固井水泥浆体系的优化措施研究

吴昭 

中国石油集团长城钻探工程有限公司固井公司 辽宁 盘锦 124010

摘要：文章探讨了固井水泥浆体系的优化措施。首先介绍固井工艺技术，并从常规固井水泥浆体系和高抗盐固井水泥浆体系的优化方面，针对不同的钻井施工过程以及油田不同勘探开发时期所提出的固井需求对其进行优化，以供参考。

关键词：固井水泥浆技术 固井水泥浆体系 优化措施

Research on Optimization Measures of Cementing Cement Slurry System

Wu Zhao

China Petroleum Group Great Wall Drilling Engineering Co.，Ltd. Cementing Company，Liaoning Panjin 124010Abstract：This paper discusses the optimization measures for cementing cement slurry system.

Keywords：cementing cement slurry technology；cementing cement slurry system；optimization measures

目前在我国经济快速发展的同时，我国社会对石油等资源的需求量在不断增加，给石油公司带来较大的生产压力。在石油钻井作业完成之后需要进行固井施工，主要采用的技术措施就是通过固井水泥来对套管和井壁进行封固。在上述作业过程中为了实现对固井质量的提高，就需要对目前的固井水泥浆体系进行优化来确保满足相应的设计标准。还可以实现井壁稳固性的提升以及井眼服役年限的延长，促进我国油田开发事业的发展以及石油开采量的增加。入进行减少和控制，提高油田生产的经济效益。在此体系中，无论是针对低温、高温水泥浆体系的优化组合都是采用降失水剂、缓凝剂、减阻剂等，只是其中的型号会有所不同。此外，为了实现对水泥浆体系性能的优化，还可以在其中加入防气窜剂、浆体稳定剂、增塑剂、消泡剂等化学药剂来作为辅助性能的调节实现固井效果的提高，还可以满足不同的特殊井筒的固井要求。2.2 高抗盐固井水泥浆体系

此种固井水泥浆体系具有良好的抗高温特性，甚至可以对超过200℃的环境温度下的固井作业进行适应。其不仅可以在淡水水泥浆固井施工中应用，也可以适应于半饱和盐水和饱和的盐水水泥浆固井。还具有较高的抗盐能力，不会由于含盐量高而对固井效果造成影响。因此就可以通过对此体系的应用来对深井和超深井钻探施工的问题进行解决，并且可以满足盐膏层固井的需求以及固井效果的提升。此外，在此种体系中还可以对任何的外加剂进行加入并且不会对水泥浆的性能参数和固井效果产生不利影响。在具体的固井施工中此体系进行应用时，其中的GT11系列的高抗盐固井水泥浆系列产品就是具有抗高温和耐盐性能比较流量的聚合物，其属于降失水剂中的一种，在对其进行应用时，主要的原理就是对水和水泥浆颗粒进行吸附水化，然后在水泥颗粒附近形成强大的水化膜。通过此水化膜可以在高温以及高含盐情况下发挥良好的凝固作用。根据此体系的基本指标，其可以适应的环境温度范围为40~200℃，而且半饱和和饱和盐水配置的水泥浆也具有良好的凝固效果和抗盐特性，还具有较低的失水率以及具有较高的抗压强度。也可以在比较复杂的井筒固井施工中发挥理想的固井效果而实现对井壁和套管的保护。此外，此体系在应用中还比较容易对流变特性进行调节以及对稠化时间进行控制，也具有比较少的固井施工条件，且在一定温度条件下不会出现失稳问题，表现出良好的浆体稳定性以及固井施工质量。1 固井工艺技术分析

正如前文所述，在石油钻探过程中以及钻井完成之后需要进行固井施工，其主要的原理就是将套管下入井中，而且将水泥浆注入此套管和井壁之间，在水泥浆固结之后形成套管和井壁之间的水泥环来起到对井壁进行加固的作用。因此来说，固井施工的主要作用就是对井壁进行加固，而且在此基础上可以继续进行钻井施工并且实现对高压油气水层的封隔来确保石油钻井作业的顺利开展以及实现石油钻进速度的提高。也正是如此，固井施工成为目前钻井施工中的重要工序，不仅具有上述优点，还可以确保钻井施工的安全，主要是可以起到封隔高压油气水层的作用，起到对井壁和套管的保护。通常在将水泥浆注入套管和井壁之间之后，在经过2d左右的凝结之后，需要通过测井方法来测试井筒。主要通过井温测井和声波幅度测井的方式来对套管外的水泥返高进行检测，还对水泥的胶结情况进行检测，通过监测结果来对固井的质量进行评价。2 固井水泥浆体系的优化2.1 常规固井水泥浆体系

此种体系在实际应用中主要会在淡水水泥浆固井施工中以及高矿化度的水泥浆固井中应用。也就是说此种体系不仅可以在密度较低的固井施工中应用，也可以在密度较高的固井中应用，还可以对水泥浆体系的良好性能进行发挥，实现固井质量的提升。在此种体系应用还表现出良好的配伍性，不仅不会与井筒内的流体发生反应而对油层空隙进行堵塞，而且还可以根据固井水泥浆的质量来对水泥浆的性能指标进行调节。也就是实现对常规水泥浆体系的优化来对成本投2.3 固井水泥浆体系的优化设计

