海油固井技术发展现状与展望

杨健(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)

随着海上油气田开发力度的提升，我国油田开发和固井的主要业务集中在中国近海、东南亚、墨西哥湾等国家，由于气候环境的不同，海油固井技术逐渐表现出开发的困难，对海油开发的进度造成影响，其中海油固井技术难度表现的最为明显，例如由于气候环境的影响，在南海开发出的高温高压的油气井，受到地势影响，在南海东部开发出的大位移井等，针对海油钻井工程出现的问题，我国提出了相应的解决策略，例如研发出的新型固井添加剂和水泥浆体系等，有效的改善海油固井中出现的问题。随着我国对石油产品需求的增加，现有的海油固井技术难以达到石油提取的最大化，因此本文探究海油固井技术发展现状和展望是具有现实意义的。

1 固井技术

固井环节作为油气井钻井的步骤之一，在油气井钻井工程中占据着重要的位置，实施固井环节的目的是封隔住钻井井眼中的水层、油层和气层，提高油气井的使用寿命和产量，对钻井工程的实施具有积极的影响。

国内固井技术：水平井固井套管设计技术，套管居中设计技术。水平井固井套管设计技术包括套管强度的设计和钻井过程中下入套管的阻力计算，钻井工程中的固井技术较为复杂，在下入套管的过程中要合理设计套管的强度，保证套管能够承受轴向弯曲的负荷和上提或下压过程中承受的力，根据对钻井工程施工现场的调查可知：在下入套管时，水平井套管承载的量较常规直井承载的大，通常强度高于普通井的1.5 倍。套管居中设计技术：套管居中技术是使下入到井眼中的套管处于正确的位置，确保后续操作的安全性和可靠性，在套管居中的过程中需要使用相应的工具，例如扶正器，扶正器的种类分为三种，刚性扶正器、这种扶正器的扶正力度最大，具有明显的导流效果，有效的提高工作效率，但其具有的刚性过于强大，面临复杂的情况时不宜使用；双弧弹性扶正器，扶正力度是单弧的两倍，使用于较复杂的情况下；单弧弹性扶正器：在正常情况下即可使用，扶正力度相较于双弧弹性扶正器的效果小。套管扶正器正确位置的安放：是钻井工程的质量的重要决定因素之一，也是保证斜井和水平井固井质量的基础，结合现场的情况和工程师的计算，在最合适的位置放入扶正器，确保固井的质量。套管居中技术使用的目的是防止由井斜角、钻井液和水泥浆等造成的套管偏心，合理使用套管居中技术可有效的降低钻井工程的风险，为工程的开展和实施作保障。

国外固井技术：国外的固井技术已经趋于成熟，尽管我国的固井技术取得一定的进展，但是和国外相比还具有较大的差距，例如国外研究固井技术的资料和文献较国内多，在研究人员要进行技术创新时可快捷的查找相关的资料，我国获取资料的方式则较为复杂；我国的实验手段比较溃泛，对固井过程中水泥浆性能的测试不能达到理想的效果，国外则具有专门的仪器为其评价水泥浆的性能。

目前，我国的海油固井技术的发展处于初级阶段，随着信息技术和科学技术的进步，我国针对海油固井技术的发展趋势是具有乐观态度的，有较大的发展空间，据此笔者从海油固井技术发展现状，对海油固井技术发展进行展望，有效促进我国海油固井技术的进步。

