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[摘要]固井技术是我国石油工程技术发展的重要转折点,经过石油科研工作者的多年研究,我国固井技术已经取得了显著科研成果,形成了系统化的固井技术。本文主要研究石油固井技术进展及面临的问题。
[关键词]我国石油固井技术 发展 面临的问题
[中图分类号] F407.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-278-1
1我国固井技术研究
固井技术科研工作者经过多年的实践研究,已经研发出了多种固井技术,适用于多种油藏环境的开采,如深井、天然气井、位移井、水平井等,近几年,随着石油开采技术的发展,我国对返固井的研究也初见成效,本文主要研究深井、天然气、位移井等固井技术。
1.1深井固井技术
深井固井技术的发展,推动了我国钻井技术的发展,近几年,我国钻井工作量增长迅速,深井、超深井的数量也越来越多。据相关数据统计,我国2009年完成的超深井固井工程高达200多个,其深度都在5000米以上,同去年相比增长了35%,2011年,我国完成的超深井固井工程4000米以上的高达571口,6000米以上有88口。
深井固井技术主要包括针井眼位置确定、通井措施保护、套管安全、下入技术等固井技术。在固井中应用下入技术时,要保证钻井设备在高温、高密度、常规密度、低密度水泥浆等各种自然环境正常运行,以确保钻井工程正常运行,在提高钻井效率的同时,维护钻井施工的安全性[1]。
1.2天然气井固井技术
复杂天然气井固井技术是上个世纪90年代研发的钻井技术,1989年我国天然气年产量为185×128m3,应用天然气固井技术后,我国天然气产量有了显著提高,据相关数据统计我国2012年天然气产量高达897.6×128m3,是1989年天然气总产量的8倍。预计到2020年,我国天然气产量将达到1250×128m3。
随着天然气井钻数量的不断增加,地理条件的复杂程度逐渐加深,固井难度和固井要求也越来越高,通过对天然气井钻气窜失重机理的研究,钻井效果影响因素的总结,研发出的天然气固井技术,很好的规避了上述问题。技术形成了综合防漏失、防气窜的配套技术,在固井工艺、水泥外加剂、固井工具、防漏材料、高密度隔离液等方面都取得了较大进步。
1.3位移井固井技术
水平位移井是钻井规模性开发的主要标志,这种钻井模式可以有效提高井采收率和井产量,克服了传统钻井产量低、作业效率低等问题。我国石油公司近几年相继在大庆油田、内蒙古等地开发水平位移井,钻井数由2010年的1387口攀升至2012年的1823口。
应用在位移井的固井技术实现了固井优化设计、套管安全下入技术使固井过程中的套管居中,这样可以有效的提高钻井的顶替效率,使高性能的水泥浆体系更完善。另外,储层保护相关配套固井技术,在一定程度上也提高了水平井及大位移井的固井质量。
2固井技术应用的水泥外加剂及水泥浆体系
现阶段,我国水泥外加剂应用技术已逐渐成熟,在固井技术中的用量正在稳步上升。因为其性能良好,所以也大大拓宽了固井技术的应用范围和功能性。在一定程度上提高了长封固段、活跃油气水层、低压易漏、高温高压等复杂情况下的固井质量[2]。
2.1水泥浆外加剂
固井技术中应用的水泥外加剂主要有以下几种:
①降失水剂,目前被广泛应用的是聚乙烯醇型降失水剂,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸型降失水剂,这些降失水剂的应用有效的克服了固井技术中出现的井壁鼓包、高热设备软化等问题,是综合性能很强的降失水剂。
②缓凝剂,通过对其大分子进行结构分析可知,缓凝剂的缓凝原理是分子结构和水基团的融合,有效的体现了外加剂的降失水作用,同时还可以在大温差下实现固液转换。
2.2水泥浆体系
