海上油田小间隙环空固井技术及应用

李季（中海油田服务股份有限公司油田化学事业部深圳作业公司，广东 深圳 518000）

现如今，在社会经济不断发展的环境与背景下，国家以及社会对于石油资源的需求在不断增加。为了能够有效的满足人们日益增长的物质文化需求，加大对海洋石油资源的开发和利用是目前唯一且有效的途径。由于海上地质条件比较复杂，在开采石油的过程中会遇到很多复杂的问题或者困境，开采的成本很高，这对于海上油田开采单位经济效益的提升是非常不利的。因此，为了能够更好地节约海上油田开采成本，提高海上油田开采的效率与水平，加强对小间隙环空固井技术的研究、开发和应用是非常有必要的。加强对低阻力、低摩擦、低密度、低弹性模量的水泥浆体系的研究和利用，保障小间隙环空水泥环的完整力学，有效的解决海上油田开采过程中产生的很多问题，促进海上油田开采成本更好节约、开采效率的更好提升。

1 海上油田小间隙环空固井技术重难点分析

在开采海上油田时，为了能够增效降本，加强对井身结构的优化、从整体上对井眼以及相应套管的尺寸进行缩小，能够有效的降低钻井成本，但是也会给海上油田小间隙环空固井带来很大的技术性困难，在小井眼固井空间窄、储层小间隙等方面的问题越来越多、难度越来越大，从长远来看，不利于海上油田开采质量与水平的更好提高。下面对海上油田小间隙环空固井技术重难点进行有效的分析与研究：

1.1 保障不了套管的居中度

在开采海上油田时，由于对井身结构、井眼及其套管尺寸进行了优化与调整，使得套管与井壁之间的间隙变得很小，扶正器没办法下入或者下入存在很大的困难，导致保障不了套管的居中度。与此同时，由于套管偏心而导致的窄边钻井液无法顶替的问题以及水泥浆窜槽问题都会对顶替的效率与水平产生非常大的影响，还容易造成桥堵以及蹩泵的问题，增加了注替的压力。

1.2 较大的环空摩阻

在海上油田钻井的总压力损害当中，小间隙环空压力损耗的占比要大于70%，且由于受到增大的小间隙环空压力损耗的影响，大大的增加了液柱当量密度，因而在顶替的时候就容易导致地层压裂，从而产生井漏、水泥浆低返的技术难题。

1.3 小排量顶替低效率

在优化海上油田井身结构、井眼尺寸等过程中，小间隙环空顶替的循环压力耗费较大，流动的阻力很大，因此，为了能够将泵压进行有效的降低，智能运用小排量来顶替，但是小排量顶替不能够紊流，导致顶替出现低效率的问题。

1.4 水泥浆与水泥石力学性能方面的问题

在小间隙环空流体流动的过程中，整体的通道会逐渐边寨、增加了流动阻力、使得泵压升高，这会影响水泥浆的性能，使其流动性变差，摩阻增大，增加蹩泵、桥堵的概率和风险。与此同时，小间隙环空中，水泥环会出现较为显著的变薄问题，降低了水泥石的强度，从而影响了水泥石和套管、地层的胶结品质，直接或者间接的增加了海上油田钻井的技术难度。

2 海上油田小间隙环空固井技术研发及运用方略探究

为了能够更好地解决小间隙环空固井技术相关难题，强化对水泥浆体系的研发及应用，不断降低摩阻和密度。同时加强对固井配套工艺的研发和创新，不断解决套管居中问题和较低的顶替效率问题，促进海上油田开采效率与品质的有效提高。下面对海上油田小间隙环空固井技术的研究与运用方法、策略进行有效的探究与讨论：