2 海油固井技术发展现状与展望

2.1 海油固井技术发展现状

针对我国海油固井过程中面临的问题，本文针对高温高压水泥环完整性固井技术、关键水泥添加剂固井技术和浅层气固井技术的发展现状进行探究。

高温高压水泥环完整性固井技术：在海上开发油田时常会遇到开采出高温高压井的问题，此类井具有地层温度大于200℃、含有腐蚀性较高的气体和空间狭小漏失石油的问题，需要具有较高水平的固井技术解决，我国石油开采领域的专家学者根据出现问题的原因和现象研究出高温高压水泥环完整性固井技术，解决了固井效率低、水泥浆腐蚀和应力破坏造成水泥环损坏的问题。该技术主要包含三个方面：1）效率提高技术，海上油田固井受到环境影响较大，使用受温度和温度等环境因素影响较小的顶替效率提高技术，有效的解决了固井技术中顶替效率低的问题；2）堵漏固井技术：研发出海油固井过程中裂缝宽度随着压力变化而变化的技术手段；3）水泥浆技术，在固井的过程中，水泥浆起到重要的作用，受到外界环境的影响，水泥浆容易出现漏失、腐蚀和高温的现象，对钻井工程中的固井环节造成大的阻碍，模拟施工现场的环境，开发出水泥石应力破坏装置，解决固井过程中出现的漏失和腐蚀等问题，提高固井的效果。

关键水泥添加剂固井技术：水泥浆是钻井过程中完成固井操作的主要产品，水泥浆承受的压力以及其抗腐蚀等性能决定固井的水平，受到环境的影响，海上油田开采的过程中常有高温高压和复杂超深水井的出现，这对钻井工程的开展进度和实施效率造成较大的影响，针对钻井过程中常出现的固井问题，我国的专家学者提出关键水泥添加剂固井技术，该技术基于低温到高温过程中建立的体系，合成水泥添加剂，确保稳定性和经济性的提升，主要包括四种合成添加剂，1）缓凝剂，受外界温度影响较小，能够承受高的温度，在温度较高的环境下，水泥的凝聚性能保持较好的效果，对油气井固井效果的提升提供方法；2）降失水剂：降低水泥的失水性，保持水泥浆性能的稳定性，有效的提高油气井固井的效果；3）防气窜剂：受到高温高压环境的影响，水泥浆容易出现气窜的现象，造成水泥浆不稳定，固井效果差的问题，使用防气窜剂提升水泥浆的耐腐蚀性和耐气窜性，有效的解决水泥浆不稳定造成的井斜等问题；4）分散剂，分散剂的效果主要集中在降低水泥浆凝聚和抗碱性的效果上，在固井使用的水泥浆中加入分散剂有效提高水泥浆的稳定性。

浅层气固井技术：在海上开采油田的过程中常会出现浅层气井，该类型具有浅层岩性疏松、承受能力低、压稳控制难、温度低造成水泥浆容易水化等特点，对固井操作造成极大的困难，据此有学者提出使用浅层气固井技术对其改善，主要包括两种手段，1）隔离液技术，采用研发出的降低失水效果和抵抗钻井液伤害的隔离液技术；2）抗伤害、防气窜的树脂水泥浆技术，该技术的抗伤害能力强，韧性高，有效防止因震动出现裂纹而造成的气窜问题。

2.2 海油固井技术发展展望

1）降低开采成本，提高开采效率：开采石油的过程是复杂的，其中某一环节出现问题都会造成成本的损失，降低石油开采企业的利益。随着科技的进步，在未来我国的专家人员会研发出稳定、经济的固井材料和技术，实现降低开采成本，提高开采效率的国际化固井手段。

2）安全环保：海上油田的开采对环境造成一定的破坏，海油固井技术的实施要注重安全环保，延长水泥浆的使用周期，未来研究人员要更加注重研发出安全环保的固井技术，促进海油固井技术的发展。

3）新领域：石油开采领域应向新的领域开展，实现从常规油田向复杂油田开采的方向前进，在未来研究人员要注重开发使用抗腐蚀、抗高温且经济环保的水泥浆，实现海油固井技术的创新发展。

3 结语

综上所述，探究海油固井技术的发展与展望是必要的。海上油田的开采过程相对复杂，在钻井工程施工的过程中会受到外界环境和地势的影响，为勘探和开采石油的工作提高难度，油气井固井是开采石油过程中较为重要的步骤，受到客观因素的影响，油气井固井在实际施工的过程中遇到较多的问题，现阶段油气井固井技术的发展是人们主要关心的问题，本文基于固井技术的定义和固井技术的分类，分析了我国现阶段研发出的高温高压水泥环完整性固井技术、关键水泥添加剂固井技术和浅层气固井技术的发展，并针对海上油田开发过程中的成本问题、环境问题和创新问题做出展望，希望为同样研究该领域的学者提供参考资料。