关于提高油田固井质量的施工措施研究分析

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第6期   作者:赵波 黄杰 邓彦娜
[导读] 油田固井是建井的过程中一个非常重要的环节。
        赵波  黄杰  邓彦娜
        中国石油集团渤海钻探工程有限公司国际工程分公司 伊拉克项目经理部
        中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司   伊拉克项目部
        中国石油集团渤海钻探工程有限公司国际工程分公司   工程技术科


        摘要:油田固井是建井的过程中一个非常重要的环节。油田固井技术会直接影响油田钻井的时间和成本。在固井施工的目的是为了有效提高固井质量,因此,在常规水泥浆要求下,要使用低失水、低收缩、早强度要高的水泥浆,同时要不断的优化水泥浆配方;同时套管施工工序也值得注意,对于不同的套管种类,要选择合理的固井方式,提高其顶替效率,以保证在高压高温条件下,正确科学施工,促进井中作业有效提高固井质量。
关键词:油田固井;实践措施;质量

        1确定合理顶替流速范围的原则
        ①井眼的稳定性,是否有易漏、易塌等薄弱地层,这些层位对环空返速的限制情况,这些数据可根据邻井或区块的资料获得;②正常钻井过程中的环空返速情况:③裸眼井径变化情况及对返速的限制,如当裸眼井径变化较大,存在所谓的“大肚子”时,一般要求返速不能太大,以免进一步冲蚀井壁。同时在“大肚子”段一般是很难达到紊流的;④套管居中度情况,当套管居中度不好时,环空返速不易太低;⑤井斜情况,当在大斜度或水平井套管注水泥时,环空返速不易太低;⑥泥浆泵与注水泥设备的工作能力。综合考虑上面这些因素,便可得出一个保证该井钻井正常的返速范围,由此再考虑进注入的前置液与水泥浆的性能与泥浆的差异,便可选定本次注水泥时,所应保持的环空返速范围的大小。
        2固井作业中的技术难题
        在固井中会出现很多技术难题,很难避免,对于水泥环质量很难控制,水层、气层和油层相同,当油层中出现了水泥浆,就无法控制油层和油井;在下降的过程中,套管的深度不足就会出现卡套的情况。水泥的高度质量不够,无法进行有效的隔离,最后影响了胶结的质量,胶结的质量降低,导致固井质量降低,井下漏失,有些开发较早的油田,会出现人为影响固井漏失导致底层裂缝。
        3油田固井质量问题
        3.1油田底层特性
        在油田固井的质量问题中,油田底层特性会对水泥环的第二界面的胶结产生很大的影响,也是一个非常关键的因素。如果是在活跃的水层和油层的井水段,泥浆的凝固过程会污染处于底层的液体,这样就会很容易对水泥和底层之间的胶结产生影响。如果从另一个角度看问题,我们可以发现,泥浆在具有高渗透率的油气水层中如果失去了自由水就会很容易地造成泥浆粉化和体积的减小现象,而且最终还会形成微间隙,以上提到的这些问题都会严重影响油田的固井质量。
        3.2水泥浆性质
        水泥浆性质也会对固井施工带来一定影响,水泥浆性质主要是指泥浆的失水量,密度以及其流动性,如果水泥浆的失水量较大,在水泥浆凝固过程中,就会出现自由水渗透到地下的现象,在一定程度上,会减小水泥浆的体积,对固井施工质量产生一定影响。在中度或者高度地区产生自由水渗透现象,对油田固井质量的影响就会越大。如果水泥浆失去了大量水分,在施工过程中,很容易出现施工事故,当水泥浆经过油层时,水泥浆的滤液和大颗粒会进入到油层中,造成油气通道受到堵塞,对油层造成一定污染。另外,在施工过程中,由于顶替不完全而导致出现混浆带也会影响到油田固井质量。水泥浆的流动性远远大于泥浆,但是如果出现顶替不完全现象,就会导致泥浆窜槽。在钻井时,无法保证钻井工作的顺利实施,甚至还会引起安全事故,在油井壁上形成泥饼,污染水泥浆,导致油层发生泄漏丢失,影响油田固井质量。
        3.3水泥石的体积收缩
        水泥在水化的过程中如果水泥的熟料和水发生了化学反应,而由此产生的产物的体积就会慢慢减小,然而纯水泥水化的体积的收缩率可以达到5%,如果出现了这种现象,并且水泥浆的体积收缩得不到控制,那么就会导致水泥石和套管以及井壁之间的截面胶结程度降低,进而影响固井的质量,在实际施工中要加强注意。


