固井質(zhì)量的影響因素分析

任麗華(勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司固井公司,山東 東營(yíng) 257000)

固井是石油鉆采工程的重要步驟，通過固井作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)套管的固定，形成穩(wěn)定的油氣流通通道。影響固井質(zhì)量的因素較多，各個(gè)因素之間相互影響，而且貫穿于整個(gè)固井作業(yè)過程中。通過對(duì)影響固井質(zhì)量的因素分析，得到各個(gè)因素對(duì)于固井質(zhì)量的影響機(jī)理，進(jìn)而得到各個(gè)影響因素對(duì)固井的影響程度，進(jìn)而對(duì)固井整個(gè)過程進(jìn)行良好的分析，全面的認(rèn)識(shí)，不斷提高固井的質(zhì)量和效率，保證原油鉆采工作的正常進(jìn)行。

1 影響固井質(zhì)量的因素分析

首先鉆井的井眼條件會(huì)影響到固井質(zhì)量。井的類型會(huì)較大的影響固井質(zhì)量，例如井型為直井還是定向井、還是多分支井，這些都會(huì)影響固井的質(zhì)量。井類型不同，井眼軌跡等參數(shù)不同，在注水水泥過程中，水泥的流動(dòng)速度和流動(dòng)的阻力不同，因此會(huì)影響到固井的質(zhì)量。井眼質(zhì)量也會(huì)影響固井質(zhì)量，井眼表面是否平整，直徑大小是否穩(wěn)定，將會(huì)影響套管的下入質(zhì)量，井眼的質(zhì)量越好，表面越平整，下入套管越順利，而且套管的居中性好，所以井眼的質(zhì)量會(huì)影響到注水泥效率，影響固井的頂替效率。井眼的環(huán)空間隙是影響固井質(zhì)量的重要因素，井眼的環(huán)空間隙小，注入的水泥在井筒環(huán)空中的流動(dòng)速度快，水泥流動(dòng)的環(huán)空阻力大，水泥頂替的效率受到影響，進(jìn)而影響水泥的注入質(zhì)量。而且環(huán)空間隙小，固井后形成的水泥環(huán)的厚度較薄，水泥凝固后形成的水泥石強(qiáng)度受到影響。井眼的深度、壓力和溫度等因素會(huì)影響到水泥的流變性和凝固過程，高溫高壓條件下，水泥凝固后的強(qiáng)度等參數(shù)都會(huì)受到影響，因此溫度和壓力對(duì)固井質(zhì)量的影響較大。

在固井過程中，固井水泥漿一方面和套管膠結(jié)形成凝固面，另一方面和地層膠結(jié)形成凝固面，水泥漿和套管膠結(jié)性能通常較好，但是與地層的膠結(jié)受到地層性質(zhì)的影響較大，如果地層巖性適合與水泥漿膠結(jié)，則膠結(jié)質(zhì)量較好，固井的質(zhì)量也較高，如果地層巖性和水泥漿膠結(jié)差，將會(huì)嚴(yán)重的影響固井的質(zhì)量，因此地層性質(zhì)對(duì)于固井的質(zhì)量影響較大。由于地層中的流體直接和固井水泥環(huán)相接觸，隨著地層流體和水泥環(huán)長(zhǎng)時(shí)間的接觸，地層中的流體會(huì)對(duì)水泥環(huán)產(chǎn)生腐蝕作用，導(dǎo)致固井水泥環(huán)的強(qiáng)度受到影響，力學(xué)穩(wěn)定性也將變差，長(zhǎng)時(shí)間后水泥環(huán)的密封性將會(huì)受到影響。地層中氣體的氣竄也會(huì)影響固井的質(zhì)量，如果存在氣竄現(xiàn)象，在固井過程中，進(jìn)入水泥漿中氣體，會(huì)導(dǎo)致水泥環(huán)中出現(xiàn)空洞，嚴(yán)重的影響固井水泥環(huán)的強(qiáng)度，導(dǎo)致固井質(zhì)量的下降。固井作業(yè)完成后，隨著油水井壓力和溫度等工作參數(shù)的變化，固井的質(zhì)量也會(huì)發(fā)生變化。例如完成固井作業(yè)后，如果井筒內(nèi)的溫度發(fā)生變化，將會(huì)影響固井水泥環(huán)的力學(xué)性能，導(dǎo)致水泥環(huán)強(qiáng)度下降。嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致水泥環(huán)強(qiáng)度的失效。固井水泥環(huán)的化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化也會(huì)影響到固井的質(zhì)量，例如地層中流體的變化，如果地層中流體中含有的腐蝕介質(zhì)增多，腐蝕介質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間和水泥環(huán)作用，將導(dǎo)致水泥環(huán)的性能下降，影響井筒的密封性和固井的質(zhì)量。鉆井液的性能也會(huì)影響固井質(zhì)量，在鉆井過程中，鉆井液和井壁之間會(huì)形成一層泥餅，泥餅的性能將會(huì)影響水泥密封的質(zhì)量，如果泥餅的膠結(jié)性能好，很好的連接了井壁泥餅和水泥環(huán)，將會(huì)有效提高固井的質(zhì)量。鉆井液的流動(dòng)性能對(duì)固井的頂替效率影響較大，鉆井液的流動(dòng)性能好，在固井過程中，固井水泥漿驅(qū)替鉆井液的阻力小，鉆井液能夠及時(shí)的從井底反排出井口，提高固井頂替效率。