通常情况下,固井技术常应用的是超低或超高密度水泥浆,近年来其体系研发成果也十分显著。水泥浆体系满足了复杂的固井要求,同时针对易漏固井、松散地层等固井难题,依托紧密堆积理论形成的高强低密度水泥浆体系,具有水泥石抗压强度高且发展快、水泥浆稠化时间易调、防窜防漏等优点。其密度范围在2.6~3.1g/cm3之间,通过对其进行合理调配,使水泥浆的稳定性和可泵性得到了更好的应用。
3我国石油固井技术面临的问题
我国作为石油生产大国,石油固井技术的发展是推动我国石油发展的主要助力,面对石油资源环境的压力、能源的需求量的不断增加等问题,我国固井技术面临着严峻挑战,其所需的固井技术要求也在不断提高。现阶段,大部分石油公司正在广泛实施“油气并举”、绿色发展等战略。在满足石油需求量的同时,提高钻井工作效率。
随着我国石油天然气勘探开发工作的不断深入,固井技术面临着很多问题:
①开发对象日益复杂。
②为满足石油需求量,钻井数量要求逐年升高。
③钻井资源的匮乏使固井深度不断加深。
④新开发的石油勘探地,由于地形结构、地质结构相对多样,所以井深结构越来越复杂,如高压油气井、高含H2S井、高含CO2井、深井、超深井等。
⑤油气资源井开发难度大。
⑥钻井质量对固井技术的要求越来越高。
上述诸多问题和难点,使我国固井作业面临巨大的挑战[3]。
4结论
我国地大物博,矿产资源丰富,自改革开放以来,我国逐渐成为石油产量大国,其石油产量位居世界前列。随着我国固井技术的不断发展,我国深井、超深井套管技术的革新、固井工艺技术的创新、水泥浆体系的完善、固井工具的改革,使得我国固井技术的发展取得了显著成绩,有效的推动了我国石油产量,规避了固井施工中的危险,对我国石油开发事业的发展具有重要意义。
参考文献
[1]齐奉忠,刘硕琼,沈吉云.中国石油固井技术进展及面临的问题[J].石油科技论坛,2013,2(3):110-120.
[2]秦文贵.中国石油固井技术现状及发展方向[J].石油科技论坛,2007,12(23):102-112.
[3]李博.大庆油田特低渗透水平井提高固井质量技术研究[D].东北石油大学,2013(6):120-124.
[关键词]我国石油固井技术 发展 面临的问题
[中图分类号] F407.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-278-1
1我国固井技术研究
固井技术科研工作者经过多年的实践研究,已经研发出了多种固井技术,适用于多种油藏环境的开采,如深井、天然气井、位移井、水平井等,近几年,随着石油开采技术的发展,我国对返固井的研究也初见成效,本文主要研究深井、天然气、位移井等固井技术。
1.1深井固井技术
深井固井技术的发展,推动了我国钻井技术的发展,近几年,我国钻井工作量增长迅速,深井、超深井的数量也越来越多。据相关数据统计,我国2009年完成的超深井固井工程高达200多个,其深度都在5000米以上,同去年相比增长了35%,2011年,我国完成的超深井固井工程4000米以上的高达571口,6000米以上有88口。
深井固井技术主要包括针井眼位置确定、通井措施保护、套管安全、下入技术等固井技术。在固井中应用下入技术时,要保证钻井设备在高温、高密度、常规密度、低密度水泥浆等各种自然环境正常运行,以确保钻井工程正常运行,在提高钻井效率的同时,维护钻井施工的安全性[1]。
1.2天然气井固井技术
复杂天然气井固井技术是上个世纪90年代研发的钻井技术,1989年我国天然气年产量为185×128m3,应用天然气固井技术后,我国天然气产量有了显著提高,据相关数据统计我国2012年天然气产量高达897.6×128m3,是1989年天然气总产量的8倍。预计到2020年,我国天然气产量将达到1250×128m3。
