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[摘 要]如今的石油钻井工程,对于安全的重视度越来越高,由于石油固井本身所具备的特殊性质,也使得其占据了钻井工程中至关重要的位置。考虑到固井作为属于隐蔽性工程,不仅需要花费大量的资金、工作量,还需要尽量的缩短施工周期。所以,不可避免的在固井作为当中会面临各方面的质量问题,这些就是需要我们注意的区域。
[关键词]石油;固井;质量;对策
中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)01-0357-01
油田由于长期高压注水开采以及部分老井套管破损,造成地下原始压力系统发生了很大改变,纵向剖面上形成多压力层系,层间压力各异,层内压力不平衡,水泥浆很难满足各层压力需求,极易发生油气水窜。而且,调整更新井的相邻井组分布十分密集,其不断注水和采油使得地层中流体相对活跃,在水泥浆凝固过程中很容易侵入井筒,污染水泥浆,影响固井质量。主力油层都不同程度地存在着油水同层、底水活跃、底水推进、水淹、油气水窜、地层压力异常等严重影响油田生产的不利因素。考虑到石油固井存在的各种质量问题的特殊性,就算我们不间断的实施补救措施,也不可避免的会有经济损失的出现,这样对于钻井工程的工期或多或少都会产生工期上的耽误,所以,研究分析固井质量不容忽视。
1.石油固井影响质量的主要因素
1.1 地层岩性对质量的影响
在石油固井中,水泥环和地层作为了第二界面,因此,地层岩性对于固井质量的影响不容忽视。在固井作业当中,考虑到地层构成本身具有较高的吸水性,在水泥凝固期间,就容易流失过多的水分,第二界面之间的胶结程度会受到直接的影响,甚至出现钻井坍塌的局面。由于每一个油井所存在的地层环境各不相同,虽然在初期不会对开采造成影响,但是随着时间的推移,岩层活动局部的压力会不断地增强,由于渗水就可能降低胶结度,最终影响石油固井的质量和稳固性。
1.2 水泥浆对质量的影响
如果水泥浆具有良好的性能,就能够避免分层沉淀的现象出现,并且能够在恰当的時间段内完全的凝固,这样也能够提升固井质量。但是水泥浆能否发挥发挥良好的性能受到了外在因素和自身因素的直接影响。
1.2.1外在因素
外在因素主要包含了水泥浆的环空返速和封固段的实际长度。根据实践数据统计所得,封固段的长度控制在800到1200米之间,水泥浆的固井质量能够达到最佳效果。在注入水泥浆的过程中,环空返速对于顶替的效率也会产生影响,所以,为了提升固井质量,就需要提高环空返速。
1.2.2自身因素
水泥浆的自身因素主要包含了密度、流动性和失水量。提升水泥浆的密度,就会增加流动梯度和浮力,这样有利于固井质量的提升,也有利于顶替钻井液;水泥浆流动性的控制也是关系到固井质量的一大因素,如果注入过快,就可能出现水泥分层沉淀的现象,过慢则会导致注入的难度升高;如果水泥浆失水量过大,多余的水就会渗入到地层,这样会影响到土层的坚硬度,最终影响到固井的质量。因此,为了提升固井的优质率,就需要注重密度、流失量以及流动性三个环节的合理控制。
1.3 钻井液对质量的影响
性能优良的钻井液也是固井作业中不可或缺的一部分。钻井液的密度、失水、粘度以及切力对于固井都会产生影响。
水泥浆密度差和钻井液密度都会影响到顶替效率,我们也将这一现象称之为浮力效应。一旦钻井液的密度较低,如果和水泥浆之间存在较大的密度差,就会出现明显的浮力效应,也会替身固井优质率。通过实验研究,一旦钻井液的密度增大,就会降低浮力效应,固井的整体质量都会受到影响。因此,在其余性能不受到影响的前提下,我们就需要将钻井液的密度适当的降低,才能够确保固井质量;地层和水泥石之间的胶结程度受到了钻井液失水量的直接影响,一旦增加了失水量就会降低胶结率;钻井液的流动性受到了粘度的影响;钻井液的胶凝性能直接反映了切力,切力越高,胶凝性能越高,但是钻井液被代替的难度也会提升。所以,控制好钻井液的切力、失水量和粘度,切力越小,才有利于固井质量的提升。
2 石油固井质量的改进措施
2.1 提升水泥浆的性能
根据多年操作结论得出:水泥浆密度需要控制在1.95~2.0g/cm3,水泥浆的失水量需要控制在100ml之下,并且,如果施工条件允许,水泥稠化的时间也应当尽可能的缩短,避免水泥环受到空气中水分过多的影响。此外,水泥浆的性能也可以通过外部材料的中和来加以控制。
例如:水泥浆的用量加大,可以对失水量进行间接性的控制;为了降低切力这可以加入二磷酸盐,这样可以将顶替效率提高。在技术方面,防腐抗渗水泥浆体系的采用,也可以让其具备早后期膨胀、降低失水量、抗渗、防腐等性质,这样也有利于地层岩性对水泥凝固影响程度的减弱,也可以提升界面之间的胶结度。