水泥漿的性能對(duì)固井質(zhì)量的影響較大。固井水泥漿具有多種體系，不同的水泥漿體系可以滿足不同井眼條件，但不同的水泥漿體系組成不同，因此膠結(jié)質(zhì)量、頂替效率等也會(huì)發(fā)生不同。固井水泥漿要具有良好的穩(wěn)定性，水泥漿的性能隨著時(shí)間等其他參數(shù)的變化，不會(huì)發(fā)生較大的變化，固井后形成的整體水泥環(huán)結(jié)構(gòu)上，要保證水泥石的密度差小，密度差越小，固井水泥環(huán)的穩(wěn)定性越高，良好的水泥漿穩(wěn)定性是安全施工，提升固井質(zhì)量的基礎(chǔ)。固井水泥漿的流變性對(duì)固井的頂替效率影響、頂替速度、流動(dòng)狀態(tài)等影響較大。提高固井水泥漿的流動(dòng)性能，可以更好地提升固井的頂替效率。選擇合理的水泥漿凝固時(shí)間，保證注水泥施工順利完成的條件下，盡量的縮短水泥的凝固時(shí)間，提升固井的而質(zhì)量。

2 結(jié)語(yǔ)

固井的質(zhì)量直接影響后續(xù)油水井能否正常生產(chǎn)運(yùn)行，因此需要不斷的提高固井的質(zhì)量。

井眼質(zhì)量越好，表面越平整，下入套管越順利，而且套管的居中性好。井眼的深度、壓力和溫度等因素會(huì)影響到水泥的流變性和凝固過程，高溫高壓條件下，水泥凝固后的強(qiáng)度等參數(shù)都會(huì)受到影響。隨著地層流體和水泥環(huán)長(zhǎng)時(shí)間的接觸，地層中的流體會(huì)對(duì)水泥環(huán)產(chǎn)生腐蝕作用，導(dǎo)致固井水泥環(huán)強(qiáng)度受到較大影響，力學(xué)穩(wěn)定性也將變差。鉆井液的流動(dòng)性能好，在固井過程中，固井水泥漿驅(qū)替鉆井液的阻力小，鉆井液能夠及時(shí)的從井底反排出井口，提高了固井的頂替效率。

[1]劉崇建,張玉隆,等譯.國(guó)外油井注水泥技術(shù).四川科學(xué)技術(shù)出版社,1992.

[2]張宏軍,楊啟偉.勝利油田固井技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].鉆采工藝，2010(05).

[3]郭昭學(xué),李早元,雷俊杰,段長(zhǎng)春.國(guó)內(nèi)目前固井面臨的新問題及發(fā)展方向[J].鉆采工藝，2007(04).