提高石油固井施工质量的技术措施

郝海军

摘 要： 石油固井是油气开发工程中的一项重要施工内容，其具有较高的技术要求且施工工序复杂，并且带有一定的危险性。因此，为了促进我国石油企业的更好发展，必须不断推动石油固井施工技术的有效应用和持续改进。本文以当下我国石油固井施工为切入点，探讨如何通过技术手段提高石油固井施工质量。

关键词： 石油固井;施工质量;技术

【中图分类号】G63 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.218

引言：在石油开采工程中，油气井钻好后就要展开石油固井施工。主要的固井方式是将预拌好的水泥注入油气井中，其目的是封隔井内的油 气、水，防止这三个物质层相互串通，由此保护油气井套管，增加油气井的使用寿命。因此，石油固井施工是一种作业面隐蔽且具有特殊性的建设过程，其受到诸多因素的影响，并且对于施工技术的要求较高。如果在石油固井施工中难以克服关键技术，则就使得固井施工质量难以保证，导致对油气井套管的保护效果不佳，并且带来一定的损失，故而探讨提升油气井施工质量的技术措施具有积极的意义。

1 影响石油固井施工质量的因素

1.1 钻井液的影响

在石油固井的过程中，要使用大量的钻井液，钻井液要根油气井的实际情况进行科学选择。钻井液的组成及各种参数对固井施工质量具有直接影响，因此要慎重选用。

在石油固井施工当中，水泥浆的密度及钻井液的密度对井内的总顶替效应具有直接影响。如果水泥浆的密度明显大于钻井液密度，则就会产生浮力效应，导致两者在井下离析、分层，就达到了固井封隔要求;若钻井液的密度大于水泥浆的密度，则浮力效应就会降低，就不能保证固井施工质量。因此，为了提高固井施工的质量，必须保证钻井液的密度比水泥浆的密度小。同时，在直接层面上，水泥与地层之间的胶结强度也与钻井液有关。如果对钻井液的水分流失合理控制、且钻井液黏性较好，则水泥与地层的胶结效果就会越好，因此要对钻井液的流失、黏性以及其他主要因素进行全面控制，保证石油固井的施工质量。

1.2 地层的影响

石油固井的第二界面是由地层与水泥环形成的，在这一界面中，地层对石油固井的质量具有重要影响。由于地层具有极强的吸水性、渗水性，因此就会在水泥还未凝固的过程中，地层就将其中的大量水分吸走，使得水泥浆因凝结过程失水过快而导致而产生较多的裂隙，导致第二界面的胶结效果不佳，并且可能在后续的钻井作业中被毁坏，导致坍塌等安全事故的发生。另外，在固井作业之前的钻井环节，会对井下及井周围的地层造成不同程度的破坏，使得钻井作业周边的岩层所受的压力增大，并可能导致渗水逐渐增多，如果在后续的固井作业中对此不加考量，不采取有效措施，那么就会造成水泥浆凝结过慢而导致胶结不牢固，不能有效封隔油、气、水层。

1.3 水泥浆的影响

水泥浆是固井施工中所需的主要施工材料，其性能对整个固井质量具有关键的决定性作用。首先，若水泥浆的性能不达标，则会产生分层沉淀现象，从而影响最终的胶结强度;其次，对水泥浆固封长度、上返高度需要进行合理控制，只有这两个指标达到施工标准，才能使得固井施工质量符合要求;再次，要控制好水泥浆的黏性、密度及水灰比等参数，否则固井施工质量难以保证。

除了以上各因素，还有许多影响固井施工质量的其他因素，如井身结构、地层承压强度、裸眼井段长度等因素，以及油气水层自身的性质都会对石油固井施工质量产生明显的影响。

2 提高石油固井施工质量的措施

2.1 优化施工设计

在石油固井施工中，最为核心的内容就是下套管、注水泥这两个阶段。在施工设计时，要按照井身结构的实际情况，设计出相匹配的套管;通过固井岩层的实际特点，设计水泥浆性能;通过对各施工环节及技术、工序的研究，设计出合理的水泥浆凝固时间;通过对井筒实际情形的分析，设计出石油固井施工的最优流程。总之，经过科学合理的设计，固井施工的整体质量才能得以保证。

2.2 严格控制钻井液的性能

在石油固井施工中，钻井液的密度要小于水泥浆的密度，一般而言，在正式固井施工开始前，要通过严格分析，配制符合要求的钻井液，并且在检验钻井液的性能无误后方可在施工中使用。钻井液的密度要控制在不超过1.20可每立方厘米之间，并且要保证切力为0帕，粘度不能低于25秒以，并且失水量不超过5毫升，总体的固井优质率不小于80%。

2.3 提升水泥浆性能

石油固井施工的实践结果表明，采取有效措施控制水泥浆密度对固井施工的质量具有重要作用。首先，要选择性能符合要求的水泥，一般选择防腐性、渗透性好的水泥;其次，在水泥浆的配制时，要将密度控制在1.85克到1.90克每平方厘米，同时为了保证水泥凝结时间适当不可过早稠化，要将失水量控制在100ml左右;再次，要在水泥浆中加入适当配比的外加剂，以减少水泥浆的切力，一般选择二磷酸盐类的外加剂中和水泥浆性能。如此一来就能达到较高地顶替效率。

2.4 加强固井施工管理

在石油固井施工中，只有按照要求进行设计，施工才能保证施工质量。因此要对石油固井施工进行全面监控，保证各施工技术的有效实施，使施工质量达到要求。

对于地层的漏水要采用有效的堵水技术，避免水分过多对固井施工造成不良影响，为水泥浆固结提供良好条件;选择指标优异的水泥，保证水泥强度，避免出现水泥窜槽现象，同时采取先进的防腐技术提升水泥环的性能，减少腐蚀带来的影响。

对长眼裸井的施工设计进行细节上的优化，使用强度较好的水泥并適当增加水泥浆用量，以增加水泥环强度，达到高标准的防窜性、防腐性水泥结构体系，从而石油固井提高施工质量。

3 结语

石油固井施工对油气开采有着重要的基础性作用，因此，为了保证固井施工质量，推动石油开采及石油工业的发展，在石油固井施工中，要进行施工优化设计、严格控制钻井液及水泥浆性能、实现施工技术的全程监督，从各个角度提高固井施工质量，从而为油气开采作业奠定良好的基础，实现石油气的安全、高效开采。

参考文献

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