深水地区固井中难点分析及解决对策

赵东睿

（西安石油大学，陕西 西安 710065）

1 深水固井工程的难点

1.1 温度偏低

虽然当前我国相关建设部门一直十分重视深水固定开井建设工程，并且在固井开工的设计过程中充分使用了全新的施工技术设计方式，并且为此投入了大量的技术人力物力和大量财力，但是在具体的固井施工设计过程中仍然普遍存在一些技术难点上的问题。首先说这是温度偏低的实际情况。在一般正常情况下的太阳光照射只能直接照射到属于海水的内部表层，由于大海风浪和高速海流等自然作用的直接影响，会直接导致属于海水的表层热量还在不停的进行交换，但是这样的热量交换作用范围仅限于在一个海平面以下100～400m的海水范围之内。在400m以下的海水范围，温度非常低，想要在这一温度层面上的开展一些相关的深水固体钻井工程施工则是会显得更为困难。通过多年相关的市场调查研究结果显示，这一高温区域的平均温度始终一直保持在5～6℃。由于当地温度偏低，在人们进行建筑施工的后期过程中会容易受到来自外界不同高温程度的变化影响，进而对整个建筑工程的后期施工进度也会造成较大影响。

1.2 水泥浆应用效率不高

首先主要是整个墙体井身的分层结构不合理，导致在墙体套管的施工过程中，很难及时进行分层居中综合处理，这就容易导致墙体水泥和砂浆无法及时进行有效的综合应用。其次，在对一些浅层表面比较松软的砂质地层来说，在浅层钻井的运行过程中可能会直接受到整个浅层井身水气的快速流动有所影响，这样就可能会直接影响整个浅层井身内部结构，进而就会造成摩擦力逐渐增大的一种情况。海洋的水流结构变化十分复杂，对于深水区的海底及其表层来说大多数都是一些比较松软的紊流状态，如果没有采用较大的海洋外力对其表层进行强力施压，则很容易就会出现孔隙的紊流情况，这样就很难真正实现一种紊流梯度顶替或者者说是一种分级式的梯度紊流顶替，水泥和砂浆的广泛应用生产效率自然就再也无法长期得到有效的大大提高。在施工进行深水固定钻井套管工程施工的整个过程中，整个井下套管的内部结构都变得十分复杂，尤其每当是在施工处理地下表层井眼套管和地下井眼之间的套管缝隙时，缝隙往往一般都会比较大，这样就往往会直接导致整个井下的套管位置及其空隙反而往往会不断的减小。以上的所提到的4个主要原因都已经是可能造成当前国内水泥浆实际应用管理效率不高的主要技术问题。相关行业部门如果想要不断逐步提高当前水泥混砂浆的实际应用管理效率，则必须首先要对以上的所提出的4个主要问题及时进行科学有效的分析解决。提高钻井水泥和砂浆的前期应用管理效率不仅能够有效率的提高深水固定钻井管道工程的前期施工管理效率，同时其在施工时的质量也同样能及时得到有效率的保证。

1.3 浅层“水-气”流动

浅层水气的流动问题也是当前在施工过程中遇到的一个难点问题。造成浅层水气流动的问题，主要是由于海底存在一些浅层气、高压层或者是气体水合物的现象。这些现象会直接导致不稳定的分解，进而造成一些过度冲刷的情况，这样就会导致井身出现变形的情况，而且一旦出现淤泥也很难进行清理，再加上水泥浆的应用效率不合理，则直接导致水汽流体在凝结的过程中会出现水泥浆的侵入，这样就会产生残留的情况，此时钻井的安全性就会受到极大影响。

1.4 成本偏高

在进行深水固井工程施工的过程中，会投入大量的人力物力和财力，深水固井的成本要远远高于陆地固井，主要原因是因为海底的环境较为复杂，必须要采取一些特殊的施工材料以及技术，进而就会投入更多的成本。随着经济全球化的发展，海洋保护法变得越来越严格，在进行深水固井工程施工的过程中，要保证零排放，零污染。因此，在具体的施工过程中就必须要提高环保性能，这就需要投入更多的成本。从当前的具体发展情况来看，深水钻井的装置在利用率上高达100%，但同时费用也大大提高，这样就加大了深水固井作业的建设成本，对相关部门造成了一定的经济压力。因此如何在降低成本的同时还能保证环保性，成为了当前需要重点解决的问题。