        4油田固井质量问题解决策略
        4.1采用深层高温高压长封固井技术
        第一,为了有效解决套管串附件在深井高温高压情况下的密封问题,需要对深井的套管浮箍进行加强设计;第二,随着扶正器广泛的应用和不断完善、更新,将已有的扶正器改进成弹性限位扶正器,这在一定程度上满足了深井施工对套管扶正的需求。然而在深井施工的某些时候仍然需要刚性扶正器,因此,在实际固井施工过程中需要根据现场的实际情况,选择合理的扶正器,从而提高固井施工的效率和质量。在深井固井施工过程中,需要添加一些辅助剂,也就是水泥外加剂,具有低失水、抗高温、提高水泥强度的优点,比如在115℃的深井高温施工时,可以严格控制该辅助剂的使用;同时在施工过程中,需要采用低密度的水泥,从而有效避免水泥浆出现漏浆现象,防止污染油气;由于深井固井施工条件较差、施工量较大、导致深井地层破裂情况比较突出,所以需要运用双密度水泥进行固井施工;为了配合深井固井施工的要求,则需要运用防窜通性水泥浆,这种水泥浆具有抗高温抗压等特点,并且还需要采用DPF2降失水剂。
        4.2采用固井液固井技术
        固井液固井技术指的是在原来钻井液优化配方条件下,外加水化类材料或高炉淬渣,而且这些材料对钻井液的性能没有任何影响。并且,固井技术主要采用MTC固井方法和UF钻井方法,这两种方法都可以有效提高固化液和钻井液的兼容性,合理改善钻井液和常规固井水泥浆之间不兼容的现象,达到较好的胶结和阻隔作用,特别是第二层的胶结和阻隔,有效减少或防止水流和油气之间的窜通,同时还可以促进水泥浆的形成以及激活剂的渗透与分配,防止水泥浆出现回落现象。与普通的油井水泥浆相比,固井液的外加辅助剂采购成本较低,并且具有许多明显的优势,比如强度高、稳定性较好、低失水、污染较低、环保等,当前,我国基本上采用固井液固井技术,传统的顶替技术已经被完全取代,促使我国环境以及其他各方面的污染问题得到了有效改善,促进我国环保事业有序发展。
        4.3水平古井技术
        水平固井技术就是指在注水泥时用到的技术,在注水泥的过程中应该注意这样几个问题:控制好游离水,尽量的减少游离的水量或者想办法消除游离水,因为游离水对水平固井技术没有帮助;要尽可能最大程度地保持环空清洁,不要造成污染;套管时要注意上体下放然后位置居中,旋转套管时要观察水泥的性能足够良好,可以兼容水泥浆,并且充分发挥钻井液、冲洗液和隔离液的作用。
        4.4科学合理设计油井套管技术
        在当今社会背景下,油田固井质量对施工技术提出了很高要求,在开发探索工作原理和施工技术过程中,要重点体现创新创造意识,将施工技术与现场施工实践进行有机融合,不断完善掌握固井技术,提高固井施工质量。在实际施工中,施工人员要对油井的底层以及地质特点进行充分掌握,科学合理设计套管,克服在深井中高温、高压等外界因素影响,满足油田固井质量对套管提出的多种需求。在油田深井作业过程中,施工人员要科学合理选择使用施工道具,大大提高顶替质量和效果,在加固油井时,工作人员要使用低密度水泥,杜绝出现泥浆渗透现象,对油气造成污染破坏等不利影响。
        5结束语
        固井质量对油井的生产寿命具有较大的影响。为了提高固井质量,就需要提前研究将会影响固井质量 的主要问题,从而根据存在问题制定相应的技术策略。因此,为保证和提高固井质量,需要现场工程地质人员积极与固井施工作业方结合,联合攻关,从工艺技术、水泥浆体系、固井技术等方面保证质量要求。总之,油田井下的地质非常复杂,很多地方都会存在危险,油田的固井技术就是把水泥浆和井壁套管之间的施工技术,但是这一技术要求很严格。管套施工的工序一定要注意,对于不同种类的管套,油田固井技术人员要选择合理的固井方式,提高顶替的效率,在保证高温高压的条件下,准确无误的施工,提高油田固井质量和效率。
        参考文献:
        [1]刘天恩.影响开发井固井质量主要因素初探[J].中国化工贸易,2017,9(17).
        [2]吕聪.提高油田固井质量的施工措施探析[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(14):37-38.
        [3]包志伟,乔生虎,武凌燕.论提高油田固井质量的施工措施[J].石化技术,2018,25(05):245.
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