浅谈在海洋钻井中固井技术的重要性

陈霞

摘 要：固井技术的应用将直接影响油田开发工程的进程的顺利与否，以及油井的使用寿命和产量。在海洋油田钻井开采油气作业中，钻井工程要比地面油田更为复杂，难度更大，因此更加需要固井技术来避免井喷、井塌等现象发生，以保证海洋钻井、油气资源开采的顺利。本文简单讲述了固井技术的发展概况及其在海洋钻井中的使用、具体的应用，体现了固井技术在海洋钻井中的重要性，希望能够对我国海洋钻井工程的发展有所推动。

关键词：海洋钻井;固井技术;油田

0 引言

随着世界各国对于资源的大力开发与应用，海洋资源的利用大大减缓了现在能源紧缺的压力，而在海洋能源的开发进程中，人们对于海洋石油的需求也在不断的增长。在海洋钻井中，固井技术的应用是油田作业经济效益、安全性能的重要保障。其中新技术的出现也必将完善我国固井技术的应用，促进固井技术的发展。

1 固井技术的发展概况

固井作业在油气钻井工程中较为重要，它能够有效的分离油、气、水，从而保护油气资源不受污染，保证油气产量，延长油井的使用寿命。固井技术在发展过程中，通过循环容积效率法、“三压稳”理论、低返速固井技术、高压油气井固井技术等理论与技术的不断发展研究应用，钻井液循环、固井技术的稳定、固井效率、固井设计安全性、科学性等，都有了很大程度的提高。而在固井技术的发展过程中，需要通过对其中包含的各个环节的工艺的发展来促进固井工程进步，只有这样才能够使固井技术得到整体的提高。对于目前的固井技术，主要面临的难题是技术储备的不足，虽然钻井技术的发展较快，与以往相比，钻井工艺已经有了很大的发展，但是现今的固井技术仍难以满足不同复杂井况的需求。一是由于我国对于固井设计方面、工艺方面的研究深度有所不足，较国外相比有一定的差距。其次，固井工具的类型也不够全。如分级注水泥器就容易发生提前打开或是打不开、关不上的现象，由此可见，对于固井工系的设计研发还有很大的发展空间。

2 海洋钻井中固井技术的使用目的及注意事项

2.1 使用目的

使用固井技术不仅能保证海洋钻井工程的质量与安全，最重要的是对油气田的正常开发有着很大的影响。固井的目的不仅是保证钻井工程的安全，而且还要保护砂层中的淡水资源，这也是对海洋安全的一种保护。固井工艺中套管的强度优良，能够保证下次开钻时井口稳定性强，避免因井口下沉影响正常的钻进工程。如果固井技术应用不当，就会造成油气资源和水相互渗透从而导致油气资源质量下降，严重时甚至可能导致井喷、井塌、井漏现象发生，危害工作人员的安全及造成海洋环境的污染。因此，加强海洋钻井中固井技术的应用研究，保证固井质量，有效隔离油气资源与水，保证海洋油田开采顺利进行刻不容缓。

2.2 注意事项

在钻井工程中应用固井技术需要在工程前期对海洋环境、井况等内容进行充分的了解，以保证对油井信息有充分的精确的掌握，如地质结构、温度、压力等内容。良好的固井设计，能够保证固井工艺能够更加适用于钻井工程的实际情况，从而保证固井工作应用效率，保障钻井工程作业的顺利开展。在海洋钻井中，工作难度相对加大，危险系数也较地面油田工程有所增加，因此为了适应海洋钻井的复杂性以及不同的海洋钻井类型，固井技术在实际应用中需要根据具体的情况来进行一定的调整，如对水平井的结构进行一定的调整，从而保证井身的质量，减少油田开采中的安全隐患。此外，在实施固井技术时，需要根据具体的情况来对选择合适的水泥浆。水泥浆对于油田固井的影响很大，在固井作业中，容易发生水泥浆应用效率不高的现象，而导致这种现象发生的可能因素如深水海底表层的形态较为松散，导致水泥胶结较差，而水泥胶结出现质量问题，容易导致油井被污染，降低油气资源的产量、质量，严重影响固井工艺的质量。其次，不合理的井身结构、套管结构不合理等情况也易导致水泥浆应用效率不高，影响固井质量。这就需要工作人员对水泥浆的应用体系进行一系列的调整，从而有效提高海洋钻井、固井的质量。

