海上油田小間隙環空固井技術及應用

李季（中海油田服務股份有限公司油田化學事業部深圳作業公司，廣東 深圳 518000）

現如今，在社會經濟不斷發展的環境與背景下，國家以及社會對于石油資源的需求在不斷增加。為了能夠有效的滿足人們日益增長的物質文化需求，加大對海洋石油資源的開發和利用是目前唯一且有效的途徑。由于海上地質條件比較復雜，在開采石油的過程中會遇到很多復雜的問題或者困境，開采的成本很高，這對于海上油田開采單位經濟效益的提升是非常不利的。因此，為了能夠更好地節約海上油田開采成本，提高海上油田開采的效率與水平，加強對小間隙環空固井技術的研究、開發和應用是非常有必要的。加強對低阻力、低摩擦、低密度、低彈性模量的水泥漿體系的研究和利用，保障小間隙環空水泥環的完整力學，有效的解決海上油田開采過程中產生的很多問題，促進海上油田開采成本更好節約、開采效率的更好提升。

1 海上油田小間隙環空固井技術重難點分析

在開采海上油田時，為了能夠增效降本，加強對井身結構的優化、從整體上對井眼以及相應套管的尺寸進行縮小，能夠有效的降低鉆井成本，但是也會給海上油田小間隙環空固井帶來很大的技術性困難，在小井眼固井空間窄、儲層小間隙等方面的問題越來越多、難度越來越大，從長遠來看，不利于海上油田開采質量與水平的更好提高。下面對海上油田小間隙環空固井技術重難點進行有效的分析與研究：

1.1 保障不了套管的居中度

在開采海上油田時，由于對井身結構、井眼及其套管尺寸進行了優化與調整，使得套管與井壁之間的間隙變得很小，扶正器沒辦法下入或者下入存在很大的困難，導致保障不了套管的居中度。與此同時，由于套管偏心而導致的窄邊鉆井液無法頂替的問題以及水泥漿竄槽問題都會對頂替的效率與水平產生非常大的影響，還容易造成橋堵以及蹩泵的問題，增加了注替的壓力。

1.2 較大的環空摩阻

在海上油田鉆井的總壓力損害當中，小間隙環空壓力損耗的占比要大于70%，且由于受到增大的小間隙環空壓力損耗的影響，大大的增加了液柱當量密度，因而在頂替的時候就容易導致地層壓裂，從而產生井漏、水泥漿低返的技術難題。

1.3 小排量頂替低效率

在優化海上油田井身結構、井眼尺寸等過程中，小間隙環空頂替的循環壓力耗費較大，流動的阻力很大，因此，為了能夠將泵壓進行有效的降低，智能運用小排量來頂替，但是小排量頂替不能夠紊流，導致頂替出現低效率的問題。

1.4 水泥漿與水泥石力學性能方面的問題

在小間隙環空流體流動的過程中，整體的通道會逐漸邊寨、增加了流動阻力、使得泵壓升高，這會影響水泥漿的性能，使其流動性變差，摩阻增大，增加蹩泵、橋堵的概率和風險。與此同時，小間隙環空中，水泥環會出現較為顯著的變薄問題，降低了水泥石的強度，從而影響了水泥石和套管、地層的膠結品質，直接或者間接的增加了海上油田鉆井的技術難度。

2 海上油田小間隙環空固井技術研發及運用方略探究

為了能夠更好地解決小間隙環空固井技術相關難題，強化對水泥漿體系的研發及應用，不斷降低摩阻和密度。同時加強對固井配套工藝的研發和創新，不斷解決套管居中問題和較低的頂替效率問題，促進海上油田開采效率與品質的有效提高。下面對海上油田小間隙環空固井技術的研究與運用方法、策略進行有效的探究與討論：