2.2 提升钻井液的性能
根据钻井液性能的实际分析,在开展固井作业之前,需要配置低切力、低密度、低失水量、低粘度的钻井液。通过实际经验数据分析所得:密度不能够超过1.20g/cm3,固井的优质率能偶保持在85%之上;钻井液初始的切力和最终的切力需要控制在0Pa,优质率能够提升1%左右;粘度不能够超过25s,也能够提升1%左右的优质率;失水量控制在5-6ml之间,可以保持78%以上的优质率。在技术方面,为了减少泥饼对于固井质量的影响,可以采取低渗透钻井液体系。
2.3 提升工作质量和现场施工监督
随着固井技术的提升,面对固井困难,我们也需要从以下几个方面提升工作质量,做好现场的施工监督管理:
2.3.1 油田领导需要重视固井工作
在钻井工程开展过程中,固井属于最后一道工序,也是油气井完成的最后一道工序。所以,资源的合理利用与保护、环境的保护与友好、油气田的寿命与效果都会受制于固井质量。因此,作为油田领导人需要重视固井过程,关心固井技术,从而为了后续的固井技术的发展提供支持与帮助。
2.3.2 加强现场的施工监督管理
作为一项系统工程,提升固井质量不仅需要固井设计与施工单位关注,同时也离不开钻井、地质以及油藏等单位的关注。想要做好石油固井,就需要通过各方面的相互合作,采取有效的措施,降低每一项可能影响到固井质量的因素。所以,每一个油田都需要制定相应的管理条例,建立质量安全生产体系,并且要指派专业人员进行固井管理,将生产责任落实到具体的人头之上,严格的按照设计单位所提供的设计方案,抓好重点工程、勘探区域、技术攻关、措施落实、施工设计等方面,如此才能够确保固井质量和固井成功。另外,对于水泥、外加剂等原材料的质量也要做好进场把关,严格禁止不符合规格的材料进入施工现场。
3.结论与认识
总之,固井过程中的现场施工环节更是不能马虎,这个环节中人为因素影响最大,更需要我们施工技术人员注意每一个施工步骤,严格按照操作要求执行,才能保证固井质量。无论是材料、环境,还是人为、技术等因素,对于石油固井质量都会产生直接的影响。所以,为了确保石油固井质量,就需要各个环节的完美配合,做好施工准备、施工技术监控以及施工后的总结,才能够达到完善钻井工程的目的。
参考文献
[1] 韩烈祥,向兴华.水平井固井技术新进展[J].天然气工业.2007(12).
[2] 肖华,曾贵蓉.牛圈湖油田复杂井固井技术研究与应用[J].西部探矿工程.2010(10).
[关键词]石油;固井;质量;对策
中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)01-0357-01
油田由于长期高压注水开采以及部分老井套管破损,造成地下原始压力系统发生了很大改变,纵向剖面上形成多压力层系,层间压力各异,层内压力不平衡,水泥浆很难满足各层压力需求,极易发生油气水窜。而且,调整更新井的相邻井组分布十分密集,其不断注水和采油使得地层中流体相对活跃,在水泥浆凝固过程中很容易侵入井筒,污染水泥浆,影响固井质量。主力油层都不同程度地存在着油水同层、底水活跃、底水推进、水淹、油气水窜、地层压力异常等严重影响油田生产的不利因素。考虑到石油固井存在的各种质量问题的特殊性,就算我们不间断的实施补救措施,也不可避免的会有经济损失的出现,这样对于钻井工程的工期或多或少都会产生工期上的耽误,所以,研究分析固井质量不容忽视。
1.石油固井影响质量的主要因素
1.1 地层岩性对质量的影响
在石油固井中,水泥环和地层作为了第二界面,因此,地层岩性对于固井质量的影响不容忽视。在固井作业当中,考虑到地层构成本身具有较高的吸水性,在水泥凝固期间,就容易流失过多的水分,第二界面之间的胶结程度会受到直接的影响,甚至出现钻井坍塌的局面。由于每一个油井所存在的地层环境各不相同,虽然在初期不会对开采造成影响,但是随着时间的推移,岩层活动局部的压力会不断地增强,由于渗水就可能降低胶结度,最终影响石油固井的质量和稳固性。
1.2 水泥浆对质量的影响
如果水泥浆具有良好的性能,就能够避免分层沉淀的现象出现,并且能够在恰当的時间段内完全的凝固,这样也能够提升固井质量。但是水泥浆能否发挥发挥良好的性能受到了外在因素和自身因素的直接影响。
1.2.1外在因素
外在因素主要包含了水泥浆的环空返速和封固段的实际长度。根据实践数据统计所得,封固段的长度控制在800到1200米之间,水泥浆的固井质量能够达到最佳效果。在注入水泥浆的过程中,环空返速对于顶替的效率也会产生影响,所以,为了提升固井质量,就需要提高环空返速。
