杜明宇
大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，163413
摘要：现阶段，我国社会经济和科学技术不断进步和发展，各个行业在生产经营管理过程中对石油资源的需求量日益增加，造成资源紧张的现状。人们对油气田不断加大开发力度，逐渐向复杂油气藏进行深度开发，增加了深井、超深井在油气田开发的占比。本文主要对长封固段低密度水泥浆固井技术进行分析，提升固井施工的实际需求。
关键词：长封固段；低密度；水泥浆；固井技术
我国深井、超深井长封固段的固井施工工作的开展面临一系列的问题，存在抗高温、超缓凝等相关技术问题。低密度水泥浆固井技术能够很好的解决超缓凝问题，更好的简化井身的结构，同时最大限度的降低固井施工成本，保证取得更加理想的固井效果。
1固井技术难点分析
长封固段固井通常情况下其上下具有较大的温差，对水泥浆体系的实际性能具有较高的要求，水泥石早期强度发展较慢，经常容易出现超缓凝现象，同时具有较长封固段的情况下，具有较大的环空液注压力，水泥浆的流动摩阻和钻井液相比要高，进一步增加了地层出现漏失的风险。另外，部分油气比较活跃的情况下，长封固段固井水泥浆就会产生严重的“失重”效应，容易导致地层不同压力系统各个层间的流体出现窜流的现象。当油气井具有较大井径，并且不规则的情况下，在局部容易出现糖葫芦井眼，水泥浆出现“舌进”现象，对顶替效率产生一定的影响，进而对固井施工质量和效率增加了较大的难度。固井施工过程中水泥浆量大，施工工期较长，同时存在较大的安全风险、压力大，对仪器设备使用性能具有更高的要求。
2低密度水泥浆体系设计难点分析
复杂油气藏开采过程中包含复杂地层，面临高温、高压、易气窜、长封固段、上下温差大等相关难题，提升长封固段固井质量是当前研究的重要难题。部分长封固段中包含酸性气体，需要对双级固井、尾管固井存在的相应风险进行全面考虑，容易产生套管串密封的薄弱环节，同时部分井下固井设备使用性能存在失效的现象，不能顺利有效的固井，造成固井项目施工安全质量问题，对后续开展钻井、改建地层等工作开展具有严重影响[1]。因此，长封固段固井对低密度水泥浆体系设计带来一定的难度和挑战。如，深井、超深井中的底层静止温度相对较高，对油井水泥外添加剂的抗高温性能具有较大的挑战。中温下缓凝剂能够有效保证可泵送时间，防窜剂能够有效提升水泥浆防窜能力，在高温影响下的实际效果存在明显下降现象。另外，缓凝剂加量在高温作用下，和稠化时间呈现出非线性关系，在很大程度上增加了低密度水泥浆体系设计的难度，同时对固井工程施工产生相应的安全风险隐患。
长封固段低压易漏固井，水泥浆返高经常难以满足设计的实际要求。封固段较长，在相同裸眼段包含多种压力体系，其中安全密度窗口比较狭窄，在固井施工的过程中，经常容易产生井漏现象，造成多口井在经过固井施工之后，在井口容易出现反挤水泥，需要水泥浆具有较高的防漏性能，同时具备较高强度的低密度水泥石。
长封固段一般上下温差较大，水泥浆在高温的作用下，明显加快了水化速度。因此，人们在固井施工过程中保证安全泵送，增加缓凝剂加量，或者对其类型进行全面改变，实现在高温下对水泥浆水化速度进行抑制的效果。但是，该种方法对水泥石早期强度发展存在一定的抑制影响，造成水泥浆长时间不凝，产生超缓凝情况。
长封固段固井工程施工过程中，常规密度水泥浆经常容易出现压漏地层，需要应用低密度水泥浆封固。低密度水泥浆自身的稳定性难以结合实际情况进行有效调节，产生的水泥石具有较低的抗压强度，同时在温差大的情况下，其顶部强度发展相对较慢。现阶段，早期强度较高的外加剂在满足温度大的情况下，对水泥浆沉降稳定性不能进行有效的保证，同时增加了低密度水泥浆设计的难度，增强了固井施工质量的难度。