2 深水固井工程的解决对策

想要不断提高深水固井工程的施工效率，则必须深入了解当前存在的一些施工难点，对施工难点进行科学有效的解决，才能提高整个工程的施工效率。与陆地的作业模式相比，在海底层进行深水固井作业显然难度较高，由于海底层较为松软，破裂的压力较小，而且整个地形条件也较为复杂，则很容易出现一些流体移动的情况，这样就会提高整个工程的施工难度，而且海底的温度较低，施工人员在进行施工的过程中，也会存在一些安全性方面的问题。面对一些施工难点，只有进行科学合理的解决，才能保证整个深水固井工程的施工效率。

2.1 优化水泥浆性能

在我们进行深水施工作业中段操作的施工过程中，由于施工地层的水泥破裂和应力相对较低，想要真正达到良好的地层施工安全目标，则我们需要不断研究减少在深水作业中段时可能会容易出现的一些安全问题，以及防止水泥和砂浆返高的异常现象。因此我们需要尽量采用一些水泥密度较低的其他水泥浆，采用一些密度明显降低的其他水泥和砂浆后才能够有效提高整个工程水泥和砂浆的强度稳定性。整个墙体封固的施工质量也有可能能够得到有效的大大保证，当墙体水泥和砂浆的封固性能能够得到有效的大大优化以后，整个封固过渡期的时间也有可能能够得到有效的大大减少。当这个过渡期的时间大大减少以后，地层和水流体的自然入侵则不可能及时得到有效避免。

2.2 钻井液-固井液一体化

在对当前难点进行解决的过程中，应该重点对钻井液固井液一体化技术进行优化和完善。在进行施工的过程中，应该采用不同类型的钻井液，这样能够有效保证整个水泥浆的水化性能，同时能够有效避免微缝隙窜流情况的出现，同时还能确保整个地层和水泥层之间的胶结构强度非常大，这样能够对松软的地层进行有效的加固，进而更加高效的实施深水固井工程。整个浅层的水气窜流现象也能得到有效的避免。

2.3 优化深水固井工艺

传统的深水固井工艺已经无法满足当前社会发展的需求，想要不断提高整个固井工程的施工效率，则必须要对深水固井工艺进行不断的优化和完善，随着科学技术的快速发展，相关部门应该加快研制小型高性能的混合装置以及精准的测量系统，并且在具体的操作过程中，尽可能实现自动化的控制，这样能够有效加快整个注水泥工艺的发展。

2.4 海洋石油深水完井技术措施。

当后续海洋深水油层钻井技术施工工程结束后，经过油层固井技术施工，达到预先设计的固井施工的技术质量，需要及时进行地上油井与地下油层的技术沟通，选择和制定应用理想的油层完井工程技术施工措施，提高油层完井的施工效率，为保证后续海洋油气井的正常开发生产工作提供技术依据。深水水泥完石固井工程技术的施工难点存在问题主要是固井水泥石的整体凝固程度问题，固水完井技术施工的水泥质量不能完全达到施工设计的质量标准，或者由于固井水泥浆整体凝固的持续时间相对过长，导致深水完井技术施工质量滞后的这种情况时有发生。优选佳的深水固体入井水土和泥浆施工体系，使其有效适应于固井筒内的各种低温降水环境，并有效避免进入浅层气和浅层流，对大量水泥和砂浆进入固井后的施工过程带来不利的环境影响。选择具有侯凝持续时间短、低强度失水性、粒径均匀的优质水泥和砂浆混凝体系，使其能够满足深水固定钻井工程施工的实际需要。如水性膨润土和中低密度土的水泥水砂浆应用体系的推广应用，非水性渗透土的水泥水砂浆应用体系的技术研究和推广应用，都必须能够直接达到深水作业区域水泥井筒和凝固井工程施工的技术质量标准。采用塞流的连续注储层水泥浆和顶替固井技术塞流措施，将储层注入的水泥顶替固井后底部残余的储层水泥浆进行顶替输送出井，避免水泥堵塞送到储层的孔隙，而不会影响输送到储层后续注水井筒的正常生产维护运行。

3 结语

综上所述，随着钻井时代的快速进步发展，科学钻井技术在不断进步，在开展采用深水管道钻井先进技术的应用过程中，应该对我们传统的生产技术以及工艺方法进行不断的创新优化和不断完善，尽可能的多地减少了在成本上的投入，并且我们要充分高度重视环保板的性能。不断努力提高整个建筑工程施工的质量安全性和管理有效性。在具体的钻井发展施工过程中，可以充分借鉴一些国外的施工成功经验和先进施工技术，从而可以促进整个我国石油钻井施工技术事业能够更快得到更好的同步发展，在具体的钻井施工管理过程中可以克服一些施工中的难点，提高整个我国钻井的工作效率和施工质量。