关键词：石油固井，质量影响，改进

 

引言：石油固井作业容易受到多方面因素的影响，固井质量的好坏既有客观因素的影响，也有主观因素的影响，既受地面条件的影响，也受井口轨迹的影响。由于固井的过程比较复杂，因此，固井工艺的每一个环节都会影响固井的质量，固井质量的好坏直接决定钻井工程的进度，影响钻井的质量和效率。较差的固井质量会引发钻井井漏或井喷事故，造成经济损失和人员伤亡。因此需要正确认识石油固井质量的影响因素，在固井过程中排除主观因素的限制，降低客观因素的干扰，有效提高石油的固井质量和固井效率[1]。

 

 

1.1 地质条件的因素

 

在进行石油固井作业时，其施工环境大都比较复杂。在地质条件中，对石油固井影响最大的就是地层岩性，其作为钻井的第二界面，在具体施工的过程中，要考虑到地层的吸水性以及地层的水分含量，避免在施工中出现土层硬度不足降低作业的质量。当然，每个固井所在的地方不同，其地质条件就会有一定的差异，所以在工程开展之前，就要对施工现场的地质条件进行勘测，避免在工程建设后期，对施工进度造成影响。

 

1.2 水泥浆的因素

 

油井与气井的上段多采用将漂珠与土作为减轻剂的固井水泥浆，其密度相对较低，但在产层段，主要使用常规密度的水泥浆。通过实验可知，上述水泥浆体系有以下问题：首先，体系极不稳定，对于低密度水泥而言，其析水率在20%～28%，凝结前、后水泥浆将发生体积收缩，其收缩率最大可达21%；而对于采用漂珠的水泥，其将表现出明显的分层现象，即漂珠集中上浮，同时在漂珠和水泥的中间，有自由水存在。其次，在低温条件下，水泥浆的凝结时间相对较长，且抗压强度难以满足要求。对于低密度水泥而言，其稠化需要430～500min，且初凝时间可达10h以上，当龄期为48h时，抗压强度只2MPa左右，甚至无强度；再次，外加剂的配伍性相对较差，具有很强的敏感性，使质量产生波动。在气井中使用的外加剂，其配伍性往往很差，比如若要保证稠化时间时，将使失水控制失效，导致体系失稳，降低水泥浆的抗压强度；而若要保证抗压强度，则会使稠化时间控制失效，导致施工蹩高压而产生安全是事故。最后，防腐、防漏与防窜性能较差，无论哪一种外加剂，其对水泥浆都有一定缓凝作用，这样会使水泥浆逐渐失去早强及快凝特性[2]。另外，在水泥浆的选材过程中，通常没有考虑到防腐要求。

 

1.3 钻井液的因素

 

钻井液的性能对石油固井的质量同样有密切影响，钻井液的密度、黏度与失水量原本就是较多变的因素，由于这些因素的不稳定性，从而会影响石油固井的质量。例如：在发生浮力效应时，固井质量会发生相应的变化。另外，要把控好钻井液的密度，将密度控制在一个较低的范围内，可以有效保证石油固井的质量；钻井液切力的控制越低越好，切力越低，失水量越少，对提升固井质量越明显。

 

 

2.1 提高地层的承受压力

 

在选择桥塞粒子和固井堵漏材料时，可选择粒径适宜、片状或纤维状的材料，通过漏失地层的整个井段时注入到堵浆井口中，采取蹩压方式，将岩层中存在的孔隙利用粒子堵住，同时也可以进入到裂缝中形成桥塞，而后利用外饼泥进行保护，可充分发挥其堵漏作用。通过实验显示：采用不同的材料进行堵漏时，由于固井堵漏材料具有一定的差异性，因此会对桥塞表现出不同程度的承压能力。比如利用复合式堵漏材料进行堵漏时，由于材料中存在着纤维与颗粒，且颗粒的形状多种多样，因此封堵效果较好。通过实践表明：采用复合式堵漏材料对漏层进行封堵，平均压力可稳定在6.0MPa左右[3]，通过对漏失层进行堵漏，显著提升当量密度，提高固井承压能力，满足固井的质量要求。因此，在选择堵漏材料时，如果在条件允许的情况下，可将复合式堵漏材料作为首选材料。

 

2.2 提高水泥浆质量

 

首先要做好防窜槽，窜槽是指注入水泥浆时，因水泥浆无法完全挤走钻井液，导致环形空间没有被水泥完全封固。造成窜槽的主要原因包括：套管未居中设置；井眼形状不规则；固井时所用水泥浆的综合性能或顶替效率不满足要求。根据以上原因，可采用如下措施进行预防：利用扶正器设置套管，使其处于正中央；在注入水泥浆的过程中对套管进行活动；对水泥浆综合性能予以调整，确保满足施工要求；切实保证水泥浆的顶替效率。其次要避免水泥浆凝结时产生油气水上窜现象，导致油气水上窜的主要原因包括：水泥浆失重；由桥堵造成失重；水泥浆凝固后体积收缩；套管中放压导致套管发生收缩。根据以上原因，可采用如下措施预防上窜现象的发生：完成对水泥浆的注入后，按照规范要求对套管实施卸压，同时在环空中进行加压处理，避免上窜现象的发生；采用具有一定膨胀性特征的水泥，减少其凝固时发生的收缩；借助多级注浆技术对不同类型的水泥浆进行注入。

 

2.3 提升钻井液性能

 

在进行固井建设之前，要结合具体的施工环境以及工程情况来对钻井液的相关成分进行配比，最好是制定出密度较低、失水量小、黏度低的钻井液，这样有利于提高钻井的质量。在相应材料的配比上，如果企业无法准确进行计算，可以委托给国家指定的部门，将相应的数据提供给实验室，在实验室中进行相关实验，能够提高配比的科学性，进而提高石油固井作业的质量。

 

2.4 加大监督力度

 

首先，企业领导要全面注重石油固井工作的开展。在钻井工程中固井不仅是最后的工序，还是油气井作业的最后环节，企业要想保护油气资源，他们就必须做好固井施工作业，这不但能提高油气田的使用寿命，还能保护生态环境。所以企业领导必须注重石油固井工作的开展。其次，他们还要加大对施工现场的监督与管理力度。要想完善固井施工作业，企业还要采用先进的施工管理手段，这样也能将存在的固井质量隐患全面排除。所以不论在哪一油田都要制定生产管理机制与质量安全体系，通过派遣专业人员负责监督与管理，石油固井工作的技术措施也能全面落实。最后，企业还要科学管理施工材料，这样也能防止伪劣产品流入到施工现场而引发安全事故。

 

 

总之，固井在石油生产和开发过程中起着非常重要的作用，虽然影响固井质量的因素比较多，但只要制定相应的管理措施，合理的配置和优化施工状况，有效控制施工过程中的相关参数，就能减小影响因素对固井质量的影响。通过合理的解决措施有效提高固井质量，因此，相关技术人员和现场施工管理人员需要重视石油固井中影响质量的因素，并对这些因素加以控制，提高整个施工的效率和质量，满足石油生产的需求。

 

作者： 杨积富 张蕾  来源： 《科技研究·理论版》2022年第12期