在对固井水泥浆体系进行优化时，重点是要按照井眼的实际情况进行优化，还要针对中温、高温以及 67

技术研究超高温固井水泥浆体系的不同来对浆体的性能进行调节以确保其对不同的固井施工场合进行适应。针对深井固井水泥浆体系来说，主要是在对固井水泥浆体系进行优化的同时对高温防气窜水泥浆体系进行开发和应用，此种体系具有较强的泵送性能，可以保证将水泥浆向套管和井壁之间送入来确保固井质量的同时，保证油井的后续生产。此外，此体系还具有较小的失水量要求，需要可以通过现场观察来对稠化时间进行调整以实现对深井固井质量的提高和固井水泥浆体系的优化。此外，在此体系中还要对高温防气窜外加剂进行优先应用，所应用的外加剂主要就是丁苯乳胶，可以实现水泥浆体系抗高温特性的提高以及水泥石渗透性的降低，并且可以对水泥浆失水现象进行阻止来实现固井效果的提高。不仅如此，还要在此体系中加入提高水泥浆体系韧性的材料，所应用的材料为超混复合材料，通过此材料的加入可以对压裂施工中出现的冲击载荷进行减少而避免对固井水泥环的损害，减少了修井作业的成本也确保了油田生产的安全。同时也解决了深井油田后续作业中的安全隐患问题而实现了井筒服役年限的延长。另外一点就是进行固井水泥浆体系的配制。这主要是针对钻井施工中可能存在的天然气层的问题，此2019年第9期问题容易导致在钻进各施工中大量的气泡进入水泥浆体系而降低其强度并引发安全事故。而且还容易导致漏失问题、局部坍塌问题等安全问题。此外其还会与水反应生成酸性气体而腐蚀水泥浆体系、延长其稠化时间、降低其稠化和凝固效果。这就需要通过对固井水泥浆体系的优化配制来解决上述问题。主要的方式就是进行低密度材料的配制来减少其需水量进行。而且还要求在水泥浆体系中不能含有游离水且具有较好的稳定性，实现对水泥浆稠化时间的控制，确保注入早期的水泥浆液具有较好的流动性和强度。在凝固之后也会封固高压的出气层来确保后续钻井施工的安全。3 结束语

在对固井水泥浆体系优化中的常规、高抗盐固井水泥浆体系的优化进行研究之后，需要针对不同的钻井施工过程来采取不同的优化方式，满足上述钻井施工要求的同时，满足不同油田勘探开发时期的固井需求并实现固井施工质量的提高。参考文献 

[1] 晓，孙富全，何沛其，等 . 紧密堆积优化固井水泥浆体系堆积密实度[J]. 石油钻采工艺，2017（3）.

[2] 赵殊勋，王亚楠，饶辰威，等 . 大港潜山固井用水泥浆体系评价研究[J]. 西部探矿工程，2018.

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用，同时也在油田升举中起着非常重要作用，这种技术是在电动潜油泵采油技术占据重要的地位，最主要的3个部分包括电力传递部分、地上部分和井下部分。目前我国在经过对采油技术不断的研究和发展使潜油电泵发展为若干个方面，这些方面大部分是应用于不同套管外径中，形成一系列的配套技术。这一技术所占比例很高，高达95%甚至更高，是油田举升发展的重要手段[2]。复式活塞泵中，并有着较高的工作效率和独特的优点，比如：排量大、广泛的应用范围等许多优点。随着我国技术的不断发展和研究工作的大力进行，我国不断的完善着与油田生产有关的技术，并且不断的研究诊断技术和水力活塞泵抽油技术，同时还采用水力活塞泵采油技术，改良和完善水力活塞泵采油技术，这种技术是采用水基动力液等一系列的配套方法来取代水力活塞泵，从而进一步取得一定的成功，大大的提升我国油田的生产效率，这是必不可少的一步，并在油田开发效果中取得一定的发展。4.2 抽油机有杆泵采油技术

机械采油方法占人工升举采油技术的95%以上，更重要的方面是在于抽油机有杆泵采油技术。提高和发展我国油田企业效率和经济利益，是因为在对相应配套技术和抽油机、杆、泵进行不断的改造。我国最终研究出来的抽调油泵、软密封泵，这2个泵是就是主要进行对油田性质不同的流体和开采的不同的装置，我国也对各种泵的选择类型也进行了深入的探索，这样从而使我国油泵的配套设施得到了全面的发展。在80年代，为了使抽油机的平均负荷提高到80%~95%，进一步促进我国所用的抽油机井的生产效率和企业的经济效益，借鉴国外所使用先进技术，吸收借鉴国外的科技和经验，不断探索和优化抽油机井杆泵，同时也不断优化研究抽油井的井下诊断技术。5 结束语

我国有完井工程技术、分层注水技术、抽油机有杆泵采油技术、水力活塞采油技术以及电动潜油泵采油技术。我国对油田进行的开采和发掘就需要完善和改良各种采油的工艺技术，各个企业应当形成科学合理的油田配套采油技术，这样使企业利益、油田的产量、油田采油速度还有最终采收率得到质的飞跃，同时对其他油田的开采有着极为重要的指导作用。为了我国的经济能够得到迅速发展，就要在我国采油配套技术发展中，要大力发展采油配套技术，提高采油的质量和采油的效率，不断地提升企业的经济效益。参考文献

[1]胡荣.油田生产中采油的配套技术及应用工艺的研究[J].化工管理，2018（32）：97.

[2]王元婷，王杰.油田生产中采油的配套技术与工艺[J].化工设计通讯，2017，43（5）：75.

4.3 水力活塞采油技术

我国近几年在水力活塞技术中取得了一定的发展，这种技术是应用在油田的配套技术当中，这种技术很重要。水力活塞泵采油技术是应用在液压传动的 68