淺探鹽膏層固井技術及應用

摘 要：隨著經濟的發展，科技的進步，人類對于自然的索求越來越多，而對于地下開采也越來越頻繁。鹽膏層的開發對于人來來說是一項比較艱難的項目。

關鍵詞：鹽膏層；固井技術；應用

隨著不斷對油田的開發，很多在鉆井過程中在不同程度上遇見了高壓鹽膏層。這類井施工的關鍵就是要對巖層上部地層進行先期的承壓堵漏，讓它的承壓能力能夠滿足鹽膏層使用高密度要求，從而保證鉆井和下管的過程安全。

1 鹽膏層的定義及特點

經過鉆探發現，我國的鹽膏層分布比較廣泛，埋藏的比較深。所謂的鹽膏層就是指由巖鹽和石膏組成的地層，它主要分布在第三系，石炭系和寒武系地層，是湖陸和濱海相沉積而形成的。

每種物質都有它自身的特性，鹽膏層也不例外。它的特點主要表現在四個方面，第一，鹽膏層的強度很低，一般是5-16MPa；第二，它的泊松比較的高，有的甚至接近0.5；第三，如果溫度升高，那么鹽膏層的強度和彈性模量將會減小；第四，鹽膏層的蠕動變率如果增加了，那么溫度和應力水平就會升高。石炭系的鹽膏巖由于埋藏的比較深，厚度比較大，壓力比較高，層次變化大，塑性變形比較嚴重，容易發生垮塌事件，從而導致固井難度增加。所以我們必須提高鹽膏層固井技術。

2 鹽膏層特點影響固井質量

（1）平衡層壓力影響鹽膏層。由于鹽膏層具有塑性的特點，上地層的壓力比較高，所以必須使用鉆井液來平衡鹽膏層的壓力。然而鉆井液遇到鹽膏巖它的密度就會發生變化，從而給固井工作帶來難度。首先要有高密度的水泥漿來穩定水泥凝固過程中遇到的壓力。而要使水泥漿的密度高于鉆井液的密度，就有一定的難度。其次，鉆井液和水泥漿的密度流動性比較差，施工的壓力比較高。所以，平衡層壓力的平衡對鹽膏巖固井比較重要。

（2）水溶性和可塑性影響固井作業。受鹽膏層水溶性和可塑性的影響，固井過程中使用的水泥漿比較容易被污染，水泥漿一旦被污染，那么它的流動性必定會降低，稠化時間也會縮短，從而給固井作業帶來威脅。

（3）縮徑影響固井質量。由于鹽膏層在鉆井過程中不同程度的縮徑，會導致井壁坍塌，井眼質量也隨之變差。如果縮徑，那常規的套管扶正器下井就比較困難，不適合套管居中，這樣以來就會增加固井頂替效率的難度，從而影響固井的質量。

（4）蠕動性影響套管強度和壽命。鹽膏層蠕動就會破壞水泥環，致使套管擠毀變形，從而影響后續作業的正常進行，降低油井的壽命，甚至會導致油井報。

3 鹽膏層固井技術措施

（1）合理設計井身結構。通過研究發現，鹽膏巖的蠕動就會致使它的塑性流動，或遲或早就會使井壁周圍的地層向井眼的中心地帶擠壓，而地層上的覆壓力會作用在套管上。在活躍地帶，覆壓力作用于套管上，地層覆壓力隨著深度會變得越來越大，而套管承受的實際壓力的程度小于上覆地層所帶來的壓力，從而導致套管自身的強度很難抵御上覆地層的外擠力。所以在設計鹽層井的機構時，第一要考慮套管的受擠壓強度，采用厚壁套管、雙層組合套管等。套管的強度設計要從單軸應力設計、雙軸應力設計轉換為三軸應力設計，因為三軸應力設計的拉伸、外擠、內壓的承受力要高于單軸應力設計、雙軸應力設計。第二，為了確保鉆穿鹽膏層過程中的安全性，上層技術套管盡最大可能的處在復合鹽層頂部，與低壓地層有一定的距離。

（2）加大鹽膏層蠕變速率的檢測和控制。在下套管或測井之前，應該對鹽膏層的入編速率進行檢測，從而確保套管順利的下入，與此同時也能確定水泥環可以使用的時間。其次，還要調整鉆井液的性能，對蠕變有一定的抵抗能力，從而使套管順利下入。

（3）合理的環空液柱組合。合理的環空液柱組合對長裸眼、長封固段的鹽膏層固井尤其的重要。為了設計合理的環空液住組合，我們首先要考慮水泥侯凝是否失重。水泥漿在進入環空后，會由液態向固態轉化，同時沒有了傳遞液柱壓力的能力，從而導致水泥漿失重。如果水泥漿的上部過早的發生失重，那么下部的油、氣、水就會竄流，從而導致水泥環的質量更差。所以長封的固段古井應該使用雙凝或者多凝的水泥漿柱組合，延遲水泥漿的稠化時間，讓水泥漿有下向上的分段凝固。

（4）平衡壓力固井設計。平衡壓力固井就是注水泥漿過程中環空液住組合的壓力要小于薄弱地層的破裂壓力，在凝固失重時油氣不會侵竄。所以，應該計算施工過程中環空靜液柱的壓力和流動阻力，，確定液體的流態以及施工過程的動壓力變化，以達到平衡固井。

（5）提高套管的居中度和頂替效率。鹽膏層固井過程中套管是否居中，尤為的重要。鹽膏層容易出現縮徑或者是井眼嚴重擴大的情況，降低它的頂替效率，從而導致水泥環質量下降。所以，要盡最大的可能是套管在井眼中居中，從而致使套管負荷就會均勻分布，減少套管的損失。

由此可見，在固井之前，首先，要做好準確分析鹽下井的地質構造的特點，從而制定對應的高溫抗鹽水泥漿體系；其次，要根據實驗數據對水泥漿體系進行添加水泥添加劑；最后，要制定出合理的固井技術措施，以達到油田開發工程的順利進行，達到最高的經濟效益。

4 鹽膏層固井技術的應用案例

隨著科技的發展，社會的需求，鹽膏層固井技術被廣泛的運用，現在以阿姆河右岸B區鹽膏層固井技術的運用為例進行研究。土庫曼斯坦國朱市東北方和烏茲別克斯坦國交界處，有一個叫阿姆河盆地的地方。它的東北部油氣富氣能源比較豐富，距今為止，已經發現了130多個油氣田，于是人類開始在此勘探。在勘探過程中，鹽膏層固井技術被運用著。在開發的初期，這里經常發生工程事故，但是經過一系列的研究與變動，鹽膏層固井技術的運用越來越精湛，工程事故也就越來越少。由此可見，鹽膏層固井技術對于油田開發起著至關重要的作用。

5 結束語

由以上分析可以發現，鹽膏層強度的大小、縮徑的程度、蠕變等特點，對油田開發的鉆井和固井的質量有著巨大的影響。因此，在油井開發過程中，要做好合理設計井身結構、加大鹽膏層蠕變速率的檢測和控制、合理的環空液柱組合、平衡壓力固井設計、提高套管的居中度和頂替效率等工作，以此來減少油井開發工程的突發事故，從而增加企業的經濟效益。

參考文獻：

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