石油固井中影响因素及优化对策探究

李康 

摘要：为了全面提高我国石油开采行业的发展质量，文章针对石油固井的影响因素以及优化对策进行研究，在简单探讨石油固井质量提升基本原理的基础上，文章从地质、水泥浆和钻井液三个方面分析了对石油固井产生的具体影响。针对石油固井中存在的各种影响因素，文章提出了提升地层承压能力、优化水泥浆性能、提升钻井液性能水平的对策，为石油钻井工作的有效落实提供参考。

关键词：石油固井；影响因素；优化

1、石油固井质量提升的机理

在石油开采工作中，石油固井的质量对于后续工作质量会产生最为直接的影响，并且油气井的使用寿命和安全性也会受到石油固井质量的影响。在固井注水泥环节，地层流体保持一种压稳状态，在候凝阶段，水泥浆会出现凝结失重的现象，如此一来，井底压力数值也会有所下降，地层会出现水分渗流的问题，并且水泥浆与地层水之间依旧存在着化学势差，水泥浆便会受到地层水的持续侵蚀，最终带来水泥浆稀释冲刷的问题，直接影响到水泥浆自身的稳定性。在水泥浆稠化时间有所延长的背景下，水泥浆整体结构会逐渐变得松散，强度水平有所下降，水泥浆的质量必然达不到预期目标。在水泥浆出现失重现象之后，在其静胶凝强度低于48Pa的情况下，始终会偏小，在强度介于48~240Pa之间时，失重现象会变得更加严重，水泥浆的流动性会逐渐丧失，其中包含的多余水分也会逐渐形成静水液柱[1]。在水泥浆水化直到完全凝固之后，水泥浆中的压力也会逐渐减小到水柱压力的数值，如果上层液柱的压力数值与地层的压力数值相比明显下降，地层油气水平会逐渐进入到环形空间，从而带来窜槽的问题。

在其他条件基本维持一致的情况下，井斜角、环空间隙对水泥浆的失重速度产生直接影响。在环空间隙逐渐减小，井斜角数值逐渐加大的情况下，水泥浆的失重速度也会明显提升。井斜角的增大意味着水泥浆体的胶体沉降缺乏均匀性和稳定性，自由水的吸收速度明显提升，环空间隙的持续减小意味着间隙位置的压力数值有所提高，失水量会进一步加快，从而带来失重问题。

2、石油固井中影响因素分析

2.1地质条件

在石油开采环节，石油固井是将地层和水泥环作为第二界面，而在石油固井施工作业环节，需要施工人员在思想上关注特殊岩性地层。随着施工的持续发展，油井会受到来自地层方面的压力，失重现象的存在必然会导致地层胶结的密实度有所下降，石油固井质量会受到影响。同时，地层声速快慢会直接影响到水泥胶结的质量，最终反映在石油固井质量方面。地层的吸水性较强，意味着流体内的水分会出现流失现象，从而带来裂缝问题，无形中提高了石油固井坍塌事件的发生概率[2]。在这种情形下，为了进一步提高石油固井的稳定性和安全性，需要相关人员根据实际的施工状况，对于地层的局部压力数值变化全面进行监测，避免出现层面断裂现象。

2.2水泥浆性能

在石油固井施工环节，油田表层位置的硬度会直接受到水泥浆密度和性能水平的影响。在水泥浆自身密度水平较低的情况下，因其内部含水量较高，其余的水分会逐渐渗透到土层中，直接影响到土层自身的坚硬程度。并且水泥浆的流速过快会导致材料出现分层现象，而流速较慢会提高固井施工作业难度。

2.3钻井液性能

通过分析已有的石油固井工程经验看来，钻井液指标同样会影响到石油固井的质量，主要体现在钻井液的黏度、密度和失水等方面。在固井施工环节，一旦钻井液的密度数值较小，并且与水泥浆的密度之间存在着较大的差距，因此形成的浮力数值也会有所增加，对后续石油钻井工作也会产生明显负面影响。在钻井液密度过高的情况下，浮力效应也会有所降低。同时，钻井液的黏度会对失水量产生影响，在失水量较大的情况下，钻井液的黏度数值会明显下降，这必然会对流水量产生影响。在失水量较小的情况下，流水量也会有所减少，直接影响到石油固井的施工以及质量。

