张铁强

[摘 要]固井是钻井过程中的重要作业。固井质量的好坏涉及的点多面广，既有地面的、也有地下的；有客观的、也有主观的因素；有工程、工艺方面的原因，也有地质、开发和设计等多方面的原因。本文介绍了固井技术的现状和存在问题，提出了固井技术的下步改进对策。

[关键词]油田 固井技术；现状；改进对策

中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0001-01

0 引言

钻井工程中固井作业是一个非常重要的环节，这个作用最重要的环节就是要将水、汽、油分开，保护套管，增加气井的寿命，从而使油气产量得到提高。经过上百年的努力，油井技术有了很大的提高，涉及到大功率的发展、密度精确控制、自动化设备操作的。本文基于这些考虑，主要从以下几个方面对国内外固井技术的现状和发展趋势进行了研究。

1 油田的固井技术现状

1.1 固井液技术

固井液技术是在原有钻井液配方的基础上，添加不多的高炉淬厂渣或其它可水化材料，基本上不影响钻井液的其它性能。固井液技术采用UF钻井、MTC固井提高了钻井液和固井液的相溶性，有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液的不相溶问题，从而实现了第一、二界面的良好分隔和胶结强度，特别是提高第二界面的胶结质量，减少和阻止油气、水流体的层间窜通，而且由于激活剂的扩散和渗透，使泥饼形成了固化的致密泥浆，阻止循环漏失和水泥浆液柱回落。固井液与普通油井水泥浆相比，调节性能的外加剂价廉，而且具有低失水、强度发展快、沉降稳定性好、耐污染等特点，固井液技术淡化了顶替机理和顶替技术，解决了废弃钻井液排放造成的环境保护问题。

1.2 泡沫固井技术

泡沫有两种充气方法，一种方法是化学剂在水泥浆中起化学反应产生氮气，加入其它外加剂如稳泡剂等，形成一种均匀稳定的泡沫水泥。另一种方法为机械充气泡沫水泥。泡沫水泥浆由净浆、氮气、稳泡剂及水泥浆处理剂组成。现场施工时，由水泥车用含有各种外加剂的混合水配制净浆，通过氮气泵向净浆中注入氮气形成泡沫水泥浆，注氮量的大小可根据现场设计的水泥浆密度由计算机自动控制。泡沫水泥浆具有如下优点：低密度，最低密度可达到0.72g/cm3；有利于提高泥浆顶替效率，这是由于泡沫水泥浆有较高的粘度，有利于驱替不易流动的泥浆；在高温高压条件下，相对常规水泥石具有更好的韧性；具有良好的高温稳定性，可以用于深井固井作业；具有相对较低的渗透率；相对较低的作业成本，较常规低密度水泥浆成本降低三分之一左右。

1.3 防窜固井技术

环空窜流是困扰固井作业多年的问题，窜流的成因分为三种。一是界面胶结不良造成的，主要原因是由于泥饼的存在，导致界面与地层胶结不良；二是水泥失重造成环空窜流；三是微裂缝- 微环隙造成环空窜流，微环隙是由于水泥环不能很好与套管胶结造成的，而微裂缝则是在水泥环与地层之间或水泥环内产生的微小通道。通过设计合理的水泥混合物可防止三种类型的气窜发生。第一种通过磁铁矿可消除发生在套管和水泥之间的气窜；第二种是通过添加一种特殊的材料能在一定程度上消除井壁上滤饼对水泥胶结的不利影响，改善胶结质量，防止井眼与水泥之间的气窜；第三种是添加合适的弹性材料，其机理为：在水泥凝固期间会出现复杂的压力变化，其双正玄波压力响应在水泥微观结构上产生裂缝，添加的弹性材料对压力动态起逆反应，消除水泥凝固期间的压力变化。

1.4 水平井固井技术

进行水平井注水泥应注意以下几方面：减少和消除游离水及防止水泥浆固相沉降；优化水泥浆性能；环空最大程度地保持清洁；套管居中；上提下放旋转套管；使用性能优良与水泥浆、钻井液配伍的冲洗液、隔离液；正确的流变学设计，在地层破裂压力和孔隙压力范围内设计尽可能进行紊流顶替，在小井眼注水泥中大多数采用胶乳及AMPJ 共聚体水泥体系。

