固井二界面胶结强度影响因素及对策于连方

固井二界面胶结强度影响因素及对策于连方

于连方

中海油田服务股份有限公司湛江分公司广东省湛江市524057

摘要：固井二界面的胶结强度对油气井的使用产生较大影响。由于该界面系统复杂，影响因素多，因此较难控制。本文主要结合固井第二界面的胶结强度影响因素及改进措施进行分析探析，通过分析影响胶结强度的因素，在此基础之上进行针对性措施改进，可以有效地保证胶结质量，提升油气井的使用效率。

关键词：固井；第二界面；胶结强度

1引言

油气井的固井工程是钻井工程中的重要步骤，油气井的固井质量关系着油气井的质量和产能。固井技术是保证油气资源合理开采的关键性技术。影响固井质量的的关键性因素是第二界面的胶结强度。在固井进行过程中，第二界面的胶结是一个复杂的工程，如果不能进行有效地保证其胶结质量，可能会导致一系列的质量问题，如发生油气水窜。因此，必须采取有效的措施保证胶结质量。本文结合具体的实践经验，对第二界面的胶结强度影响因素进行分析，并在此基础之上，采取针对性措施保证其胶结质量。

2固井第二界面胶结质量的重要性

油气井存在两个界面：第一界面和第二界面。第一界面指的是套管和水泥环或固井液之间的界面；第二界面是指水泥环或套管和滤饼、滤饼和井壁之间的界面。本文主要针对第二界面进行分析探讨。第二界面主要有水泥环、滤饼、死泥浆、井壁组成。

第二界面的胶结质量对于油气井的使用寿命和采气和采油的收率有较大的影响。另外，第二界面的胶结质量也对后续的压裂过程产生影响，胶结质量好，则压裂时油气井的稳定性好，从而压裂效果得到保障。相反，胶结质量差，则会在油气井使用过程中产生窜流问题，井田中冒气、冒油，影响收率和经济性。进而，会对井周围的环境产生较大影响。因此，第二界面的胶结质量十分重要，对油气井的经济性和环保都具有重要的影响作业，必须采取针对性措施保证油气井的二界面胶结质量。

3固井二界面胶结强度影响因素

固井二界面系统是一个比较复杂的系统，因此影响其胶结质量的因素较多，主要包括地层条件、井眼形状、钻井液性能、水泥浆液的性能等。

3.1地层条件

影响胶结质量的地层条件主要为压力、地层的岩石特性、地层的渗透率及地层的温度等。有文献考察了水泥与岩层之间的胶结质量与孔隙率、渗透率之间的关系，最终的结果显示：随着孔隙率和渗透率的增加，水泥与岩层之间的胶结质量下降，且水泥与泥岩的胶结强度大于水泥与砂岩的胶结强度。随着孔隙率和渗透率的增加，水泥浆的失水越大，因此导致水泥的凝固过程没有充分的水化，最终导致第二界面的胶结质量较差。地层的温度则会影响水泥浆液的性能调节和平衡压力。一般情况下，水泥浆液凝固后，养护温度发生变化会对胶结强度产生影响温度变化越大，变化频次越多，强度降低的幅度也就越大，因此在水泥浆凝固后，需要采取措施稳定养护温度。另外，地层的流体也会影响胶结质量。在活跃的地层中，流体会在水泥浆液凝固过程中对其进行侵污，从而降低胶结质量。

3.2井眼状况

在钻井过程中，地层内的流体压力和坍塌压力等作用力的影响，容易使得局部井眼呈现不规则的椭圆形。流体在直径发生突变的区域会产生滚流，此时流体不能有效地向前推进流动，容易在此区域形成死泥浆，降低水泥浆和井壁的胶结质量。

3.3钻井液的性能

影响界面胶结质量的钻井液指标是顶替效率，即钻井液在流动过程中顶替水泥浆的效率。一般情况下，降低塑性粘度、剪切力等可以提升顶替效率，提高胶结质量。钻井液使用过程中，由于失水会形成滤饼，因此第二界面实际上是水泥环和滤饼、滤饼和井壁组成的复合界面。由于滤饼疏松，形成胶结面时会产生孔隙，影响胶结强度。滤饼厚度小于0.5mm时，对胶结强度没有影响，厚度在0.5-1mm之间时，影响程度较小，大于1mm时，对胶结强度产生较大的影响。

3.4水泥浆性能

影响第二界面的水泥浆指标主要有密度、失水量、流变性及固化过程中的体积收缩。高密度的水泥，固含量大，水泥堆积紧实，因此其胶结质量相对于低密度水泥浆效果好。失水量较大时会在界面上形成薄膜层，影响胶结质量。另外，水泥浆的流变特性会影响顶替率，从而对胶结质量产生影响。

4提高第二界面胶结质量的有效对策

4.1钻井和固井工艺

钻井工艺中，要严格控制施工，直段施工时，要保证打斜，造斜段施工时要平稳，保证整个钻井中的井眼轨迹平稳光滑。同时控制好钻井液的密度和滤失量。固井工艺中，通过提高套管居中度，活动套管，套管柱上装泥饼刷等措施保证胶结质量。

4.2钻井液

采用流变性能良好的钻井液进行施工作业，同时对钻井液进行稀释处理，并对钻井液进行预处理，从而保证钻井液和水泥浆的相容性，提升界面的胶结强度。另外，在钻井液中添加特定的助剂也能有效地提升钻井液的性能，例如添加界面增加剂LPS，可以通过离子交换作业参与水化和胶结，提升界面的胶结强度。

4.3前置液

增强冲洗液的洗涤能力，清除残留的钻井液，最大限度的减小死泥浆的生成，实现紊流顶替，改善井壁的状态，增强胶结强度。另外，也可以通过添加活性组分来提升前置液的使用效果。同时，也有文献报道，通过提高前置液的接触时间来达到最大效果的清洗作用。

4.4水泥浆

水泥浆的选择要与实际的地层特性进行，例如，对于孔隙率较大的地层可以选择滤失量较小的水泥浆，来提升胶结强度。另外在水泥浆中加入聚合物和弹性纤维，能够降低水泥浆失水量，增加韧性，防止出现裂缝，有利于提高二界面胶结质量。

5结语

固井过程中的第二界面的胶结强度对于油气井的使用具有重要的影响，较大程度上对油气井的使用寿命和经济性产生效应。通过分析影响第二界面胶结质量的因素，进而在此基础之上提出针对性的改进措施，可以有效地提升第二界面的强度质量，从而保证油气井的高效运行。

参考文献：

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