3、石油固井中影响因素优化对策

3.1地层承压能力提升

在石油固井施工环节，施工人员可以利用桥塞粒子和固井堵漏材料进一步提高地层的承受压力。通常而言，需要选择在粒径、形状方面都具备明显优势的材料，并且借助漏失地层的井段注入堵浆井口中，利用憋压的方法，确保岩层中分布的孔隙能够被粒子材料完全封堵，同时裂缝中也能够分布一定数量的材料，形成相应的桥塞。在此之后，需要利用外泥饼提供相应的保护，全面发挥材料堵漏作用。在选择不同类型的材料进行堵漏施工时，考虑到材料性能的差异较为明显，桥塞的承压能力也会产生一定的不同。如果选择复合式堵漏材料进行堵漏施工，因为材料中分布有一定数量的纤维、颗粒，且形状十分多样，封堵效果较为优秀。通过工程实践证明，在漏层封堵环节使用复合式堵漏材料进行施工，最终的压力能够维持在6.0MPa左右，并且在经过堵漏操作之后，当量密度有所提高，固井承压能力能够基本满足已有标准的要求。如此一来，施工方在选择堵漏材料时，如果施工条件以及成本允许，施工方可以将复合式堵漏材料作为首选材料。

3.2水泥浆性能优化

水泥浆质量对于石油固井质量会产生最为直接的影响。水泥浆在密度较低的情况下含水量较高，意味着多余的水分会逐渐渗透到土层中，土层自身的坚固程度会受到破坏，从而对石油固井施工操作带来明显的负面影响。总体看来，在水平井注水泥施工作业环节，A级以及G级的水泥材料应用频率最高。而从具体的性能检测数据看来，这两种水泥材料的游离液数量较多，在这种情况下，游离液也会在井眼上方不断聚集并形成一条水带，固井质量会受到明显的影响[3]。在水平井开采的过程中，水带的存在意味着分层开采的难度较大，在水平井固井水泥浆施工操作的过程中，其中的游离液必须为0，水泥浆的失水量一般要控制在50ml左右。水泥浆体系的稳定性在整个水平井固井中会对性能水平产生最为直接的影响，并且其他性能的实现也会受到一定的制约，尤其是在斜度数值较高的井段和水平井段中，水泥浆体如果不稳定，必然会带来上下密度差值不均衡以及渗透率过大的问题。如此一来，施工方需要对水泥浆产生的固相颗粒沉降进行控制，密度差值要控制在0.02g/cm3左右，并且经过配置的水泥浆需要在垂直状态下进行沉降试验，分别进行上中下测定，在静止两小时之后测得的密度数值要控制在0.02g/cm3左右。

3.3提高钻井液性能水平

在石油钻井工作开始之前，需要施工方根据钻井液性质方面存在的差异，合理调整切力密度以及失水量等各项参数。根据之前石油固井固件施工的具体经验和相关数据看来，在钻井液密度在控制在1.50g/cm3以下时，石油固井的优质率能够控制在80%～95%的范围内。同时，在钻井液黏度控制在26s的情况下，石油固井的优质率也能够明显提升。在钻井液自身的失水量控制在5～7ml的情况下，石油固井的优质率基本可以达到80%以上。正因如此，施工方需要选择使用低渗透钻井液，确保石油固井质量。

总结

石油固井本就是我国石油开采工程的重要组成部分，固井质量对于后续的开采效率以及安全性都会产生明显的影响。目前地层地质条件、水泥浆和钻井液都会对石油固井质量产生影响。施工方要在石油固定施工开始前，根据实际的地质勘查数据，合理确定钻井液以及水泥浆的各项性能参数，并提高地层的承压能力，确保石油固井质量能够满足已有标准的要求，为后续的石油开采工作提供便利。

参考文献

[1]丁木.石油固井中影响质量因素及对策探讨[J].西部探矿工程,2022,34(07):78-79.

[2]陈明伟.石油固井质量的影响因素及应对策略[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(16):13-14.

[3]段风海,朱永靖,白园园.石油固井中影响质量的主要因素及改进措施[J].石化技术,2019,26(11):194-195.