影响水平井固井质量因素分析及对策

影响水平井固井质量因素分析及对策

发表时间：2019-08-29T14:28:31.763Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：李春锋

[导读] 摘要：伴随着井下随钻测量仪器和井下动力钻具制造技术的不断发展与进步，水平井钻井技术也得了前所未有的发展，因其单井产能高、开发成本低，无论是国内，还是国外的大油田都进行了非常广泛的应用。

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摘要：伴随着井下随钻测量仪器和井下动力钻具制造技术的不断发展与进步，水平井钻井技术也得了前所未有的发展，因其单井产能高、开发成本低，无论是国内，还是国外的大油田都进行了非常广泛的应用。但是水平井的固井质量问题一直是广大科技工作者关注与研究的重点领域，水平井固井质量的好坏直接关系到水平井生产原油的寿命，而水平井因其自身的施工工艺特点，与直井在固井工艺和技术上又有非常大的差别，所以固井质量优质率和合格率多年来一直都比较低，因此需要对水平井固井质量的影响因素进行深入、细致地分析，才能制定出相应的技术对策来提高水平井的固井质量。

关键词：水平井固井质量；固井难点；技术对策

随着人类对石油资源消耗量的不断增加，石油开采也越来越受到重视，如何进行石油的有效开采，降低石油开采成本也成为重要的话题。目前国际上普遍认为应用水平井钻井技术可以对那些低地层压力、单井产量低和油层低渗透的油气藏进行有效的开采，降低石油的开采成本，但是由于水平井自身井身结构的特殊性，使应用水平井技术初期的固井质量一直都没有直井固井质量高，造成了水平井开采寿命短问题的出现，也就难以实现低成本、高效率进行石油开采的目的。为了提高水平井固井质量，广大石油科技者进行了深入的研究，并发现了影响水平井固井质量的因素，制定了相关的技术对策，使水平井固井质量有了非常大的提升。

1影响水平井固井质量因素分析

1.1套管下放过程中存在的问题

水平井施工作业形成的井眼轨迹具有特殊性，套管在下放作业时会承受比普通井更大的摩擦力。特别在大斜度井段和水平段，井壁会承受很大的侧向压力，所以，套管在下放作业时必须会受到较大的阻力。和垂直井进行比较来看，为了使套管处于井眼的中间位置，水平井在下放套管时会应用更多的扶正器，同样会引起套管在下放作业时承受更多的阻力。在摩擦阻力的条件下，套管可能无法到达目标位置，这种问题在浅层水平井中更为常见。在重力施加的影响力之下，套管在井身当中会出现偏心问题，使其与井壁下侧间隙过小，在水平井段或者斜度较大的井段，套管很难实现居中。这样就会影响固井质量。

1.2井眼不规则

在水平井的钻井施工过程中，由于油层的实际深度和设计的深度之间往往会存在一定的误差，因此为了找到油层，必须要进行实际井眼轨迹的调整，这样就会使得有的地方井眼的全角变化率大，有的地方全角变化率小，这样如此反复几次调整以后，使实际钻得的井眼轨迹呈现出上下反复的波浪线形状，造成井眼的不规则，为套管安全下入和注水泥过程中的水泥浆注入量计算带来困难。

1.3顶替效率低

水平井由于大斜度井段和水平井段都比较长，这么长的井段在套管下入过程中必然套管会贴向下井壁，这样的结果就是形成了比较大的偏心环空，在井眼的低边位置套管与井壁之间的环空间隙比较小，当水泥浆流经这一位置的时候流速特别慢，因此难以把钻井液和隔离液进行有效的顶替，导致这一位置胶结质量差，影响固井质量。

1.4存在岩屑床、胶结质量差

岩屑床不仅对水平井钻井影响大，对水平井固井的影响也是非常大的，虽然在下套管固井之前我们采取了一系列的技术措施，但是依然没有完全破坏岩屑床，这些没有被破坏携带出井筒的岩屑床和岩屑颗粒不仅会影响水泥浆的顶替效率，同时也会影响水泥浆与井壁之间的胶结质量，影响水平井固井的质量。

2提升水平井固井质量技术对策

2.1进行井眼准备

在进行下套管之前要做一系列的准备工作，而井眼的准备工作是不可缺少的，是非常关键的技术环节，井眼准备的好坏直接影响着套管串是否能够安全、顺利下入，以及固井顶替效率，因此需要采取以下几个方面的技术措施。（1）根据软件计算得出的管串结构，对管串进行模拟通井，一般根据不同井眼的质量情况，要进行单扶正器模拟通井、双扶正器的模拟通井，进行上述2次通井后如果井眼依然不够顺畅，那么就有必要三扶正器的模拟通井，并在井眼不够畅通的井段进行反复划眼，直至井眼畅通，起下钻无阻卡为止。并且在模拟通井结束后要及时进行钻井液性能的调节，大排量洗井，直到振动筛无砂子返出才能进行起钻作业。（2）在模拟通井还没有结束的时候还需要进行一项工作的测定，主要是将钻井液性能调整好后对循环周期进行测量，根据测量出的结果对整个井筒容积进行计算，这样做的主要目的是根据井筒的总容积来计算水泥浆的注入量，为固井水泥浆的准备提高依据。（3）在最后一次通井调整钻井液性能的时候要在钻井液中加入足够的润滑剂，使钻井液具有良好的润滑性能，为套管安全下入，降低下套管的摩擦阻力做好准备，有必要的情况下可以在钻井液中加入空心塑料小球来降低下套管的难度。

2.2进行管串结构优化

管串结构的优化即会影响套管的安全下入，也会影响整个固井的顶替效率。在管串结构优化中主要对扶正器的种类、数量和间距进行优化。如果扶正器加入数量过多，那么套管的居中度就会有所提高，但是同时下套管的摩擦阻力也会增大，因此需要应用固井管串软件对管串结构进行深入优化，以保证套管居中度在67%以上，套管安全下入的摩擦阻力最小为目标进行系统优化设计。同时对于具备条件的单位可以应用漂浮接箍下套管工具，减小下套管的阻力，保证套管的安全下入。

2.3进行前置液设计

对于固井前置液我们在以往的设计中要让它能够满足下面几项要求：一是前置液要具有非常好的润湿性能，能够快速改变井壁润湿环境，让润湿后的井壁亲水性更强，更容易与水泥胶结在一起。二是要保证前置液触变性良好，同时还要有很好地悬浮性，性能上还有非常地稳定，这样才能最大限度地悬浮其中的岩屑颗粒，保证其性能优良。

2.4进行水泥浆设计

水泥浆是固井中不可缺少的，因此要想有良好的固井质量，必须要对水泥浆性能进行研究。对于水平井固井水泥浆来说，一个是要求