??????? 3.5? 長(zhǎng)封固井段固井難點(diǎn)分析
??????? ?長(zhǎng)封固井段古井相比普通固井，有以下技術(shù)難點(diǎn)：
??????? ?（1）封固段長(zhǎng)，要同時(shí)穿越不同壓力層系的地層。常規(guī)水泥固井最長(zhǎng)達(dá)300～500m，而特殊長(zhǎng)封固段井固井段長(zhǎng)達(dá)到800～1500m，高壓與低壓并存，地層復(fù)雜。
??????? （2）封固段長(zhǎng)，如何防止水泥漿失重對(duì)固井質(zhì)量的影響。根據(jù)水泥漿失重機(jī)理研究的結(jié)果表明：水泥漿頂替后靜置候凝，在很短的時(shí)間內(nèi)，水泥漿柱的壓力差(即底部壓力-頂部壓力)就降到零。甚至使水泥漿柱底部的壓力比頂部的壓力還低。如圖2.1所示。水泥漿柱越長(zhǎng)，失重效應(yīng)越嚴(yán)重。一旦水泥漿柱的靜液壓力低于地層流體壓力，水泥漿的膠凝強(qiáng)度尚未達(dá)到某一定值（500psi／100ft2）時(shí)，地層流體就有可能侵入井眼或者水泥漿柱內(nèi)，影響最終的固井質(zhì)量。
??????? ?????
??????? ???????圖2.1 水泥漿失重曲線
??????? （3）水泥量大，品種多。考慮到常規(guī)水泥固井不能滿足施工的要求，一口井就需要二、三種水泥同時(shí)使用，如不同密度的低密度水泥、純水泥等。一次性固井施工水泥量是常規(guī)注水泥的3～5倍。
??????? （4）施工時(shí)間長(zhǎng)，施工壓力高。
??????? （5）一次性封固800～1500m，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)水泥漿性能要求比較高。
??????? ①要求低密度水泥漿，但同時(shí)必須滿足油氣和水層等的封固要求及力學(xué)性能要求；
??????? ②水泥漿密度設(shè)計(jì)，既不能壓漏地層，又必須壓穩(wěn)地層；
??????? ③上下溫度差大，上部水泥強(qiáng)度發(fā)展慢，無(wú)法滿足要求。
??????? （6）U形管效應(yīng)明顯。
???????
??????? 第三章? 提高長(zhǎng)封固井段固井質(zhì)量的措施
??????? 3.1? 提高固井質(zhì)量的措施
??????? 3.1.1? 施工壓力校核
??????? ?（1）井漏校核
??????? ?固井環(huán)空當(dāng)量密度過大會(huì)導(dǎo)致地層破裂，環(huán)空失返，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量，損害油層，還可能引起環(huán)空堵塞等復(fù)雜事故。固井環(huán)空壓力計(jì)算：
??????? ????? ???????（3-1）
??????? 式中：P環(huán)--固井環(huán)空壓力，MPa；
??????? P液--環(huán)空液柱壓力，MPa；
??????? P壓耗--環(huán)空循環(huán)壓耗，MPa。
??????? ?通過計(jì)算，水泥返至地面時(shí)，當(dāng)全井環(huán)空當(dāng)量密度低于地層破裂壓力梯度，施工應(yīng)不會(huì)發(fā)生井漏。
??????? ?（2）壓穩(wěn)校核
??????? ?水泥漿凝固過程中結(jié)構(gòu)力不斷增強(qiáng)，部分重量懸掛于套管及井壁上，產(chǎn)生失重現(xiàn)象，水泥漿失重后，其當(dāng)量密度降低，因此可能導(dǎo)致環(huán)空壓力小于地層孔隙壓力而發(fā)生溢流或井噴。安全條件是：
??????? ????? ???????（3-2）
??????? 式中：P孔隙--地層空隙壓力，MPa；
??????? ??? P自--環(huán)空自由端鉆井液液柱壓力，MPa；
??????? ??? P失--水泥漿失重后壓力，MPa。
??????? 3.1.2? 施工壓力預(yù)測(cè)?
