提高石油固井施工质量的技术措施

提高石油固井施工质量的技术措施

彭忠贤

中石化西南石油工程有限公司固井分公司618000

摘要：随着石油工业的发展和复杂油气井的增多，提高石油固井施工质量的重要性日益突出。本文探讨了当前石油固井施工面临的挑战和问题，包括技术、环境和经济等多方面的因素。接下来讲述了提高固井施工质量的技术措施，包括优化固井液体系、固井施工工艺的优化和高效固井设备的研发和应用。这些措施可以有效提高固井施工的效率和精度，同时降低对环境的影响。

关键词：固井施工；固井液体系；固井施工工艺；高效固井设备；技术措施

油田固井技术主要是在水泥浆和井壁套管之间进行的施工技术，将水泥浆注入到地层和套管之间，发挥隔离层的作用保护套管。在施工过程中，固井质量具有十分重要的意义，可以直接影响到油井的使用时间和使用质量。所以，在固井施工建设过程中，相关工作人员要根据油井的实际情况，制定设计相关不同种类的施工方案，针对不同施工方案所存在的优势和不足进行综合，最终确定具有可行性的施工计划，合理选择固井方式和施工措施，针对不同施工阶段制定不同施工方案，精心准备施工材料和相关专业设备。在对石油资源科学合理进行开发背景下，我们还要充分意识到环境保护的重要性，虽然大大增加了油田固井工作的施工难度，对施工措施提出了很大挑战，但是却为石油企业的可持续发展贡献了很大力量，提高我国石油产业的核心竞争力。

一、当前石油固井施工的挑战和问题

1.1底层特性

底层特性是影响油田固井质量的重要原因之一，处于比较活跃的水层和油层的井水段，在水泥浆凝固过程中会对底层的流动物质造成一定污染影响，从而影响到水泥凝固和底层之间的胶结。同时，油气水层具有很高的渗透率，当水泥浆在稠化过程中，如果失去自由水则很容易造成水泥浆呈现粉状，减少其实际体积，最后形成一定间隙，严重影响到油田固井的施工质量。

1.2水泥浆性质

水泥浆性质也会对固井施工带来一定影响，水泥浆性质主要是指水泥浆的失水量，密度以及其流动性，如果水泥浆的失水量较大，在水泥浆凝固过程中，就会出现自由水渗透到地下的现象，在一定程度上，会减小水泥浆的体积，对固井施工质量产生一定影响[2]。在中度或者高度地区产生自由水渗透现象，对油田固井质量的影响就会越大。如果水泥浆失去了大量水分，在施工过程中，很容易出现施工事故，当水泥浆经过油层时，水泥浆的滤液和大颗粒会进入到油层中，造成油气通道受到堵塞，对油层造成一定污染。另外，在施工过程中，由于顶替不完全而导致出现混浆带也会影响到油田固井质量。水泥浆的流动性远远大于水泥浆，但是如果出现顶替不完全现象，就会导致水泥浆窜槽[3]。在钻井时，无法保证钻井工作的顺利实施，甚至还会引起安全事故，在油井壁上形成泥饼，污染水泥浆，导致油层发生泄漏丢失，影响油田固井质量。

二、提高固井施工质量的技术措施

2.1优化固井液体系

优化固井液体系是提高固井施工质量的关键技术措施之一。固井液体系的稳定性和性能直接影响到固井的质量，包括但不限于固井强度、抗渗透能力和耐腐蚀性。下面将详细阐述如何通过优化固井液体系来提升固井施工质量。1.选择适当的固井液类型：根据不同的地层条件和开采需求，选择性能适当的固井液。例如，对于含有硫化氢和二氧化碳的高压高温油气井，可以选择使用具有良好耐高温、抗硫化氢腐蚀性的固井液。2.调整固井液配方：通过改变固井液中的成分，可以提高其性能。例如，添加适当的胶体可以提高固井液的稳定性；加入适量的缓蚀剂和抗蚀剂可以增强其耐腐蚀性。3.优化固井液制备工艺：通过改变固井液的制备条件，如温度、压力、搅拌速度等，可以改善固井液的性能。例如，提高搅拌速度可以使固井液中的成分更均匀，从而提高其稳定性和抗渗透能力。4.对固井液进行实时监控和调整：通过对固井液的密度、粘度、pH值等关键参数的实时监控，可以及时发现并调整固井液的性能。例如，当监测到固井液的密度下降时，可以通过添加重晶石粉等物质来调整其密度。5.利用新型固井液材料：例如，使用环保型的固井液材料可以减少对环境的影响；使用高效的渗透控制剂和松动剂可以提高固井液的抗渗透能力和改善固井强度。

