固井施工环节对固井质量的影响.pdf

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11、l固井施工环节对固井质量的影响李锋庞合善叶雪松(JII庆钻探工程有限公司长庆固井公司陕西西安710006)摘要：本文从固井质量出现的一些问题，结合现场实际情况，阐明了固井施工的特点，分析了影响固井质量的一些基本施工环节，明确了固井施工环节的重要性，使人们从认识上能够重视施工环节，最终达到固井质量优质。关键词：固井施工；固井设备；固井质量固井工程是钻井完井工程中的一个重要环节。油气井固井质量是保证油、气井寿命，提高采收率以及合理开发油气资源的关键技术之一。如何

12、提高油气井的固井质量是目前油气钻井工程所面I临的突出问题，也是提高油井寿命、保证稳产高产的重要措施。本文在分析影响固井质量因素的基础上，提出对固井施工环节的看法，从而才能够提高固井质量，延长油、气井寿命提供了一定的经验。一、因井麓工的日的就是利用固井设备将配制好的水泥浆注入套管外对疏松、易漏、易塌等复杂地层及油、水、气层进行封堵，防止相互窜漏，形成油气通道，控制油气流，以利于安全生产，提高采收率。二、固井施工的特点固井施工的主要内容包括下套管和注水泥两大部分。固井质量涉及的内容比较多，其复杂性和特殊性主要表现在以下几个方面：1．固井作业是一次性工程，其质量不好一般难以补救，即使采用挤水泥

13、的办法补救，却耗时、耗物，造成不必要的经济损失；2．固井作业是一项系统性强的隐蔽工程，其主要流程在井下，施工时风险较大；3．固井质量好坏是影响油气开采和油田寿命长远开发利用的关键；4．固井工程是一项时间性强、费用高、工序内容多、工作量大和技术性强的工程。三、影响固井质量的因素影响油气井固井质量的因素较多，有井下的，也有地面的。这些因素又分别包括很多项内容，而且，有些因素还相互影响。认真分析掌握，对提高固井质量有很大的帮助。1．地层特性。地层特性包括地层岩性、地层压力、地层流体特性等。地层岩性影响水泥与地层之间的界面胶结能力，从而影响水泥环l界面和2界面胶结质量。地层压力的大小直接影响水泥

14、浆体系的性能、环空浆柱的结构、平衡压力注水泥施工的设计，同时影响候凝过程中压稳地层流体、防止窜槽等一系列措施的采取。不同的地层流体特性在水泥浆凝固过程中对水泥浆的侵污不同，妨碍形成优质的水泥环；同时对已形成的水泥石的腐蚀作用不同，从而影响水泥石的长期密封性能。2．井眼状况及井眼结构。由于钻井过程中多种因素的影响，井眼的横剖面成不规则的椭圆形或糖葫芦形，根据流体力学原理知道，在直径改变的地方都会形成只在原地流动而不能向前推进的旋流，因此在固井过程中不管采用多大的顶替排量，都很难将其中的钻井液驱替干净。同时，井眼结构的不同对水泥浆顶替效率具有较大的影响，在定向井、分支井、水平井等弯曲井眼中套

15、管不易居中，极大地改变了顶替过程中环形空间的流速分布，增加了驱替窄边钻井液的难度。而这些残留的钻井液往往和水泥浆不相容，从而严重地影响了水泥浆的胶结，造成窜槽。3．钻井液性能。性能优良的钻井液不仅可提供一个较为规则的井眼，而且还会在井壁上形成薄而韧的滤饼，从而保证了固井质量。但厚而疏松的滤饼会使水泥浆不能直接接触井壁，并在水泥水化过程中脱水粉化，形成微环隙，引起油气水窜，降低了油气井的固井质量。同时，钻井液的流变性影响水泥浆注替过程中水泥对钻井液的推动，从而影响顶替效率。4．人为因素。人为因素主要是指职工的工作责任心以及技术、业务素质。人的因素对固井质量起着至关重要的作用。固井的一切程序

16、都要人去完成，从固井设计、套管及水泥准备、设计、操作以及注水泥施工等，每个环节完成程度的高低，完成质量的好坏，都直接或间接地影响到固井质量。5．固井施工参数及措施。如何确保在注水泥及顶替过程中的作用于地层的环空液柱压力不大于地层破裂压力，是保证多套压力层系条件下保证固井质量的必要条件。这是将裸眼井段中各种压力视为一个压力整体来研究的，包括孔隙流体压力、井眼液柱压力、液体流动阻力等。(1)液体的流动阻力控制钻井液性能的调整，降低静切力和驱动力，降低循环阻力；加大注水泥前置液的用量，充分清洗环空，降低紊流临界排量，增加紊流接触时间，同时也能降低固井施工压力；调整水泥浆流变性降低水泥浆的流动阻

17、力，达到控制施工压力的目的。(2)施工排量的控制：在确保井下安全的前提下，通过控制施工排量，达到最佳顶替效率。经过固井工程设计的计算和模拟分析以及多年的研究应用证明：在目前的井身结构条件下，注水泥排量1．00～1．20m3／min、顶替排量1．50m3／min完全可以满足固井质量的要求。(3)水泥附加量的优选：过多的水泥量附加可能导致实际施工时水泥实际返高超出设计水泥返高过多，造成施工压力的升高，反而会造成井漏，造成水泥的低返，导致