提高頁巖氣井固井質量的相關探討

陳 杰

（大慶鉆探工程公司鉆井生產技術服務一公司，黑龍江大慶163000）

從以前的大量開發開采油田到現在的天然氣的開發勘探，這足以證明人們的保護環境的意識加強。如今，天然氣已是廣泛使用的資源，它可以運用在人們生活中的燃氣、汽車燃料、大城市的供暖等方面。并且天然氣還具有污染少、開采壽命長等特點，因此，其商業價值非常高。本文將講述的頁巖氣就是天然氣資源的一種。

1 頁巖氣水平井固井影響因素分析

1.1 水平井井身質量影響

水平井指的是為了達到某些勘探地層目的井角度接近90°的，一定長度的水平井段稱為水平井。水平井的目的就是用來增大頁巖烴源巖地層的裸露面積，以此來開采頁巖氣。由于水平井本身結構的影響，長期儲存在井內的頁巖會因為浸泡時間過長導致頁巖蓬松、脆弱，有時會出現頁巖層坍塌的危險。因此，水平井本身結構對頁巖氣的開采工作效率具有一定的影響。另外，由于我國水平井技術的欠缺，也會導致影響頁巖氣的勘探效率。例如，鉆井設計的誤差、井眼的錯誤鉆進都會使水平井鉆入出現誤差，導致水平井鉆錯層或者鉆出頁巖烴源巖地層。有時候還會因為水平井專業人員的專業能力的不足也會導致水平井的錯誤鉆入，因此，水平井的固井及提高設計技術對于開采頁巖氣來說是非常重要的步驟。

1.2 水平井下套管難度大

除了水平井本身結構的影響之外，水平井下套管時也會出現某些問題，而導致影響到頁巖氣勘探工作，由于水平井的特殊結構，所以在下套管時不像一般的井那樣容易，尤其是在井角度為接近90°的部位，由于重力等因素，很容易會出現偏差，套管無法確保居中在水平井。為確保套管始終保持在水平井的中心部位，可以通過運用更多的扶正器保證套管的居中位置。除此之外，水平井的特殊結構會在重力的因素之下套管與井壁的摩擦阻力會越來越大，導致套管很難順利套進去。有時會由于摩擦阻力太大套管會在井段的某一處卡殼，前進不了，因此到達不了設計時的目的地，其工作效率也會受到影響。

1.3 水泥漿性能影響

頁巖氣水平井固井的主要材料就是水泥漿，因此水泥漿的質量直接影響著水平井的質量。所以說也間接對頁巖氣的開采工作效率具有一定的影響。水平井制作前，水泥漿必須要達到具體的要求，例如其穩定性、稠密度、析水能力、干燥后的堅固度等等，都必須要達到要求才能進行下一步工作。如果，使用質量不佳的水泥漿來制作水平井的話，在使用過程中很快會出現問題而使用不了。可能會出現頁巖氣上下流竄的現象，這是由于水泥漿的穩定性不足，水平井硬度欠缺而導致的。為解決這種問題可以使用惰性材料來改善水泥漿功能。

2 提升固井質量的技術措施

2.1 套管下入技術

一般在下套管時總會遇到各種麻煩，使得頁巖氣開采工作速度減慢、工作效率降低。企業為了解決這個問題特地對此進行了研究討論，由于水平井自身結構特殊（井角度為接近90°部位和水平井水平階段），套管很難下入。這是由于水平階段或井角度為接近90°部位時由于套管本身的重力會導致套管偏離水平井居中部位，出現偏差錯誤。除此之外，套管重力也會加大套管跟水平井壁之間的摩擦阻力，導致更難下入。針對這種情況，研究人員設計了一種漂浮下套管工具，專門解決上述所說的問題。漂浮下套管工具是通過使套管在水井產生浮力，而減輕套管本身的重力，從而減小了套管與水平井壁之間的摩擦阻力所產生的效果。目前市場上，漂浮下套管工具的使用量與其他工具相比較，略勝一籌。除了漂浮下套管工具能解決套管難以進入水平井問題之外，目前，有些人在使用可旋轉自導式浮鞋來解決問題。它的工作原理是通過旋轉自導式浮鞋來活動套管，解決阻塞問題及偏離水井居中部位的麻煩，可以輕而易舉地糾正過來。除此之外，還有很多辦法工具都可以幫助套管順利達到預測目的地，這兩種是市場及工作場地較多使用的工具。

2.2 調節套管居中度

水平井的套管工作跟其他普通的直井相比，套管時想維持它的居中度更難，這是由于水平井本身的特殊結構造成的，它具有井角度為接近90°部位和水平井水平階段所以套管時很容易受到套管自身的重力，導致偏離水平井的居中位置。并且，固井時對套管的居中度要求非常高，因此水平井進行套管時必須采用輔助工具幫助其保證居中位置。市場中一般采用的都是使用扶正器來固定套管。但是隨著扶正器的使用增多套管與水井壁之間的摩擦阻力也越來越大，長期的磨損會導致設備的破損，因此，專業研究人員必須要設計出一種特殊的扶正器才能保障套管能順利入井。我們常用扶正器是為了確保套管能穩定居中在水井的中心位置而制造的具有彈性且剛度高強的設備。通常由于水井的不同扶正器的形狀也千奇百怪，可以根據自身的情況挑選合適的扶正器。隨著社會的發展和科技的不斷進步，如今的扶正器已經是具備非常高的安全性，可以放心使用。

2.3 提升水泥漿性能

水平井的制作材料直接決定著水平井質量，因此在選擇材料時必須按照合格要求購買。其水平井的基本材料就是水泥漿，使用水泥漿時必須要保證其穩定性、稠密度、析水能力、干燥后的堅固度等等，根據這些特點選取高質量的水泥漿，才會建造高密度的水平井結構。因此，企業工程在制作水平井時對水泥漿的要求非常高。如若，使用質量不佳的水泥漿來制作水平井的話，在使用過程中很快會出現問題而使用不了?？赡軙霈F頁巖氣上下流竄的現象，這是由于水泥漿的穩定性不足，水平井硬度欠缺而導致的。為解決這種問題可以使用惰性材料來改善水泥漿功能。所以，隨著科技的不斷進步，提升水泥漿性能是必不可少的，質量較高的水泥漿制作出來的水平井不僅在使用過程中耐磨損并且它的使用壽命也跟普通的水泥漿做出的水平井相比也要更長。

3 結束語

隨著社會的發展和科技的不斷進步，由于20世紀對石油資源的開采工作過度，導致資源緊缺狀態，促使了人們保護自然的意識。因此，大多數人把目光轉向到污染少、生產時間長的天然氣上。不僅是我國，利用天然氣是全世界現在熱潮，這種能源的開發受到了很多人的追捧。頁巖氣的開發開采對我國資源緊缺時起到非常重要的作用。因此，要不斷地提高對頁巖氣的勘探工作促使我國的經濟發展。其中水平井的性能提高及專業技術能力的增加對頁巖氣開采工作效率也有一定的影響。