2 当前固井存在的主要问题

近年来随着钻井数量的逐年增加，井也越打越深，高压井、高含硫井以及复杂结构井等也越来越多，固井难度也随之越来越大，问题及难点也越来越多。这些问题和难点主要来自于天然气业务跳跃式发展、开发技术的不断深入、新工艺新技术的应用等，其具体表现在窄安全密度窗口固井问题、固井质量的提高、小间隙固井技术的加强、一次性封固段固井的研究以及井深高度等均有体现。

（1）窄安全密度窗口的固井问题。对于塔里木油田下的克拉、迪那气田、新疆、四川等油田均采取了地层承压堵漏、运用防漏水泥浆、采取近平压固井工艺、配套隔离液、低排量替浆、减少管下及固井中的压力激动等措施等，另外在异常低压系数也能得到很好的控制，并压制到正常系数一下。，但仍达不到理想效果。不仅固井质量差，而且固井中的井漏问题没有得到根本的解決。

（2）面临深井一次性长封固段封井、低压易漏长封段固井技术面临着一次性封固段封井问题。由于封固井段较长，水泥面上下温差大，地层承压能力低，固井时易发生漏失等问题。应采取双及注入水泥固井技术又存在一定的的危险性和局限性，现有的低密度水泥浆体系也难以解决长封井段固井的问题。因此，一次性长封固段固井、低压易漏等技术还有待进一步的提高。

3 下步固井技术的改进对策

近年来，固井技术有了很大的进步，但是也存在很多困难，并且这个困难是现在和将来一段时间内都存在的，需要解决这些问题，责任非常的大，现就提出几点：

3.1 对固井工作一定要高度重视

钻井工作的最后一道工序是固井，也是油气井的最后一道程序，这道工序非常重要，他直接关系着油的质量，还有资源的保护，同时还关系着油田开口的使用寿命，关心固井发展，是固井技术发展坚强的后盾。

3.2 加强和重视施工现场的管理

要想提高固井质量，是一项非常系统的工程，这个工程并不是简简单单的固井设计，和施工单位的事，这和钻井、地质等单位，共同关注的一项系统工程，是共同协调配合的关系，只有从各个方面重视，才能固好井，采取措施，降低对固井质量影响的因素。因此，这就油田质量管理体系、条例等。

3.3 做好固井施工中防漏措施

从钻井及固井施工看：发生钻井液或水泥浆漏失主要集中在：一是表层套管鞋处；二是目的层上部、渗透性良好的砂层段。固井施工中笔者单位采取了如下防漏措施：下套管前对漏失层段进行堵漏。在钻井过程中发生过井漏的稠油浅井，在下套管前通井时，对漏层进行堵漏，提高地层的承压能力；注水泥浆期间防漏措施。为确保固井施工中水泥浆不发生漏失，上部封固井段采用低密度水泥浆，下部采用密度为每立方米一点九克高密度水泥浆，确保环空最大液柱压力大于地层压力而小于地层的漏失压力。另外，漂珠是一种较好的低密度材料，颗粒直径为四十至三百流明，壁厚为直径的百分之五至三十，密度为零点六至零点七克每升。因其密度低、颗粒小且呈空心状，易被吸附在微裂缝隙处，其对上部封固段具有一定的堵漏功能。

4 结束语

随着社会的不断进步，固井技术也在随着不断的发展，对于固井材料，工艺技术和水泥添加剂等都在发生着非常深刻的变化，研究了很多新工艺，并且运用于钻井，这样基本上能够适应勘探的需要。中国的固井技术，经过很多年的细心专研和公关，中国的固井技术取得了很大的进步，例如固井材料、固井工艺、固井工具等，这一系列的配套设施，随着开发技术的进一步改进，中国的固井技术，也在发生很大的变化，逐步的完善了起来。

参考文献

[1] 张绍槐.现代导向钻井技术的新进展及发展方向[J].石油学报，2003 （03）.