复杂地层固井技术存在的问题与研究方向探析

谭胜伦

摘 要：随着我国油田工业的不断壮大，使得我国固井事业逐渐发展，但在固井作业过程中，由于工作量的繁杂以及当前石油资源勘探的不断开发，使得较多的非常规固井作业越来越常见，从而也导致固井作业中经常会发生一些固井质量不合格以及出现非优质井的情况，为了保证固井的质量，则需要对非常规固井质量的影响因素进行分析，从而为后续的固井作业提供可靠的参考依据，并提出一些可行化的建议。

关键词：复杂地层固井技术;现有问题;固井质量

0 引言

固井就是向井内下入管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业，也是钻完井作业过程中重要的环节，其中包括注水泥和套管。而固井技术是一种结合多学科的综合技术，具有系统性、时间短以及一次性的特点，其目的主要是为了保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水等底层。目前固井作业经常会被用于石油资源勘探的开发，而固井的质量也会明显的影响后期石油资源开采的质量，随着非常规井越来越多，使得复杂地层固井技术的问题逐渐呈现。因此，探究复杂地层固井技术存在的问题十分重要，相关内容如下。

1 调整固井存在的问题

1.1 促凝剂的问题

促凝剂是以缩短凝结的时间，提升早期强度的一种外加剂，常见的品种有甲酸盐、硫酸盐、硝酸盐等等，使用的比例占水泥用量的1%-2%。目前我国大多数的油气田调整井深度都在1000-2500m的范围内，并且该范围内都称为浅井，这类浅井一般都会处于井下温度较低的情况，经过循环后，一般井眼的温度能够维持在50℃左右，不利于固井的平衡力[1]，同时也不利于承重，为了改善这一情况，经常会用到促凝剂。随着固井技术中促凝剂的使用，使得问题逐渐的显露出来。对于使用促凝剂的固井來讲，虽然在一开始使用的时候可以快速的提升水泥石的强度，但是随着时间的推移，这些水泥石的强度会发生变化，会呈现硬度逐渐下降的趋势，最终导致使用促凝剂的水泥石强度在短短几个月后衰减到0的情况，从而影响整个固井的质量。因此，要想保证固井的质量，提升固井的技术，则需要考虑促凝剂的问题。

1.2 油气井水泥自身的问题

油气井水泥自身的问题也是影响固井质量的主要影响因素之一，有些井下地层本身就含有大量的腐蚀性物质，例如：硫化氢、硫酸盐等，如果对于这类井下地层使用一些A级的非抗硫水泥做固井的处理，就会导致后续水泥石出现腐蚀的现象，随着时间的流逝，强度会逐渐的降低[2]，最终导致承重能力减弱，甚至出现失重的现象，严重影响固井的质量，形成严重的不良事件。随着实践的不断推移，有人们发现，在固井的过程中，将30%-40%的高炉矿渣加入到油井水泥当中，可以明显的提升油井水泥的抗腐蚀性，提升水泥石的硬度，并且随着时间的推移，也不会有太大的影响，但是高炉矿渣的使用会使固井过程出现新的问题，例如：调整井的井温温度较低，会延长水泥石的稠化时间以及固化时间，不能满足实际固井的需求，延长整个固井所使用的时间，所以为了更好的改善这个问题，还需要进一步的探究，加强对早凝性良好的矿渣水泥浆体系的研究，提升油井的使用和存在寿命。

2 深井、超深井固井技术的问题

固井的难度与井下的深度有着密切的关系，井下的深度越深，固井的难度就越大，所以对于深井和超深井来讲，完井后的固井工作一直是相关人员关注的问题。同时，随着井下深度的加深，各种固井中的问题也会逐渐的显现出来，例如：井下的温度、压力以及水泥浆的外加剂的抗温性等均会因井下的深度而出现不同的变化，以压力来讲，井下的深度越深[3]，压力会越大，就会导致水泥石的硬度越差，出现逐渐变脆的情况，同时水泥浆的流动性也会变差。在固井的过程中，深井和超深井的水泥浆在上返的过程中遇到较大的剪切力和摩擦力，从而易出现压漏地层的现象，最终影响固井的质量。虽然说在较多的实践当中，已经对固井的方案进行反复的确定，去验证该固井方案的合理性以及可实施性，但是在实际的操作中，经常会因为某一因素的偏差而使得固井的质量难以得到保证，从而给固井的工作带来较大的影响和阻碍。为了保证固井的质量和固井技术的实施，需要日后加强研究的力度，提升固井技术，全方面的分析固井工作中可能受到的阻碍以及偏差出现后的应对措施，以保证固井工作的顺利完成，提升固井的质量。

