固井质量的影响因素及对策
固井质量的影响因素及对策
摘要:固井作业是一次性工程, 如果出现失误一般难以补救, 即使补救也无法达到封固合格, 易造成一定经济损失。基于固井实践经验, 找出了影响固井质量的主要因素, 提出了通过作业前的充分准备工作, 调配出性能优良的水泥浆体系, 平衡注水泥, 加强过程监督管理等措施提高固井质量。
关键词:固井质量水泥浆密度稠度失水量
1影响固井质量的主要因素
通常认为, 影响固井质量的因素有井身质量、井身结构、钻井液性能、水泥浆体系、固井现场施工等。通过多年对固井的跟踪分析, 笔者认为, 影响固井质量的主要因素有以下方面。
1.1地层特性
地层特性是影响水泥环第二界面胶结质量的一个重要因素, 特别是在比较活跃的水层、油层井段, 水泥浆凝固过程中地层流体对其进行侵污, 从而影响了水泥石与地层的胶结强度[1]。另外, 对于高渗透率油气水层, 水泥浆在稠化过程中容易失去自由水, 造成水泥浆粉化, 体积减小并形成微间隙, 从而影响固井质量。
1.2水泥浆性能
水泥浆性能对固井质量起着关键性的作用, 包括水泥浆失水量、水泥浆密度和水泥浆流变性。水泥浆的失水量过大, 会造成水泥凝固时自由水渗入地层, 使水泥浆体积减小, 从而影响固井质量。特别在中、高渗地层这种影响会更加明显。另外, 水泥浆失水量大, 在施工过程中不但会造成严重的施工蹩泵事故, 而且在水泥浆经过油气层时, 水泥浆滤液与水泥颗粒大量进入油气层, 堵塞油气通道而污染油层。水泥浆密度直接反映了水灰比的大小, 水泥石在固化过程中, 只需要 25%的水即可, 而水灰比 25%的水泥浆密度达到 2.3 g/cm3以上, 固井无法泵入。为了满足固井要求, 只能增大水灰比, 但如果水泥浆密度过小, 势必增大水分流失, 从而影响固井质量[2]。水泥浆的流变性直接影响着顶替效率。实践证明, 动切力大的流体对动切力小的流体具有较好的顶替效率; 流动性差会增大泵入难度, 增加施工危险性, 而水泥浆流动性太好, 容易使水泥分层沉淀, 影响封固质量。
1.3水泥石的体积收缩
在水泥水化过程中, 水泥熟料在与水发生化学反应后的产物其体积比水化前的总体积减小, 纯水泥水化的体积收缩率可高达5%。如果不有效控制固井水泥浆的体积收缩, 将不可避免地导致水泥石与套管、水泥石与井壁两个界面的胶结强