1.2.2自身因素
水泥浆的自身因素主要包含了密度、流动性和失水量。提升水泥浆的密度,就会增加流动梯度和浮力,这样有利于固井质量的提升,也有利于顶替钻井液;水泥浆流动性的控制也是关系到固井质量的一大因素,如果注入过快,就可能出现水泥分层沉淀的现象,过慢则会导致注入的难度升高;如果水泥浆失水量过大,多余的水就会渗入到地层,这样会影响到土层的坚硬度,最终影响到固井的质量。因此,为了提升固井的优质率,就需要注重密度、流失量以及流动性三个环节的合理控制。
1.3 钻井液对质量的影响
性能优良的钻井液也是固井作业中不可或缺的一部分。钻井液的密度、失水、粘度以及切力对于固井都会产生影响。
水泥浆密度差和钻井液密度都会影响到顶替效率,我们也将这一现象称之为浮力效应。一旦钻井液的密度较低,如果和水泥浆之间存在较大的密度差,就会出现明显的浮力效应,也会替身固井优质率。通过实验研究,一旦钻井液的密度增大,就会降低浮力效应,固井的整体质量都会受到影响。因此,在其余性能不受到影响的前提下,我们就需要将钻井液的密度适当的降低,才能够确保固井质量;地层和水泥石之间的胶结程度受到了钻井液失水量的直接影响,一旦增加了失水量就会降低胶结率;钻井液的流动性受到了粘度的影响;钻井液的胶凝性能直接反映了切力,切力越高,胶凝性能越高,但是钻井液被代替的难度也会提升。所以,控制好钻井液的切力、失水量和粘度,切力越小,才有利于固井质量的提升。
2 石油固井质量的改进措施
2.1 提升水泥浆的性能
根据多年操作结论得出:水泥浆密度需要控制在1.95~2.0g/cm3,水泥浆的失水量需要控制在100ml之下,并且,如果施工条件允许,水泥稠化的时间也应当尽可能的缩短,避免水泥环受到空气中水分过多的影响。此外,水泥浆的性能也可以通过外部材料的中和来加以控制。
例如:水泥浆的用量加大,可以对失水量进行间接性的控制;为了降低切力这可以加入二磷酸盐,这样可以将顶替效率提高。在技术方面,防腐抗渗水泥浆体系的采用,也可以让其具备早后期膨胀、降低失水量、抗渗、防腐等性质,这样也有利于地层岩性对水泥凝固影响程度的减弱,也可以提升界面之间的胶结度。
2.2 提升钻井液的性能
根据钻井液性能的实际分析,在开展固井作业之前,需要配置低切力、低密度、低失水量、低粘度的钻井液。通过实际经验数据分析所得:密度不能够超过1.20g/cm3,固井的优质率能偶保持在85%之上;钻井液初始的切力和最终的切力需要控制在0Pa,优质率能够提升1%左右;粘度不能够超过25s,也能够提升1%左右的优质率;失水量控制在5-6ml之间,可以保持78%以上的优质率。在技术方面,为了减少泥饼对于固井质量的影响,可以采取低渗透钻井液体系。
2.3 提升工作质量和现场施工监督
随着固井技术的提升,面对固井困难,我们也需要从以下几个方面提升工作质量,做好现场的施工监督管理:
2.3.1 油田领导需要重视固井工作
在钻井工程开展过程中,固井属于最后一道工序,也是油气井完成的最后一道工序。所以,资源的合理利用与保护、环境的保护与友好、油气田的寿命与效果都会受制于固井质量。因此,作为油田领导人需要重视固井过程,关心固井技术,从而为了后续的固井技术的发展提供支持与帮助。
2.3.2 加强现场的施工监督管理
作为一项系统工程,提升固井质量不仅需要固井设计与施工单位关注,同时也离不开钻井、地质以及油藏等单位的关注。想要做好石油固井,就需要通过各方面的相互合作,采取有效的措施,降低每一项可能影响到固井质量的因素。所以,每一个油田都需要制定相应的管理条例,建立质量安全生产体系,并且要指派专业人员进行固井管理,将生产责任落实到具体的人头之上,严格的按照设计单位所提供的设计方案,抓好重点工程、勘探区域、技术攻关、措施落实、施工设计等方面,如此才能够确保固井质量和固井成功。另外,对于水泥、外加剂等原材料的质量也要做好进场把关,严格禁止不符合规格的材料进入施工现场。
3.结论与认识
总之,固井过程中的现场施工环节更是不能马虎,这个环节中人为因素影响最大,更需要我们施工技术人员注意每一个施工步骤,严格按照操作要求执行,才能保证固井质量。无论是材料、环境,还是人为、技术等因素,对于石油固井质量都会产生直接的影响。所以,为了确保石油固井质量,就需要各个环节的完美配合,做好施工准备、施工技术监控以及施工后的总结,才能够达到完善钻井工程的目的。
参考文献
[1] 韩烈祥,向兴华.水平井固井技术新进展[J].天然气工业.2007(12).
[2] 肖华,曾贵蓉.牛圈湖油田复杂井固井技术研究与应用[J].西部探矿工程.2010(10).