2.1 高温缓凝剂质量不过关

固井工作中使用的缓凝剂具有较高的抗高温性能，但是却易受到添加量的影响，如果剂量较小，会出现促凝的效果，如果剂量较大，还会出现缓凝过度的效果，所以缓凝剂对于添加量具有较强的敏感性，并且线性范围较小，在实际的操作中，很难良好的把握，从而易出现质量不过关的情况。此外，缓凝剂均存在较高的吸附性，从而会影响水泥浆胶体的电荷[4]，使得游离液增加，促进水泥石的收缩，并且在斜井段经常会产生水带，对地层的封隔效应也会逐渐变差，严重影响着固井质量。

2.2 钻井液对固井质量的影响

钻井液是钻井过程中不可或缺的物质，其关系到深井和超深井能否能够顺利钻井，所以钻井液的质量是需要关注的问题。在实际的工作中，合理的选取钻井液，并进行剂量的调整十分的重要，但是由于实际的操作过程中经常会遇到一些突发的情况以及特殊的地层，使得在钻井的过程中需要提升钻井液的要求，不能仅仅在乎钻井液的性能，还需要保证钻井液性能的调整能力，所以在实际的操作过程中，相关人员经常会选取一些提升钻井液密度和粘度的方法来避免出现地层垮塌现象。但是钻井液的粘度进一步增加会对顶替效果产生严重影响。为了保证下套管以及测井工作的顺利进行，相关人员一般会在钻井液中加入适量的润滑剂，从而提升钻井液当中的含油量，但是这一操作会加重后续的清洗工作，因为加入润滑剂的钻井液很难通过常规的隔离液来清洗干净，从而易降低了后续固井的质量，此外，还有一些企业为了提升自身的经济效益，不看重钻井液的实际性能，也不管钻井液能否满足实际的固井和钻井的需求就开始使用，最终导致非优质井的出现。所以为了提升固井的质量，保证固井流程的顺利进行，还需要对钻井液的黏度以及后续的去除、清洁简单的程度进行评估和分析，以合理的使用钻井液，全面提升固井质量。

3 未来固井材料技术需求

目前国内可采储量中有 50%左右为裂缝性储层，钻井以及固井施工中易漏地层在实际施工中出现的概率会进一步增加，这也对固井防漏堵漏材料提出了更高的要求，随着石油开采事业的增多，使得井下开采工作也提升，而这些井下作业一定要保证水泥增韧材料的质量，而对于一些深井、调整井、高压气井来讲，还必要要使用大量的水泥晶体类的膨胀材料，目前我国低压低渗透油气藏储量十分丰富，在针对这些油气藏进行开发的过程中要应用到大量高性能低密度固井材料;而在稠油油藏以及含有大量腐蚀性介质油藏开发力度不断增加的前提下，抗温耐腐蚀固井材料的需求也在不断增加。为此，在以后的工作中，需要以长远的利益和开发需求为基础，从提升固井质量的角度出发，提升固井技术和材料，以有效控制固井的整体质量。

4 结语

对于复杂地层来件，固井流程是一个非常复杂的过程，其中涉及的固井技术存在较多的问题，我们必须给予这些问题高度的重视，并且分析原因，加强研究，从各个方面进行改善，最终保证固井的质量。

参考文献：

[1]齐奉忠，冯宇思，韩琴.国内外固井技术发展历程与研究方向[J].石油科技论坛，2018，37（5）：35-39，44.

[2]孙宝江，王雪瑞，王志远，等.控制压力固井技术研究进展及展望[J].石油钻探技术，2019，047（003）：56-61.

[3]赫修民.大庆油田复杂地层压力分析及侧斜井固井技术研究[D].杭州：浙江大学，2011.

[4]龙晓蕾.超深井复杂地层固井技术研究与应用[J].今日科苑，2010，000（006）：P.41-41.