??????? ?為了保證固井施工安全，應(yīng)用固井施工壓力軟件對(duì)液柱壓力、流體摩阻（考慮“U”型管效應(yīng)）進(jìn)行預(yù)測(cè)控制，從而保證了固井施工安全。
??????? 3.1.3? 選擇合適的水泥體系
??????? ?針對(duì)特定的地層及施工情況，選用優(yōu)化低密度防氣竄水泥漿；保證隔離液密度與泥漿密度接近，水泥漿密度比隔離液略高，以減小U形管效應(yīng)；一步完成水泥封固，水泥頂部在前層套管內(nèi)；另外要進(jìn)行泥漿清除。
??????? 3.1.4? 配套固井技術(shù)
??????? ?1、固井前的準(zhǔn)備
??????? （1）下套管通井前，井隊(duì)?wèi)?yīng)按固井的動(dòng)態(tài)壓力當(dāng)量密度對(duì)地層進(jìn)行承壓試驗(yàn)；
??????? （2）采用鉆井時(shí)鉆具組合進(jìn)行通井，下鉆遇阻卡后進(jìn)行短起下劃眼，確保井眼暢通無(wú)阻卡，并記錄好遇阻卡井深，為下套管作業(yè)提出警示；
??????? （3）下至井底后，小排量開泵，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，破壞泥漿靜切力，防止井漏。正常后逐步增加至鉆井排量循環(huán)通井2周，直到泥漿振動(dòng)篩無(wú)砂子，保證井下干凈?？刂破鹣裸@速度，防止壓力波動(dòng)引起井眼坍塌。
??????? 2、固井前泥漿性能
??????? 泥漿性能的好壞直接影響到固井質(zhì)量。如果泥漿粘度很大，很難頂替干凈，將會(huì)造成竄槽，影響水泥膠結(jié)強(qiáng)度。失水量大，會(huì)形成厚而松散的泥餅，在水泥漿候凝過程中水泥水化反應(yīng)將從與其接觸的泥餅中吸收水份，使原來(lái)為水飽和的泥餅收縮，干裂直至脫落。這是造成固井質(zhì)量不好的一個(gè)原因。
??????? （1）針對(duì)地層的易漏問題，可以隨鉆在鉆井液中加入堵漏劑，循環(huán)時(shí)使堵漏材料和較小的鉆屑以及鉆井液的固相顆粒在液柱壓差作用下擠入巖石孔隙中，在井壁周圍形成屏蔽層，從而提高地層承壓壓力。下套管通井前，應(yīng)對(duì)地層進(jìn)行承壓試驗(yàn)；
??????? （2）固井前泥漿性能。如果泥漿粘度很大，很難頂替干凈，將會(huì)造成竄槽，影響水泥膠結(jié)強(qiáng)度。失水量太大，會(huì)形成厚而松散的泥餅，在水泥漿侯凝過程中水泥水化反應(yīng)將從與其接觸的泥餅中吸收水份，使原來(lái)為水飽和的泥餅收縮，干裂直至脫落。這也是造成固井質(zhì)量不好的一個(gè)原因。
??????? 3.1.5? 科學(xué)施工
??????? （1）在注水泥前，先注入一定量的清水，在環(huán)空形成足夠長(zhǎng)度的低粘切沖洗液柱，其目的：一是清水粘切小，流動(dòng)性好，易達(dá)到紊流，從而提高頂替效率；二是稀釋部分鉆井液，沖洗疏松泥餅，利于頂替。
??????? （2）封固段長(zhǎng)，灰量大，在注水泥結(jié)束后，采用重泥漿頂替，降低施工壓力，保證施工安全。
??????? （3）采用雙泵替漿，排量不大于鉆進(jìn)排量，使水泥漿在紊流狀態(tài)下頂替；當(dāng)壓力升高時(shí)，可采用單泵替漿，控制好排量，使水泥漿在塞流狀態(tài)下頂替，最后采用清水碰壓，以提高水泥漿頂替效率。
??????? 3.1.6? 選用適當(dāng)?shù)膲耗z塞液
??????? 固井施工時(shí)，因套管壁殘留的少量水泥漿對(duì)鉆井液產(chǎn)生污染，致使鉆井液性能變壞，粘度、切力升高，造成測(cè)聲幅軟遇阻。為此，應(yīng)使用已經(jīng)研制出的新型壓膠塞液。該壓膠塞液與常規(guī)壓膠塞液相比，具有三大優(yōu)點(diǎn)：在固井中具有抗水泥污染能力，具有一定的粘度、切力和高溫穩(wěn)定性，流變性能增強(qiáng)，能夠保證壓膠塞液在清洗套管后性能穩(wěn)定，清洗出懸浮的殘留水泥漿，避免其沉淀；在固井候凝過程中避免高溫降粘或高溫增稠的發(fā)生，減少聲幅測(cè)井中軟遇阻；與現(xiàn)場(chǎng)所用鉆井液具有良好的配伍性，可適應(yīng)多種鉆井液體系，防止測(cè)聲幅時(shí)在此界面發(fā)生遇阻。
??????? 3.1.7? 雙級(jí)注水泥技術(shù)
??????? 雙級(jí)注水泥多用于長(zhǎng)封易漏井固井和長(zhǎng)封固段高壓油氣井固井，防止井漏或油氣竄槽，提高固井質(zhì)量。分級(jí)箍由分級(jí)箍外套、內(nèi)襯套、關(guān)閉套等基本部分組成。外套上有注水泥孔，其原始狀態(tài)為內(nèi)襯套封閉注水泥孔。當(dāng)?shù)谝患?jí)注完水泥碰壓后，放入打開塞，當(dāng)打開塞下行至內(nèi)襯套位置時(shí)，井口憋壓，使內(nèi)襯套向下移動(dòng)，打開循環(huán)孔，為第二級(jí)固井提供循環(huán)通道。
??????? 第四章? 結(jié)論
??????? ?本文第一章闡述了什么是固井，固井的步驟；第二章詳細(xì)介紹了影響古井質(zhì)量的因素，包括地層特性、水泥漿性能、水泥石的體積收縮、鉆井液性能以及另外的一些主觀因素和客觀因素，另外，對(duì)長(zhǎng)封固井段固井難點(diǎn)進(jìn)行了分析。第三章通過分析長(zhǎng)封固井段固井中存在的難點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了如何提高長(zhǎng)封固井段固井質(zhì)量的一些技術(shù)以及在施工中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)。
??????? ?通過上述分析介紹，我們可以知道長(zhǎng)封固井段固井確實(shí)存在一些技術(shù)和設(shè)備材料上的難題，但是，通過適當(dāng)?shù)氖┕な侄魏瓦x用合理的固井材料相配合還是是可以提高固井質(zhì)量的。當(dāng)然，要想進(jìn)一步提高長(zhǎng)封固井段固井質(zhì)量還大量的努力研究。
??????? 致謝
??????? 本人的學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師楊老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，楊老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向楊老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
??????? 在此，我還要感謝在一起愉快的度過學(xué)習(xí)生活的每個(gè)可愛的同學(xué)們和尊敬的老師們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。
??????? 在論文即將完成之際， 我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！謝謝你們！
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