2.1 研發水泥漿體系并評價其性能

在研發水泥漿體系的過程中，我們選擇好相關的設備及材料，如流變儀、壓力機、天平、密度計、養護釜、稠化儀、量筒、失水儀、三軸實驗機以及全尺寸的水泥環破壞模擬裝置等。還有常用的消泡劑、緩凝劑、防竄增強劑、膠乳、水泥、隔離液、分散劑等材料，以GB/T19139-2012《油井水泥試驗方法》中水泥漿的制備方法為依據，測試其水泥漿的性能。與此同時，在水泥漿體系的外加劑選擇上要優先選擇低成本的減輕劑；優先選擇彈性、耐酸性以及失水控制能力較好的膠乳，其能夠對微環間隙以及微小裂縫的發育及形成有很好的抑制作用；優先選擇和運用吸附水能力極強的防竄增強劑，其能夠使得膠結面得到有效的增加，促進固井界面膠結力、膠結質量得到更好地改善與提高。通過對水泥漿體系相關材料的優先選擇，在通過機器設備的有效應用，以此來研發和制作較為健全、性能較高的水泥漿體系，使得該水泥體系具有摩阻地、循環壓耗低等特點，促進水泥低返、井漏等問題得到更好地防止和解決。同時按照GB/T19139-2012《油井水泥試驗方法》，并結合海上油田鉆井的特點以及井身結構來配比材料，具有失水低等優勢，能夠對較差流變性的問題進行避免和解決。此外，新研發的水泥漿體系的防氣竄性能以及沉降穩定性能很好，使得小間隙環空固井中對水泥石性能、水泥漿性能較高、環空摩阻較大等問題得以更好的優化和解決，為海上石油的更好鉆采提供良好的基礎和保障，促進海上石油鉆采效率得到更好地提高。

2.2 重視固井配套技術的研究及應用

除了要解決小間隙環空固定中摩阻大等困難，還要對低頂替效率、套管居中等難點進行考慮和研究。我們可以從固井配套的相關工藝或者技術入手，強化對固井配套技術的研發和應用，從而更好地解決套管居中難題，提升頂替的效率。井眼凈化工藝是一種具有較好膠結質量、較高頂替效率的小間隙環空固井技術。加強對隔離液的研發，并對高效率的沖洗液體系進行有效的篩選，從而更好地實施和開展固井前的井眼凈化工作。而隔離液的構成主要是由一些高分子材料、無機材料以及一些生物合成膠混合而成。隔離液在水化之后，耐溫性能、穩定性能以及懸浮能力都比較強。經過大量的實踐可知，當水泥漿被隔離液體系污染后，漿體依然具備很強、很好的流動性，且沒有出現沉降、結塊等問題，這有效解決了之前水泥漿被隔離液體系污染后產生豆腐渣狀的沉淀以及沉降等問題。

與此同時，除了對井眼凈化工藝開展深入且全面的研究、開發和利用之外，海上石油鉆探公司也要重視套管居中問題的有效解決。而在面對套管居中問題時，為了能夠促進小間隙環空固井的效率和質量得到更好地保障，重視套管居中問題的解決，最大化的安放扶正器，但是要在套管安全下入不受影響的基礎之上，運用更多的扶正器來最大程度的推動套管居中度的有效提升，并推動注水泥頂替效率得以更好地保證。通常情況下，在扶正器的選擇上，我們一般選擇與套管尺寸相匹配的一體化彈性扶正器，這樣能夠更好地解決套管居中問題，促進海上油田石油鉆采效率的有效提升，推動海上油田企業經濟效益、生產效率得到雙向提升。

3 結語

綜上所述，近些年來，隨著經濟的快速發展，對于石油資源的需求量也在持續增加，為了能夠更好地提升海上油田的開采效率與質量，提升海上石油鉆采企業的經濟效益，重視對鉆井成本的把控以及鉆采效率的提高時非常有必要。通過優化鉆井井身結構來實現油田企業增效降本是一條非常有效的途徑。但是在井深結構得到有效優化之后，井眼以及環空間隙越來越小，這給固井工作帶來了更高的技術性難題，如頂替效率低、較大的環空摩阻、套管居中、水泥漿性能以及水泥石性能要求高等，這些都給固井工作帶來了很大的困難。而為了能夠更好地解決這些技術性難題，加強對井眼凈化技術、套管居中工藝的研發和運用，能夠有效的解決小間隙環空固井技術所帶來的難題，這樣既能夠保障固井的效率和質量，又能夠有效的解決海洋石油鉆井的成本和費用，對于海上油田企業經濟效益的提升是非常有利，且具有很強的應用、推廣價值。