油田固井施工质量控制探讨

2023-03-05

引言

为了隔离层间和保护套管, 会在井壁和套管之间注入水泥浆, 我们把在水泥浆和井壁套管之间的施工技术称为固井技术。在现实工程操作过程中, 固井技术的高低是影响油田固定质量最为关键的因素, 这甚至影响到石油质量的保护以及油井的使用寿命。所以在开展固井工作的过程中应特别注重固井技术和固井措施的选用, 在工作开展的每个阶段都应该有严谨管理, 涉及到使用的材料及设备都应该有统筹的规划。为了减小石油开采对环境的影响, 也为了提高石油开发质量, 固井工作面临严峻挑战, 故需尽快提升油田固井技术

一、固井作业中的技术难题

水泥环质量不高, 导致层间水层、气层、油层相互穿通, 水泥浆流入油层, 致使油层甚至油井失去控制;套管不能到达预定深度, 可能原因为井漏造成的下管过程中出现卡套管现象。水泥返高不够, 不能对地层进行有效隔离, 致使环空流速降低, 导致顶替效率下降, 从而影响胶结质量;井下漏失是造成固井质量低或致使固井失败的最主要原因, 而对于处于开发后期的老油田而言, 固井漏失主要是因为人为因素造成的地层开裂。

二、油田加强固井质量的主要技术

1. 固井液固井技术

固井液技术即是在不影响钻井液性能条件下, 通过添加高炉淬渣或者水化类材料优化原有钻井液配方的技术。固井技术采用UF钻井和MTC固井方法使钻井液与固化液的之间的、相容性得到有效提升, 因此这也就解决了以往固井水泥浆与钻井液之间不兼容、相容的难题, 并且其能够保证多层界面之间很好的胶结与隔断, 特别是第二层胶结效果良好, 从而大大较少了水流体与油气之间的互相流动, 还有就是其能够提升激活剂的扩散与渗透从而促进泥浆加固。把固井液和普通的油井水泥浆的性能进行对比分析, 不难得出结论:通过添加辅助剂固井液能够实现优异的性价比, 并让其具备发展强度较快、失水较低、环保耐污染性、沉稳性能较好等特点。目前国内固井液技术有了长足发展, 鉴于其在环保方面的有效改善, 即解决了废气钻井液排放对环境造成的污染这一难题, 其现已基本上取代了顶替技术。

2. 水平固井技术

对于水平固井应特别关注井注水泥存在的以下问题:要尽量控制好游离水, 消除游离水或尽量降低其含量;采用高性能水泥, 其应可以兼容钻井液、冲洗液、水泥浆和隔离液等并有效发挥其功能;要进行合理有效的流变学设计, 要能够有效的平衡地层压力与空隙压力, 最大程度的实施紊流替代, 并且建议在小井眼中尽可能多采用AMPJ体系水泥方法;环空应注重保持清洁。

3. 泡沫固井技术

泡沫固井技术的充气方法有有两种比较实用, 一种常规泡沫方法是机械充气而形成的泡沫水泥。另一种是化学制剂在水泥浆中加入其它外加辅助剂, 通过化学反应产生的氮气, 而形成的匀化较为稳定的泡沫水泥。泡沫水泥浆其有如下优点:比以往的水泥浆抗压强度高;密度较低, 低密度有利于加强水泥浆的质量与效率, 这是由于泡沫水泥浆较高的胶着粘度, 可以取代不易流动的泥浆;在高温高压的前提下, 相对以往的水泥石其具备高温稳定性与更好的韧性, 从而能够在深井中固井作业;由于本身具有可压缩的性质, 所以, 能够补偿将水泥浆的胶凝失重, 从而能防止气窜现象发生;同样其成本较低, 比以往的水泥浆经济成本低30%左右。

4. 深层高温高压固井方法

随着现代油田质量要求越来越高, 对于固井技术要求也越来越高。现代固井技术要求新工艺和新技术的配置能够结合现场试验和现实施工技术, 从而实现高的固井施工质量。套管加强设计是针对深井的底层以及地质以及钻井工程中的实际情况采取的必要措施:对于在深井高温和高压下条件下套管出现的附件密封问题使用套管浮箍可以进行有效解决;改造后的扶正器可以解决深井作业中套管扶正的难题, 采用合适的作业手段能够大大的提高顶替效率;为避免泥浆透漏进入油气层污染石油, 建议在固井时采用密度相对低的水泥。