随着天然气井钻数量的不断增加,地理条件的复杂程度逐渐加深,固井难度和固井要求也越来越高,通过对天然气井钻气窜失重机理的研究,钻井效果影响因素的总结,研发出的天然气固井技术,很好的规避了上述问题。技术形成了综合防漏失、防气窜的配套技术,在固井工艺、水泥外加剂、固井工具、防漏材料、高密度隔离液等方面都取得了较大进步。
1.3位移井固井技术
水平位移井是钻井规模性开发的主要标志,这种钻井模式可以有效提高井采收率和井产量,克服了传统钻井产量低、作业效率低等问题。我国石油公司近几年相继在大庆油田、内蒙古等地开发水平位移井,钻井数由2010年的1387口攀升至2012年的1823口。
应用在位移井的固井技术实现了固井优化设计、套管安全下入技术使固井过程中的套管居中,这样可以有效的提高钻井的顶替效率,使高性能的水泥浆体系更完善。另外,储层保护相关配套固井技术,在一定程度上也提高了水平井及大位移井的固井质量。
2固井技术应用的水泥外加剂及水泥浆体系
现阶段,我国水泥外加剂应用技术已逐渐成熟,在固井技术中的用量正在稳步上升。因为其性能良好,所以也大大拓宽了固井技术的应用范围和功能性。在一定程度上提高了长封固段、活跃油气水层、低压易漏、高温高压等复杂情况下的固井质量[2]。
2.1水泥浆外加剂
固井技术中应用的水泥外加剂主要有以下几种:
①降失水剂,目前被广泛应用的是聚乙烯醇型降失水剂,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸型降失水剂,这些降失水剂的应用有效的克服了固井技术中出现的井壁鼓包、高热设备软化等问题,是综合性能很强的降失水剂。
②缓凝剂,通过对其大分子进行结构分析可知,缓凝剂的缓凝原理是分子结构和水基团的融合,有效的体现了外加剂的降失水作用,同时还可以在大温差下实现固液转换。
2.2水泥浆体系
通常情况下,固井技术常应用的是超低或超高密度水泥浆,近年来其体系研发成果也十分显著。水泥浆体系满足了复杂的固井要求,同时针对易漏固井、松散地层等固井难题,依托紧密堆积理论形成的高强低密度水泥浆体系,具有水泥石抗压强度高且发展快、水泥浆稠化时间易调、防窜防漏等优点。其密度范围在2.6~3.1g/cm3之间,通过对其进行合理调配,使水泥浆的稳定性和可泵性得到了更好的应用。
3我国石油固井技术面临的问题
我国作为石油生产大国,石油固井技术的发展是推动我国石油发展的主要助力,面对石油资源环境的压力、能源的需求量的不断增加等问题,我国固井技术面临着严峻挑战,其所需的固井技术要求也在不断提高。现阶段,大部分石油公司正在广泛实施“油气并举”、绿色发展等战略。在满足石油需求量的同时,提高钻井工作效率。
随着我国石油天然气勘探开发工作的不断深入,固井技术面临着很多问题:
①开发对象日益复杂。
②为满足石油需求量,钻井数量要求逐年升高。
③钻井资源的匮乏使固井深度不断加深。
④新开发的石油勘探地,由于地形结构、地质结构相对多样,所以井深结构越来越复杂,如高压油气井、高含H2S井、高含CO2井、深井、超深井等。
⑤油气资源井开发难度大。
⑥钻井质量对固井技术的要求越来越高。
上述诸多问题和难点,使我国固井作业面临巨大的挑战[3]。
4结论
我国地大物博,矿产资源丰富,自改革开放以来,我国逐渐成为石油产量大国,其石油产量位居世界前列。随着我国固井技术的不断发展,我国深井、超深井套管技术的革新、固井工艺技术的创新、水泥浆体系的完善、固井工具的改革,使得我国固井技术的发展取得了显著成绩,有效的推动了我国石油产量,规避了固井施工中的危险,对我国石油开发事业的发展具有重要意义。
参考文献
[1]齐奉忠,刘硕琼,沈吉云.中国石油固井技术进展及面临的问题[J].石油科技论坛,2013,2(3):110-120.
[2]秦文贵.中国石油固井技术现状及发展方向[J].石油科技论坛,2007,12(23):102-112.
[3]李博.大庆油田特低渗透水平井提高固井质量技术研究[D].东北石油大学,2013(6):120-124.