2.1 研发水泥浆体系并评价其性能

在研发水泥浆体系的过程中，我们选择好相关的设备及材料，如流变仪、压力机、天平、密度计、养护釜、稠化仪、量筒、失水仪、三轴实验机以及全尺寸的水泥环破坏模拟装置等。还有常用的消泡剂、缓凝剂、防窜增强剂、胶乳、水泥、隔离液、分散剂等材料，以GB/T19139-2012《油井水泥试验方法》中水泥浆的制备方法为依据，测试其水泥浆的性能。与此同时，在水泥浆体系的外加剂选择上要优先选择低成本的减轻剂；优先选择弹性、耐酸性以及失水控制能力较好的胶乳，其能够对微环间隙以及微小裂缝的发育及形成有很好的抑制作用；优先选择和运用吸附水能力极强的防窜增强剂，其能够使得胶结面得到有效的增加，促进固井界面胶结力、胶结质量得到更好地改善与提高。通过对水泥浆体系相关材料的优先选择，在通过机器设备的有效应用，以此来研发和制作较为健全、性能较高的水泥浆体系，使得该水泥体系具有摩阻地、循环压耗低等特点，促进水泥低返、井漏等问题得到更好地防止和解决。同时按照GB/T19139-2012《油井水泥试验方法》，并结合海上油田钻井的特点以及井身结构来配比材料，具有失水低等优势，能够对较差流变性的问题进行避免和解决。此外，新研发的水泥浆体系的防气窜性能以及沉降稳定性能很好，使得小间隙环空固井中对水泥石性能、水泥浆性能较高、环空摩阻较大等问题得以更好的优化和解决，为海上石油的更好钻采提供良好的基础和保障，促进海上石油钻采效率得到更好地提高。

2.2 重视固井配套技术的研究及应用

除了要解决小间隙环空固定中摩阻大等困难，还要对低顶替效率、套管居中等难点进行考虑和研究。我们可以从固井配套的相关工艺或者技术入手，强化对固井配套技术的研发和应用，从而更好地解决套管居中难题，提升顶替的效率。井眼净化工艺是一种具有较好胶结质量、较高顶替效率的小间隙环空固井技术。加强对隔离液的研发，并对高效率的冲洗液体系进行有效的筛选，从而更好地实施和开展固井前的井眼净化工作。而隔离液的构成主要是由一些高分子材料、无机材料以及一些生物合成胶混合而成。隔离液在水化之后，耐温性能、稳定性能以及悬浮能力都比较强。经过大量的实践可知，当水泥浆被隔离液体系污染后，浆体依然具备很强、很好的流动性，且没有出现沉降、结块等问题，这有效解决了之前水泥浆被隔离液体系污染后产生豆腐渣状的沉淀以及沉降等问题。

与此同时，除了对井眼净化工艺开展深入且全面的研究、开发和利用之外，海上石油钻探公司也要重视套管居中问题的有效解决。而在面对套管居中问题时，为了能够促进小间隙环空固井的效率和质量得到更好地保障，重视套管居中问题的解决，最大化的安放扶正器，但是要在套管安全下入不受影响的基础之上，运用更多的扶正器来最大程度的推动套管居中度的有效提升，并推动注水泥顶替效率得以更好地保证。通常情况下，在扶正器的选择上，我们一般选择与套管尺寸相匹配的一体化弹性扶正器，这样能够更好地解决套管居中问题，促进海上油田石油钻采效率的有效提升，推动海上油田企业经济效益、生产效率得到双向提升。

3 结语

综上所述，近些年来，随着经济的快速发展，对于石油资源的需求量也在持续增加，为了能够更好地提升海上油田的开采效率与质量，提升海上石油钻采企业的经济效益，重视对钻井成本的把控以及钻采效率的提高时非常有必要。通过优化钻井井身结构来实现油田企业增效降本是一条非常有效的途径。但是在井深结构得到有效优化之后，井眼以及环空间隙越来越小，这给固井工作带来了更高的技术性难题，如顶替效率低、较大的环空摩阻、套管居中、水泥浆性能以及水泥石性能要求高等，这些都给固井工作带来了很大的困难。而为了能够更好地解决这些技术性难题，加强对井眼净化技术、套管居中工艺的研发和运用，能够有效的解决小间隙环空固井技术所带来的难题，这样既能够保障固井的效率和质量，又能够有效的解决海洋石油钻井的成本和费用，对于海上油田企业经济效益的提升是非常有利，且具有很强的应用、推广价值。