另外，深井长封固段容易产生气窜的现象，在长封固段固井中，通常容易面临地层高压、气层多同时分布段长、气显示活跃。水泥石强度在顶部低温的条件下，发展相对比较缓慢，容易出现气窜现象。因此，我们需要针对水泥浆胶凝强度发展速度的提升，防止气体运移进行研究，提升水泥浆体系设计效果。
3长封固段低密度水泥浆固井技术
3.1合理选择低密度水泥浆材料
长封固段固井工程施工过程中需要对具体井眼条件和施工要求进行全面分析，采用低密度水泥浆体系。我们需要对水泥浆减轻剂进行更多的关注和研究，根据减轻原理科学合理的选择低密度水泥浆材料。我们根据相关专家的研究进行分析，普通低密度水泥浆中包含的减轻材料具有较大的粒径，同时材料和水泥颗粒之间的空隙相对较大，在很大程度上增加了体系对水量的实际需求，增大了水泥浆体系的含水量，同时在一定程度上降低了水泥浆体系的密实度和强度，能够有效保证水泥浆稳定性、水泥石渗透率不会受到相关因素的不良影响[2]。我们适当增大压力和搅拌速度，能够有效的增大普通低密度水泥浆的密度。
超低密度水泥浆需要选择的中空玻璃微球减轻材料，具有显著的减轻效果和良好的球形度，对水泥浆的密度进行明显的降低。中空玻璃微球具有均匀的粒度、良好的球形度，有效降低的需水量，提升了水泥浆固相含量，便于实现水泥浆体系的紧密堆积，增强其承压能力。另外，我们将该种减轻材料和潮汐增强材料实现科学合理的颗粒级配，在水泥浆中进行适当的掺入，能够有效产生凝硬性反应，对水泥石孔隙进一步的充填，促进水泥石更加致密，有效提升低密度水泥浆的强度、稳定性等使用性能，同时实现充填颗粒的滚珠效应，能够在水固比较低的情况下，提升水泥浆的流变性。
3.2低密度水泥浆综合性能要求
水泥浆密度需要和地层承压能力相适应，避免出现井漏的现象，该体系在井下高温高压的作用下需要保持长时间的可泵时间，保证泵送安全[3]。另外，长封固段固井，其顶部水泥石需要加快强度的发展速度，对于重复段环空间隙狭窄的情况，需要增强水泥浆的流变性。人们采用低密度水泥浆技术时需要对水泥浆的滤失量进行严格管控，通常情况下需要保持在50毫米之下。
3.3固井技术
长封固段固井自身具有独特的特征，如井深、封固段长、井眼不规则等，采用低密度水泥浆固井技术进行施工的过程中，需要对低密度水泥浆的稳定性进行有效保证，维持水泥浆浆体粘稠的状态。另外，我们需要对钻井液性能进行有效调整，采用组合前置液调整，促进其实现较低的紊流临界流速，促进前置液在环空实现紊流流动，保证在充足接触时间的情况下，有效驱替环空钻井液，提升固井顶替效率。我们根据相关研究资料进行分析，当长封固段固井存在不规则井眼段设计中采用高、低返速复合顶替技术，能够有效提升固井顶替质量和效率。
结束语：本文主要分析了固井技术难点、低密度水泥浆体系设计难点，同时探讨了长封固段低密度水泥浆固井技术。人们对长封固段固井施工的过程中采用低密度水泥浆固井技术需要合理选择低密度水泥浆材料，分析低密度水泥浆综合性能要求，掌握固井技术，提升固井施工实际效果。
参考文献：
[1]杨红歧、孙连环、敖竹青、桑来玉、杨广国、高元. 顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术[J]. 石油钻探技术, 2020, v.48;No.234(06):37-43.
[2]姜政华, 陶谦, 匡立新,等. 泡沫水泥浆固井技术在页岩气生产套管固井中应用研究[J]. 内蒙古石油化工, 2019, v.45;No.350(02):82-86.
[3]丁志伟, 李嘉奇, 赵靖影,等. 窄密度窗口正注反挤低密度水泥浆固井技术[J]. 钻井液与完井液, 2019, 036(006):759-765.