深層固井技術的思考

[摘 要]目前，我國深層固井技術還遠遠跟不上鉆井技術的飛速發展，導致了部分探井固井質量差，甚至發生安全事故。為此，我們需要不斷進行探索，切實有效地解決深層固井問題，提高固井質量。

[關鍵詞]深層固井 技術 思考

前言

隨著我國經濟的高速發展，對天然氣資源產生了巨大需求，為了保證國家能源的安全，我國勘探開發轉向更深地層，深層井數量不斷增加。深層井地質條件十分復雜，鉆井勘探難度逐漸加大，固井技術要求不斷增加。深層井裸眼井段長，地層壓力系統不統一；地層壓力高，一般下技術套管和油層套管前，泥漿密度都要加重，而且許多井地層壓力平衡關系敏感，泥漿稍高則發生井漏，低則發生井噴；地層裂縫多、斷層多，易破碎；油氣層多且分布段長，地層壓力高、氣層活躍；隨著油田的進一步勘探開發，深層固井工藝技術日趨成熟，深層固井質量全面提高。

1 深層固井中存在的問題

1.1 地層情況較為復雜

深層固井地層情況復雜，多套壓力體系地層并存存在固井防漏和防噴的難題。同一個井眼存在上涌下漏、地層易破碎、易垮塌等問題。

1.2 水泥漿抗高溫穩定性差

井底溫度高對水泥漿抗高溫穩定性能提出更高的要求。水泥漿的流變性能與頂替排量等發生稍微的變化，就會導致環空窄間隙內鉆井液的頂替效率發生很大的變化，水泥環薄弱，抗沖擊力差。

1.3 井深結構

由于井身結構的限制，有許多井采用“非常規”的井身結構。這將導致工具配套難度大，增加了下套管風險，容易引起粘卡和漏失，套管不易居中，保證不了封隔效果。

1.4 泵壓過高

井眼環空間隙小，泥漿比重高，循環摩阻大，造成施工泵壓高，固井或替漿過程中，因泵壓過高而無法正常施工。

2，深層固井技術的思考意見

2，]水泥漿性能的設計

深層固井作業對水泥漿性能要求十分苛刻，要求水泥漿要具有低失水、零析水、高早強、直角稠化、抗高溫等綜合特性。對水泥漿的析水控制特別嚴格，泥漿高溫高壓下穩定性要好，嚴防水泥漿在候凝過程中自由水在高邊聚積形成自由水帶形成油氣水竄通道，要求水泥漿在高溫條件下45‘析水為0ral，這樣配制的漿體很稠，對地面混制設備要求較高。 2，2深層固井頂替技術 由于深層固井中套管居中度差，固井液在環空的紊流頂替能比塞流與層流更加有效地清除低邊滯留的鉆井液及沉積鉆屑，但由于對水泥漿高穩定性的要求，水泥漿漿體較稠，要實現水泥漿的紊流頂替不現實，但總能依靠通過調整前置液性能來實現前置液在環空的紊流作用，對水平段和斜井段低窄邊鉆屑實施有效的驅替，提高固井頂替效率。 2，3深層固井氣竄控制方法 氣竄是一個包含多種因素在內的復雜物化現象，它與液體的密度控制、泥漿的驅替、水泥漿性能、水泥的水化及水泥與套管、水泥與地層的膠結等有關。氣層氣竄的發生必須具有兩個基本條件：一是氣體流動通道；二是水泥漿候凝過程中氣層壓力大于環空有效靜液壓力與通道流動阻力之和。氣竄具有較大的危害性，可能導致井眼報廢或形成嚴重的安全環保事故，應引起高度重視。深層固井與油層尾管固井中，要實現有效的防氣竄，按照“壓穩、居中、替凈、封嚴”的要求，在水泥漿注替和凝結過程，必須保證漿柱當量壓力與地層壓力的平衡關系，作到水泥漿不漏，油氣水不因水泥漿失重而造成竄流問題；清除和替凈環空泥漿，提高水泥漿的頂替效率和水泥環的膠結質量；提高水泥石的密封質量。無局部水槽、橫向水帶和竄槽現象等。深層固井，應采用多凝水泥漿柱結構，確保候凝過程中能維持氣層段的液柱壓力；深井超深井尾管作業中，由于懸掛器以上為鉆井液，水泥漿柱短，上部鉆井液能在水泥漿的候凝過程中維持向下傳遞壓力。要求鉆井液泥餅薄而韌；采取有效的套管扶正技術提高套管的居中度；采取水泥漿減阻劑改善水泥漿流變性，進行水泥漿流變學優化設計，提高水泥漿頂替效率和水泥漿膠結質量； 2，4塑性水泥漿的應用 在一般情況下，水泥凝固體是脆性材料，其抗拉、抗剪和抗沖擊力較差，用于深井小井眼小間隙注水泥作業，其固結井壁的水泥環較薄，在油氣層射孔和增產措施中，水泥環受到較大的沖擊、振動和內壓力用作用，從而造成水泥環的破碎和封固質量下降，裂縫大時則可能導致層間互竄，同時地層流體進入水泥石裂縫后，長期對水泥石進行腐蝕破壞，慢慢造成水泥環封固失敗，直接影響到油氣田的產能和合理的開發。采用以改性纖維和活性微粒為主要材料的早強增塑劑，能提高塑性水泥體系石抗沖擊能力，增強水泥石彈塑性，滿足小間隙油層套管的后期作業要求。

2，5深層固井水泥漿材料的選擇

在進行水泥漿設計時，既要考慮水泥漿的稠化時間滿足安全固井施工的要求，又要考慮水泥石強度的問題，因此在水泥漿領漿的外加劑選型上，要充分考慮選用對溫差敏感性小的外加劑材料，其適應溫度范圍在60℃，1 10\"(3較為理想。在進行低密度水泥漿體系的設計時，要充分考慮井深施工壓力高的特點，優選漂珠、微硅等低密度水泥減輕材料，優化顆粒級配和配比關系，優化低密度水泥體系綜合陸能，防止其在高溫高壓施工條件下、高滲地層中其實際密度升高而偏離室內實驗設計值過多，導致水泥漿稠化時間提前出現固井高泵壓或蹩泵。

結束語

固井前井眼準備充分，除采取原鉆具組合通井外，還要模擬套管剛度進行通井，有效避免了套管的下人過程遇阻或下不到位。對于長裸眼段固井，如果地層承壓能力不能滿足單級注水泥，可采用多級注水泥方式，在條件允許的情況下可采用雙膠塞注水泥的方式。在滿足地層承壓能力條件下，應用雙膠塞固井質量。并且在目前這種固井工藝在深井中普遍應用。大尺寸套管固井多采用內插管固井方式，一方面減少了混漿段周時還有利于提高頂替效率，有效控制水泥塞的高度。針對同一井段多套壓力體系，除對固井工藝進行優化外，還要保障水泥漿性能。通常要求低失水、低收縮、高的早強度，同時要進行抗壓、抗折以及膠結強度試驗，調節外加劑加量，優化水泥漿配方，在井況、設備能力允許的條件下盡量提高注替排量威者采用旋轉固井，較完全清出井內鉆井液，達到替凈，提高固井質量。