗高温以及提高水泥强度等诸多长处保证了深井施工的正常进行。需要注意的是，在施工过程中，在合理范围内降低水泥密度能够成功避免水泥浆漏浆，预防漏浆污染油气的发生。同时，在深井施工过程中，高温高压条件下，要使用双密度水泥，避免地层的破裂。

3、固井液固井技术

固井液固井技术是指在原先钻井液的配方下进行优化，添加水化类材料或者高爐碎渣等对钻井液性能无显著影响的附件材料。采用的固井方法常用MTC或者UF，这两方法均在一定程度上要提高了固化液与钻井液之间的兼容性，有效改善不兼容现象，从而取得非常好的胶结与阻隔作用，降低水流与油气间串通，保证了水泥浆稳定以及避免了水泥浆回落。外加辅助剂，在降低开采成本的同时，提高了强度、稳定性，确保了油井的低失水、低污染，基本符合环保要求。

4、泡沫固井技术

泡沫固井技术包括两种方法：（1）机械充气产生泡沫水泥；（2）化学反应产生泡沫水泥。泡沫水泥的主要组成成分为稳泡剂、氮气以及处理剂等[2]。成分的配比需要结合油田的具体施工情况进行调整。泡沫水泥的使用在一定程度上提高了传统水泥的抗压能力，并且泡沫水泥的密度非常低，同时泡沫水泥具有可压缩性，在水泥浆发生失重时比传统水泥表现好。较低的密度在一定程度上提高了水泥浆的质量与粘度，与传统水泥浆相比，稳定性与韧性均有不同程度的提高，值得提出的是泡沫水泥的成本较传统水泥低，能够实现经济实惠，有效降低油田的开采成本。

结束语

油田固井技术是指将水泥浆注入井壁与套管之间的一个技术过程，在这个过程中，各个方面的细节均对油田的开采产生非常重要的影响。从油田的地质特性到水泥的各方面性能的准确计算与评估是保证油田固井质量的重要因素[3]。本文通过分析影响油田固井质量的多方面因素后提出能够提高油田固井质量的一些措施，旨在与同行进行沟通交流，共同为有效提高油田固井质量做出贡献。

参考文献

[1]马力平.如何提高石油施工井的固井质量[J].石化技术，2016，23（11）：234-234.

[2]郑忠茂，刘天恩.埕海油田固井质量影响因素分析及对策[J].化工管理，2015（27）：134-134.

[3]郭云龙.影响油田固井质量的因素分析与对策研究[J].中国科技博览，2015（23）：243-243.

（作者单位：中石化胜利石油工程有限公司固井技术服务中心）