水平井固井水泥浆体系特点及应用分析

水平井固井水泥浆体系特点及应用分析

淳于家兴

中海油田服务有限公司油田化学事业部塘沽作业公司固井业务部 天津 塘沽 300452

摘要:水平井在裂缝性油气藏开采中广泛应用，其原因是它本身结构特殊，它的最大斜角可以达到或接近于90度，并且在地下维持很长一段长度的水平井段，与油的接触面积更大使采油的效果更好，常常适用于薄的油皮气层。水平井与常规直井不同的点在于井钻和完井，水平固井作为钻井工程的最后一步，需要保证从井眼准备过程中再到泥浆体系的形成都需要选择出更适合实际情况的施工方案来达到更高的标准和要求。

关键词:水平井固井；水泥浆体系；应用；特点

随着我国经济的不断增长，对资源的需求越不断扩大，增强油田开采的程度也不断加深。面对表层石油储量越少的情况下去深层的石油进行开采已经成为了我国石油资源的主要获取方式，我国正在积极采集深层石油但由于其难度较大采集十分困难，但是现阶段已经出现了低渗透油田和特低渗透油田，我们可以必须增强采集技术，以往的直井开发技术由于其接触油层面积过少无法收获到更多的石油来提供给日益发展的社会经济，石油的收获甚微不断刺激市场使石油的开采技术发生改革。现阶段的开采技术中采用水平井固井可以在实际发展过程中增加固井质量来获得更好的收益，将有限的资源达到合理利用。

一、水平井固井泥浆体系概述

水平井固井泥浆体系分为常规固井水泥浆体系和深层固井水泥浆体系两种。常规的固井水泥浆体系是指在正常温度和压强下的固井操作，它的中层，高层温度和超高层温度都控制在正常范围内，在此范围内不会发生过于强烈或无法预知的化学反应，属于可控范围。越高的温度要求会发生的情况越多，同样对水泥浆体系标准也越高，抗高温性能够使常规的固井水泥浆广泛应用于淡水和矿化度高，不同密度条件下的水泥固井。又因其具有可调控性，性能稳定和成本低廉等优势而广泛应用于各个工程体系。深层井固井水泥体系是要求在满足不同条件下所创造出的一种新型更适应恶劣条件的水泥浆体系。深层井会遇到井高温井深和井段长等等高难度挑战。所以我们在面对深层水泥浆固井体系时我们要添加高温防气体窜外加剂来增加水泥浆的韧性，并且要控制好水泥浆的密度和流动度，缩短筹划时间，失水量和增强抗压性来满足水泥浆体系所面对的高要求和高标准。我们在研发过程中发现丁苯乳胶是外加剂的最好选择，其橡胶粒子众多且直径较小，与水泥中的化学物质反应之后可以形成网架状结构，稳定性极高，并且可以抵抗高温形成致密硬块，减少气体的流入防止气窜。

二、泥浆体系特点

2.1水平固井特点

随着我国石油开采的力度不断增加，表层石油的储量已经越来越少，为达到更多的石油储量，我们会向其深层开发，也意味着水平井面临着井深压力体系多经段长和井温高的挑战。井深和井段长意味着井内的压力体系增高，开采难度增大。并且在开发过程中，由于钻孔和土地的摩擦，挤压增大，钻井的力度也会大大增加，我们在开采过程中也会带来更大的阻碍。井段长也会就意味着在开采过程中所处的地层更加复杂，开采的危险性也会增加。在面对水层的时候，我们还需要对土地水层结构进行修复防止淡水流失；在面对岩石或者是硬度更大的固体要进行开采和加大钻井力度；在面对不同层次的复杂土壤我们可能会接触到会发生爆炸的气体等等。在众多危险之下我们的开采技术要不断增加，我们在开采过程中所接触到的井段温度要比我们日常所接触到的温度要高上许多，带来的结果是所开采的地方反应活性更大，会发生各种无法预估的化学反应产生不一样的气体或液体，极易造成钻井设备的损耗和各种环境污染，因此我们要增强水泥体系的标准和要求对于固井耗费的费用也需要加大投入来减少环境污染和其他成本投入。

2.2水平井固井泥浆体系特点

水平井固井水泥浆体系一是低密度的水泥浆体系，它在欠平衡钻井完井体系中广泛应用。低密度带来了流动性高和高强度的特点，失水量较低也会带来更好的防窜效果使其阻隔性能更好。二是高密度的水泥浆体系，它的的强度和流动性相比之下要差上很多，但是我们在实际操作过程中可以通过添加超细球加溶剂，通过控制粒径的分布来使泥浆的流动性能更好，降低水分流失的数量，而且相比于低密度水泥浆体系它的强度和质量更好，抗压性更好。矿渣水泥浆体系是由炼铁的副产物加工制成的，是一种可以代替水泥进行固井且效果极好的胶凝材料，它相比于前两种来说更具有成本廉价的优势，在我国产业链发展全面的地方广泛应用。

三、水平井固井水泥浆体系的应用

3.1膨胀水泥体系

膨胀水泥体系包括晶格膨胀和遇水膨胀两种，这两种体系现在已经广泛应用于各个油田。实际开采中晶格膨胀水泥体系是利用晶格膨胀剂来对水泥的收缩进行补偿，它的性能比较稳定不会产生额外的补偿，流动性好，失水量也比较少，能够更好的配合外加剂使用，满足工程所想要达到的标准。遇水膨胀水泥体系是通过水浸入膨胀材料与材料相结合，水溶入膨胀材料扩大材料的体积来堵塞井口，防止水的窜入。

3.2弹性水泥体系

弹性水泥体系是通过复合材料进行增韧和止裂，其原理是用纤维和橡胶材料进行表面活性处理，通过粉碎和球化处理程序之后复配成密度高，抗冲击性和分散性更好的水泥浆体系。它可以满足要求性能较高，承受压力较大，要求极高密度和长时间冲击致密砂岩储层。我们在对材料进行加工时要对其进行强度和弹性的测试和筛选，选择出更符合高要求和高标准的材料来完成施工的目的，曾强固井质量。

3.3乳胶水泥浆体系

乳胶水泥浆体系是通过化学反应提升化学物质的键能来强化乳胶材提高其密度，并且在高压的条件下发生化学反应形成更高的致密度来减少气体的流窜也可以减少气体渗透，现阶段这项体系在国内外均有应用。

结束语:

由于我国技术经济的不断发展，我国对资源的开采不断增加，石油的收集模不断扩大，表层的石油已经逐渐减少。面对此等情况，我们需要提高技术来降低石油的消耗量和开采难度。我们在对石油开采中要根据石油储存的地点和周围环境不同进行区分，不同类型的油量储存采用不同的固井方法才能达到更符合标准的固井质量。在施工过程中可以采用直井和水平井；在选择井深中可以采用浅层水平井和中深层水平井；在固井过程中可以采用膨胀水泥体系，弹塑性水泥体积和乳胶水泥体系。面对不同的情况，采取不同的体系来保证固井质量，选择出最适合的体系，增加石油的开采数量保证我国经济的发展通畅满足我国人民日益增长的经济需要。

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