海上水平井固井技术浅析

张斌（中海油田服务股份有限公司油田化学事业部深圳作业公司，广东 深圳 518000）

随着人们对石油资源的需求不断增长，石油开采的技术亦在不断更新与发展。水平井以其较强适应性，已经逐渐成为石油钻井工艺技术中的常规应用技术。固井的质量是影响油田开发与勘探进度重要的直接因素。与常规的水平井相比，海上水平井井况更加复杂，普通的水平井固井技术已经难以满足，需要更为科学的方案进行优化和完善提高固井的质量，才能保障油田开采工作的顺利进行。

1 海上水平井固井技术的优势

水平井是指通过在油气储层内使油气井形成的85°以上的井斜角，具有较强适应性，已经逐渐成为低压低渗油藏和开发薄油层等井况复杂区域石油钻井工艺技术中的常规应用技术。在实际的应用过程中，水平井段钻井施工的工具包括水平井测量仪、可控弯接头、水力加压器、高频率PDC 钻头等，普遍具有较大的扭矩。保证转矩的稳定性是水平井钻井技术实现的基础，转矩的选择也要根据井况的实际需要，通过考虑转矩的类型及不同的特点实现科学、有效地组合设计，达到钻具的平稳运转。该技术还需要注重对井斜角和铅锤位置的上下调整，这一步骤是为了保障实现短程起下钻，保障井壁的质量。在海上石油开采中科学的利用水平井固井技术，可以提高油井开发的经济效益，通过扩大油层卸油面积实现油井的提效增产，对海上石油开采与勘探具有重要的促进作用

2 海上水平井固井技术中面对的挑战

海上水平井钻井固井工作开展过程中，主要包括含油气层多、漏层及漏失严重以及封固段长几个问题，这几个问题对海上水平井固井工程的开展提出了极大的挑战，在原有海上水平井的基础上提高水平井固井的质量是降低石油开采成本的重要举措。开展水平井固井工程以及提高水平井固井质量的过程中，可以预见有许多的重难点，根据不同的海域的井况，不同的地区和油田环境，需要综合多方面因素进行考量，结合实际情况应用不同的固井技术。从前期的考察与勘探、进行施工的全过程直到进行石油开采作业的监测和跟踪，都需要及时把握住固井工程的侧重点，从而在实际的应用过程中进行加强与完善，逐步构建一套完整的海上水平井固井体系，更好的推进海上油田开采工作的顺利进行。

3 提高海上水平井固井质量的具体策略探究

3.1 海上水平井固井新技术

我国多数海湾的油田地质构成十分复杂且都已经经历过相当一段时间的开发，在这过程中由于某些区域调整井的含水率的不断上升而出现了“底水锥进”的现象，在很大程度上缩短了油井的服役寿命。陆地上常规化的固井技术难以满足海洋中固井的技术需求，因此提出了不留水泥塞技术与水淹封堵技术两个海上水平井固井新技术。不留水泥塞技术是指在钻井过程中出现挤压或者堵塞的状况时，利用堵漏剂，以防止发生泄漏或炮眼等情况。在压力达到预定值后，利用刚开始凝结并达到一定程度流体的砂浆，注入下层柱子，冲洗干净里面多余的砂浆，并将管柱上提，等待灰浆凝固。另外是不留水泥塞技术。在水平井出现挤压或者堵塞的状况时，利用堵漏剂，以防止发生泄漏或炮眼等情况。在压力达到预定值后，利用刚开始凝结并达到一定程度流体的砂浆，注入下层柱子，冲洗干净里面多余的砂浆，并将管柱上提，等待灰浆凝固。不留水泥塞技术最大的特点是在挤堵后，井筒内没有水泥浆。