2.2固井施工工艺的优化

优化固井施工工艺是提高固井施工质量的另一重要措施。固井施工工艺决定了固井液在地层中的分布情况、固化效果等，以下是一些关键的优化措施：1.确定合理的固井液泵送速率：固井液的泵送速率直接影响其在井筒中的分布和固化效果。过快的泵送速率可能会导致固井液在井筒中的分布不均，影响固化效果；过慢的泵送速率则可能增加施工时间，增大施工成本。因此，需要根据地层条件、固井液性能等因素确定合理的泵送速率。2.优化固井液放置工艺：根据井口压力、固井液密度、地层条件等因素，确定合理的固井液放置高度，以确保固井液能够有效地覆盖需要固井的地层。3.优化固井施工参数：包括固井液泵送压力、固井液泵送量等参数，这些参数的选择会直接影响到固井效果。4.确保固井液充分搅拌：在施工过程中，需要确保固井液充分搅拌，以避免因固井液不均匀导致的固井质量问题。5.使用新型固井施工技术：例如，使用机械振动固井技术可以提高固井液在井筒中的分布均匀性，改善固井效果。

2.3高效固井设备的研发和应用

高效固井设备的研发和应用是提高固井施工质量的又一重要途径。具备优良性能的固井设备能够提高施工效率，保证固井液的稳定性，同时减少固井过程中的环境污染。以下是关于高效固井设备研发和应用的一些主要方面：1.开发高效能泵设备：优秀的泵设备可以保证固井液的均匀、稳定的泵送，且能应对各种复杂的地层条件。例如，可以研发出高压力、大排量的固井液泵，以满足高压高温油气井的固井需求。2.创新固井液搅拌设备：高效的搅拌设备能保证固井液的均匀性，避免因固井液分层或沉淀而影响固井质量。如采用智能化、自动化的搅拌装置，可以实现固井液的精确控制和自动化生产。3.发展环保型固井设备：例如，研发用于处理固井废弃物的环保设备，可以减少固井过程中对环境的污染。这些设备可以对固井废弃物进行有效分离、处理，减少废弃物的排放。4.使用数字化、智能化技术：如采用物联网、大数据、AI等技术，可以实现固井设备的智能化控制和管理，提高固井施工的精确性和效率。5.实现固井设备的模块化、集成化：模块化和集成化的固井设备可以提高设备的通用性和互换性，方便施工，并降低设备的维修和更换成本。

三、结论

为了应对当前石油固井施工面临的挑战和问题，提高固井施工质量，必须采取多方面的技术措施。通过优化固井液体系，可以确保固井液的稳定性和性能，从而提高固井质量。同时，优化固井施工工艺，包括确定合理的固井液泵送速率、固井液放置工艺以及固井施工参数，可以使固井液更有效地覆盖需要固井的地层。此外，高效固井设备的研发和应用也是提高固井施工质量的重要途径，通过使用新型泵设备、搅拌设备以及环保型固井设备，可以提高固井施工的效率，降低对环境的影响。总的来说，这些技术措施都有助于提高石油固井施工质量，满足石油工业的发展需求。

参考文献：

[1]陈斌,张小建,田振华,等.提高石油固井施工质量的技术措施[J].石油石化物资采购,2022(12).

[2]彭江.提高油田固井质量的施工措施探析[J].化工中间体,2022(3):50.