3 固井技术在海洋钻井中的应用

3.1 套管强度的设计

在设计套管时，需要遵循一定的原则，需要充分考虑影响套管质量的因素，才能够有效的保证井内套管质量良好。在套管设计过程中，首先要充分考虑套管的实际强度以及有效外载，考虑有效外挤压力、有效内挤压力、三轴应力以及有效拉力对套管的影响，从而根据预计可能出现的最大荷载来计算有效外载。外载方式、温度应力、套管缺陷和套管类型，都有可能影响套管的强度，所以在设计过程中，应当对外载方式的非均匀分布、温差应力的影响、套管质量的把控、套管质量的选择等进行充分的考量，以避免在固井中造成不必要的损失，影响工程的整体质量。安全系数是对套管强度的具体表达，需要选用合适的材质来保证套管的设计能够协调安全系数与成本之间的问题，在套管强度的設计过程中，尽管设计方法大同小异，但都需要保证套管的强度该高于其承受的有效外载，选择合适的计算方法保证设计结果的安全可靠，其中较为常用的为三轴应力设计，能够协调在套管设计中的成本、安全性能，较为先进。

3.2 井眼的稳定性

随着钻井技术的发展，新的钻井技术被不断研发，如大斜坡井、小井眼、水平井、分支井等，从钻浅井发展到了如今的超深井，越是在复杂的海洋环境当中，保证井眼的稳定对于固井技术、钻井工程来说越是至关重要。而对于保持井眼的稳定性，首先需要保证井钻的润滑程度，可以通过固体润滑剂、液体润滑剂等来共同润滑井钻，能够保障井钻在使用过程中的畅通，避免出现卡顿现象。其次是对矢量、滤饼厚度、钻井液的含沙量等进行控制，将其控制在合理的范围内，保障钻井工作的质量，避免出现滤饼负担过大、厚度达不到预定值、钻井过程中出现堵塞等不良影响。其次，还需要对钻井液的比例进行控制，使其在一个合理的范围内，以防止井身质量遭到破坏，从而保证固井工艺、钻井工程的稳定。

3.3 固井技术的新发展

随着钻井技术、工艺的不断发展、固井技术要想提高其应用适配度，就必须加强对于新技术的研发应用。且陆地上常规化的固井技术在海洋中的应用也难以适应更为复杂的海洋环境，因此海上固井技术也在不断地发展。首先是对于海洋钻井中固井技术的软件系统的设计，通过软件设计能够对固井技术在实施过程中可能面临的情况提前进行预判，如对温度、应力变化等进行模拟，帮助固井工艺更科学的实施。此外，它还能够对海底情况进行考察，如浅流层流窜情况、密度等，能够更加全面的掌握海洋钻井情况、油井信息，从而提前发现其中存在的安全隐患，并提出相应的解决措施。而对于海洋钻井中固井技术的软件系统进行优化，能够对水泥浆的比例进行调控，从而更好的掌握水泥浆密度的变化，提高固井技术的应用效果。在海洋钻井作业中，为了避免钻井过程中出现的堵塞现象，现场应用提出了不留水泥塞技术，在钻井过程中出现堵塞时，能够利用堵漏剂来避免泄露。在一定压力下，可以利用最开始形成的流体砂浆来冲洗下层柱子内的砂浆，并提高管柱加速灰浆的凝固。水淹封堵技术能够通过对油气层的定向射开来有效的控制油井内的含水量，保证油井的质量，提高固井工程的稳定性。

4 结束语

虽然现阶段海洋资源的开发利用大大缓解了全球目前面临的能源紧张压力，但是对于提升海洋能源的勘探、开采水平仍然有很长的路要走。通过对目前在海洋钻井中固井技术的具体应用，及对于其使用目的、注意事项的描述，能够从侧面反映出固井技术对于保障海洋钻井的稳定性、安全性的重要程度，保证能源开采的效率与质量是十分重要的，尽管我国对于固井技术在海洋钻井中的应用十分看中，但目前而言，在技术、设备上我国的固井技术离国际先进水平还存在较大差距，因此在海洋钻井中利用先进的固井技术为海上平台开采能源服务，还需要固井作业人员不断地学习、创新，以促进我国海洋能源开采工程整体水平地提高。

参考文献：

[1]于小东.海洋石油防气窜固井技术应用[J].化工管理，2020 （11）：118-119.