石油固井中影响质量的主要因素及改进措施

发表时间:2021/3/15   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:韩晔
[导读] 摘要:石油固井作业是一项非常复杂而且庞大的项目,在建设的过程中也有很多的不确定因素,所以其建设难度较高,但是它在钻井工程中却占据着很高的地位,所以这就需要有关部门做好相关工作,加强工程管理的力度,并对地理条件等情况进行综合分析,进而制定出科学合理的建设方案,保证工程建设的质量,为后续工作打下基础。
        胜利固井技术服务中心  山东东营  257064
        摘要:石油固井作业是一项非常复杂而且庞大的项目,在建设的过程中也有很多的不确定因素,所以其建设难度较高,但是它在钻井工程中却占据着很高的地位,所以这就需要有关部门做好相关工作,加强工程管理的力度,并对地理条件等情况进行综合分析,进而制定出科学合理的建设方案,保证工程建设的质量,为后续工作打下基础。本文对石油固井中影响质量的主要因素及改进措施进行探讨。
        关键词:石油固井;质量影响因素;改进措施
        1石油固井中影响质量的主要因素
        1.1水泥浆
        水泥浆作为石油固井中影响质量的关键因素,源于水泥浆会发生分层沉淀现象,在水泥浆到达层目的层段后,如果能在发生分层沉淀现象前快速凝固,就不会影响石油固井的质量,否则的话就会使层面产生裂缝,严重影响石油固井的质量。而且水泥浆极容易受到自身或外界因素的干扰,从而导致自身性能变差,产生的实际效果也达不到作业人员的预期。水泥浆凝固速率主要有以下两方面因素。从外界因素来看:分为环空返速和封固段的具体长度两点。水泥浆在注入时,环空返速会对顶替效果造成一定的影响,为了保证石油固井的质量,必须要提升环空返速;从实际施工的情况来看,封固段的具体长度范围通常是900~1300m,采用这个长度范围能使水泥浆充分发挥自身作用,从而使石油固井达到最好的施工效果。从自身因素来看:包括水泥浆的密度、流动性及失水量等。提高水泥浆的密度能够同时提升水泥浆的流速和浮力,如果注入流速过快易导致水泥浆分层沉淀,从而影响石油固井的质量,如果注入流速过慢则会加大注入难度;如果水泥浆失水量过大,多余的水量流失后会渗入地层,地层中黏土矿物吸水膨胀,间接对石油固井的质量造成影响。因此,为了保证石油固井的质量,就必须要对水泥浆的密度、流动性和失水量等因素进行科学、合理的管控。
        1.2地层岩性
        石油固井的第二界面是地层和水泥环,在进行石油固井作业时,应当给予特殊岩性地层的高度重视。随着时间的推移油井不断受到地层给予的压力,同时因渗水现象导致地层胶结的密实度降低,从而降低石油固井的质量;地层声速的快慢会对水泥胶结的质量产生影响,从而间接影响到石油固井的质量;地层的吸水性导致注入流体内水分流失从而形成裂缝,而形成裂缝则会对石油固井带来坍塌的风险。因此,为了保证石油固井的质量与稳定性,应该要根据实际情况时刻关注岩层活动的局部压力变化,尽量避免发生层面断裂现象。
        1.3钻井液
        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提升石油固井质量的措施
        2.1提升水泥浆性能
        从水泥浆的自身方面考虑,需要改善水泥浆的密度、失水量和流动性等因素,水泥浆的密度应该控制在1.15~2.65g/cm 3 范围内,并在条件允许情况下尽量缩短水泥浆稠化时间,避免水泥环暴露过长时间出现水气饱和度过度的问题;同时,水泥浆的失水量一般来说应该不超过100ml。此外,也能够利用外部综合的方式控制水泥浆的性能。例如:在工程中所需水泥浆一般数量较多,因此首先必须要对水泥浆的失水量进行严格把控,并根据配比比例合理掺入降失水剂,可有效减少切力,并提升顶替效率。从技术操作方面上改进,运用防腐抗渗水泥浆可有效减少水泥浆的失水量,并提升防渗、防腐能力,这种方式能够间接加强界面间的胶结度,降低地层岩性对水泥凝固的影响。


        2.2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,并采取蹩压方式,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,通过对漏失层进行堵漏,可显著提升当量密度,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。
        2.3加强钻井液的性能
        在开展石油钻井工程之前,根据钻井液性质不同,需要对切力、密度及失水量进行合理的调整和配置。按照以往收集到的经验及数据分析可得:钻井液的密度在不超过1.50g/cm 3 时,石油固井可以维持85%~95%的优质率;另外,钻井液的黏度不超过26s时,也能够提升石油固井的优质率;失水量处于5~7ml范围内,可以保证石油固井的优质率达到80%及以上;使用低渗透钻井液能有效降低石油固井的质量受泥饼的影响程度。
        2.4做好相关工作的管理
        加强工程管理力度,能够提高石油固井建设的质量。所以,企业就要建立完善的工程管理制度,在设计阶段以及施工阶段都要制定相应的标准和要求,并加强相应的管理,这样才能最大程度上减少工作中出现的失误。在筹备工作完成之后,各部门之间要加强沟通和交流,彼此之间进行配合,在出现问题时,能够根据工程建设的具体情况来制定解决的方法。在施工阶段,管理者要严格要求员工按照施工图纸进行作业,避免发挥自身的主观能动性;在石油固井作业的使用材料上,管理者也要进行相关的检验,避免出现材料不足无法施工这样的情况,在检验的过程中也要对材料的质量进行检测,这样能够为固井作业的质量打下基础。在施工进行的过程中,管理者要做好相应的施工记录,记录施工中的每个环节,这样能够总结相应的经验,也能够提高问题的应变能力。
        2.5引进先进的技术
        先进的科学技术能够提高施工的效率以及相应数据的准确性。在地质勘测阶段,企业就可以借助“3S”技术进行地质勘测,把握施工现场的自然环境条件,这样能够为材料的配比以及施工进度有着很大的促进作用。在引进技术设备时,需要结合企业的实际情况以及石油固井作业的标准进行选择,这样能够减少相应的成本支出。在加强固井质量方面可以借助液固井技术、泡沫固井技术、水平固井技术等。
        2.6做好准备工作
        石油固井作业是一项风险系数很高的工程,该工程有着很强的隐蔽性,结合其特点,就要求企业要做好工程建设的准备工作。在准备工作中主要有:(1)工程设计施工图纸。在石油固井作业开始之前,管理者以及相关单位要对设计图纸进行检查,保证设计图纸的可行性和准确性。(2)材料以及相应机器设备的性能。在工程作业开始之前要对材料以及机器设备的质量和效率进行检查,保证各项标准都符合标准之后再进行施工,这样能够保证施工进度,提高固井建设的质量。
        结束语
        总而言之,石油固井工程的质量会受到外界或人为的因素影响,为了能够切实提升石油固井的质量,必须要对施工材料与施工人员进行严格管控,加强各材料的性能和施工现场的管理,只有这样,才能最大限度保证石油固井的质量。
        参考文献
        [1] 段风海,朱永靖 . 石油固井中影响质量的主要因素及改进措施 [J]. 石化技术,2019,26(11):194-195.
        [2] 于海峰 . 影响固井质量的主要因素及改进措施 [J].化工设计通讯,2019,45(06):257+263.
        [3] 史元 . 影响石油固井质量的主要因素及改进措施 [J].石化技术,2018,25(12):186.
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