3.2 固井机械设备故障的管理措施

在油田固井工作的开展过程中，建立一套科学、有效的机械设备管理机制是提高油田固井工作开展效率的重要举措，尤其是在海上钻井、固井工程建设中，井况环境复杂，工程精确度要求高，若设备性能难以满足海上作业，导致的安全隐患与经济损失是难以估量的。在实际的油田固井工作开展过程中，若设备长期处于高负荷运作，机械损耗难以避免，会使工作效率大打折扣，难以达到理想的状态。要不断加强对油田固井机械设备的管理和监控，随时注意监测油田固井机械设备运行的状态。要切实保证在油田固井工作开展前对所需的各个环节的机械设备进行排查，确定设备各个环节的性能足以满足运行工作的条件。工程建设过程中，要建立专业的团队对设备运行的稳定状况进行长期的监控并保持设备定期的保养工作，保证能够及时发现机械设备运行过程中的异常状况并作出对应的补救措施，保障油田固井工程建设过程中的安全性，最大程度的降低设备故障问题带来的成本损耗。固井机械设备的管理人员，应当明确责任并建立一定的奖励、惩罚机制，一方面充分调动工作人员的积极性，另一方面对在设备运行过程中掉以轻心的工作人员施以严惩，更好地保障海上水平井固井工作开展的效率。

3.3 海上水平井固井材料研究

海上水平井固井技术是我国未来石油工业发展的新领域，我国的技术发展还存在极大的发展空间，固井水泥浆的问题是现在海上水平井固井作业中重点需要解决的问题。我国目前应用于海洋深水区域的较为先进的水泥浆体系有两种种类，分别是低温泡沫水泥浆体系和低温低密度水泥浆体系。低温泡沫水泥浆体系具有侯凝时间短、过渡时间短的特点，对于浅层流窜流的发生有较好的抑制作用，是现在深水材料体系中发展较迅速的一种材料。然而这种材料在应用上大大增加了施工工艺的难度，还需在施工工艺上着手，重点研究使得低温泡沫水泥浆能够更好地发挥其功效，提高海上水平井固井的质量。低温低密度水泥浆能够极好的适应海底松软地层，缓解高压力下漏失、环空间隙小等问题。在这两种材料有效应用的基础上，还应该不断加强对适用于低温、无缓凝副作用的降失水剂及分散剂、防止浅层窜流的外加剂之类材料的深入研究，不断加强和优化水泥浆的密度、抗压、胶凝等性能，相关的技术部门投入更多的人力物力，不断完善我国海上水平井固井材料体系的研究，通过精确的计算，优化海上水平井固井的设计方案。

3.4 海上水平井固井技术的注意事项

在开展固井工程之前，应当综合考察整体的油田环境与井况，精确地掌握油井各方面的信息，包括地层压力系数、地质结构等，从而设计具有针对性的，更加科学的固井方案，综合提高固井工作的实效性。其次，海上水平井过程中，环境复杂，风险系数高，工作难度较大。下套管作业是保障水平井顺利运行的重要环节，这一环节难度较大，下放套管的速度需要极严格的控制。因此需要综合考量油田的实际情况，通过调整和优化水平井的结构，增强井身的质量，从而提供更好的油田开采环境。最后，在进行固井工作时，水泥浆的选择也尤为重要，需要针对现场环境，选择适宜的水泥浆。这就需要工作人员不断完善与优化，形成一套更加具有针对性的水泥浆体系，从而提高海上水平井固井技术的水平，增强固井质量。

4 结语

现代经济建设不断发展态势下，全球油气消费量不断增长，油气资源开采却逐渐呈现出了后继乏力的趋势，给石油开采工业带来了巨大的挑战。海洋中的油气资源丰富，但是大多数处于井况复杂地区，由于一些技术问题等限制，多年来我国的海上石油资源开采阻力重重，也为我国现代石油开采技术提出了新的挑战。水平井固井技术在海上石油勘探及开采过程中具有重要价值，相关领域的工作人员，应当不断改进和突破我国现在在石油开采技术上的薄弱环节，加大对相应的技术及所需设备在人力、物力上的投入，不断推进我国海上水平井固井技术施工工程的精确度，助力我国石油勘探及开采技术的蓬勃发展。