深井固井工艺技术研究与应用探讨

2021-04-01高苏南

西部探矿工程 2021年11期

高苏南

（大庆钻探工程公司钻技一公司，黑龙江大庆163000）

最近几年，我国深井的钻探数量与日俱增，越来越多的油气藏资源陆续地被人们所发现。然而，在实际的钻探过程当中，深井所具有的复杂性以及高难度性，给施工人员带来了不小的压力。由于深井的井下温度和压力都是比较高的，并且一部分含有盐膏层，这就给深井施工带来了更大的难度。针对于此，有必要对深井钻探技术进行进一步的研究，采取有效的措施不断提高固井质量，以此来适应新时代下勘探工作的变化趋势。

1 深井固井工艺技术的重要性

我国经济的快速发展离不开对于能源的大量需求，为了获得越来越多可靠的能源资源，深井固井工艺技术越来越受到人们的重视，其广泛应用给人们提供了更多的资源。在对油气资源进行开发的过程当中，深井固井工艺技术的科学合理应用，不仅能够给油气开采带来一些便利，还能够大大提高油气开采的质量。深井井下温度高、压强大，都将油气开采工作变得更加具有难度，如果利用深井固井工艺技术，就可以在很大程度上降低油气开采的难度，减轻工作人员的工作压力，并有效地提高油气开采的质量和效率。因此，对深井固井工艺技术进行分析与研究就显得十分必要，这样能够让油田开采工作人员对深井固井工艺技术有更好的了解与掌握，进而促使其在工作当中更好的应用深井固井工艺技术。在实际的开采过程当中，油田开采工作人员需要根据本地区地层的现实情况，采用合适的深井固井工艺技术，并对其进行不断的完善和优化，避免在开采过程当中出现油气渗漏的现象，进而提高油气开发质量。固井的建设依赖于大量充足的资金，如果当地的地层压力比较大，开采的难度就会有所增加，这就需要工作人员利用深井固井工艺技术去对固井施工过程当中出现的问题与困难进行处理和解决。

2 深井复杂地层固井难点分析

2.1 地层的复杂性

一般情况下，深井的地层状况具有一定的复杂性，比如封固段较长、水泥量较大，再加上钻探工作会产生出诸多的压力体系，因此，深井固井施工需要特别注意的就是防漏和防喷，而这也是一项具有很大难度的工作。比方说，固井施工很可能会发生井眼上涌下漏的情况，甚至会造成地层坍塌或破碎等危险事故。又或者地层中含有大量的硫化氢，其具有的腐蚀性还会对固井造成进一步的损害和破坏。除此之外，深井施工会用到大量的水泥浆，这就会给施工工作带来可能发生的一系列问题，比如地层压漏或水泥浆连续窜槽。

2.2 深井井底的温度比较高

在高温条件下，深井施工对于水泥浆的要求更加严格，需要水泥浆具有极强的抗高温性能和稳定性能。这是因为一旦由于温度使水泥浆性质改变，窄间隙中钻井液的顶替效率就会受到影响，降低了紊流顶替的效果，甚至降低水泥环的强度和抗击力。

2.3 间隙小泵压高

由于深井井眼的环空间隙比较窄，再加上施工所需的水泥浆重量较大，就很可能会引起高泵压的问题发生，而这种高泵压现象又会影响到固井的施工和替浆，甚至会使工程整体的进度受到阻碍，导致停工。

3 提高深井固井质量的技术措施

3.1 保证套管串下入深度

在下套管之前，需要首先进行通井工作，并根据相关标准，借助钻井工具对井眼进行严格的冲洗，避免井眼存在堵塞的现象，与此同时，还需要防止井壁坍塌或沉砂等现象的出现，进而为后续的施工工作提供良好的基础。

3.2 保证钻井液性能良好

在下套管作业过程当中，要想使套管能够顺利地到达预定层，需要确保钻井液具有良好的性能。在开展作业之前，可以通过加入适当的润滑剂来减少下套管的摩擦阻力，还可以通过提高钻井液的抗高温能力和抗高压能力，确保钻井液的流变性能，为井下安全提供有力的保障。

3.3 使用扶正器改善套管居中度

在下套管作业过程当中，要想使套管具有良好的居中性，可以借助扶正器具有的作用，如应用广泛的刚性扶正器和双工弹性扶正器。需要注意的是，扶正器的数量以及位置需要根据套管的质量、数量以及井斜角进行设置，并遵循以下原则:可以借助经验公式或查询表格等方式尽可能选择井壁比较稳定、井眼比较规则的位置，如果井下地层状况比较复杂，部分井段比较疏松，则最好减少扶正器的使用量或不使用扶正器。

3.4 保证特殊工具附件的可靠性

在固井施工过程当中，具体的工具附件需要根据实际的施工情况进行合理的选择，进而促使套管居中顺利到达预定层，这样才能为后续的施工工作奠定坚实的基础，也能够有效地提高工作整体的效率和质量。比如，针对大斜度深井的固定，可以采用滚动式扶正器；针对可能出现漏失现象的低压地层，可以采用整体式水泥伞。除此之外，刮泥器可以优化第二界面的胶结质量；分级箍、旋转悬挂器等特殊工具附件能够有效地提高固井质量。

3.5 保证工艺技术合理性

3.5.1 双级注水泥工艺

在深井固井作业过程当中，如果灌注大量的水泥，会使泵压增加，而深井井下较高的温度又会阻碍水泥浆的凝固。针对于此，采用双级注水泥工艺可以有效地改善这种情况，提高固井质量和效率。

3.5.2 尾管悬挂和套管回接工艺

在深井固井工作当中，会存在一些特殊的情况，比如裸眼套管的下放深度和负荷均较大，这就大大提高了施工的难度，此时如果采用尾管悬挂和套管回接工艺将整个作业过程分成两步来进行，首先完成尾管固井，进而再完成套管回接，便能够有效地降低施工工作难度，减轻作业人员的负担和压力，与此同时，还能够在最大程度上降低固井作业对于油层的污染。

3.5.3 筛管顶部注水泥工艺

在深井固井实际工作当中，筛管顶部注水泥工艺已经成为一种比较普遍采用的技术，这是因为该技术不仅可以减少水泥浆对油气层的污染程度，还能够显示出油层实际的油气储量。

3.6 应用先进水泥浆体系和固井技术

3.6.1 长封固段低密度超低密度水泥浆固井技术

在对长封固段进行固定作业时，往往会出现液柱压力过高而引起漏失的现象，而为了避免该现象的发生，需要对地层压力进行平衡，比如可以采用密度相对比较低的材料，这样就能够使水泥浆体系整体的密度相对比较低，进而满足不同层次和压力条件下的固井施工要求。

3.6.2 高密度防窜水泥浆体系

在钻井工作当中，如果遇到盐膏层或高压层，则需要使用密度比较大的钻井液，这就会延长水泥浆稠化的时间，进而导致油气窜。不仅如此，如果水泥浆密度比较高，就很可能会使泵压过高，进而降低水泥浆的流变性能。针对于此，科学合理的应用良好相容性能的降湿水剂和防窜剂，能够有效地提高水泥浆体系整体的稳定性、安全性和可靠性。