??????? 3.5? 長封固井段固井難點分析
??????? ?長封固井段古井相比普通固井，有以下技術難點：
??????? ?（1）封固段長，要同時穿越不同壓力層系的地層。常規(guī)水泥固井最長達300～500m，而特殊長封固段井固井段長達到800～1500m，高壓與低壓并存，地層復雜。
??????? （2）封固段長，如何防止水泥漿失重對固井質量的影響。根據水泥漿失重機理研究的結果表明：水泥漿頂替后靜置候凝，在很短的時間內，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，失重效應越嚴重。一旦水泥漿柱的靜液壓力低于地層流體壓力，水泥漿的膠凝強度尚未達到某一定值（500psi／100ft2）時，地層流體就有可能侵入井眼或者水泥漿柱內，影響最終的固井質量。
??????? ?????
??????? ???????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）施工時間長，施工壓力高。
??????? （5）一次性封固800～1500m，作業(yè)時間長，對水泥漿性能要求比較高。
??????? ①要求低密度水泥漿，但同時必須滿足油氣和水層等的封固要求及力學性能要求；
??????? ②水泥漿密度設計，既不能壓漏地層，又必須壓穩(wěn)地層；
??????? ③上下溫度差大，上部水泥強度發(fā)展慢，無法滿足要求。
??????? （6）U形管效應明顯。
???????
??????? 第三章? 提高長封固井段固井質量的措施
??????? 3.1? 提高固井質量的措施
??????? 3.1.1? 施工壓力校核
??????? ?（1）井漏校核
??????? ?固井環(huán)空當量密度過大會導致地層破裂，環(huán)空失返，嚴重影響固井質量，損害油層，還可能引起環(huán)空堵塞等復雜事故。固井環(huán)空壓力計算：
??????? ????? ???????（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。
??????? ?通過計算，水泥返至地面時，當全井環(huán)空當量密度低于地層破裂壓力梯度，施工應不會發(fā)生井漏。
??????? ?（2）壓穩(wěn)校核
??????? ?水泥漿凝固過程中結構力不斷增強，部分重量懸掛于套管及井壁上，產生失重現(xiàn)象，水泥漿失重后，其當量密度降低，因此可能導致環(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? 施工壓力預測?
??????? ?為了保證固井施工安全，應用固井施工壓力軟件對液柱壓力、流體摩阻（考慮“U”型管效應）進行預測控制，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；一步完成水泥封固，水泥頂部在前層套管內；另外要進行泥漿清除。
??????? 3.1.4? 配套固井技術
??????? ?1、固井前的準備
??????? （1）下套管通井前，井隊應按固井的動態(tài)壓力當量密度對地層進行承壓試驗；
??????? （2）采用鉆井時鉆具組合進行通井，下鉆遇阻卡后進行短起下劃眼，確保井眼暢通無阻卡，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，同時轉動鉆具，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，直到泥漿振動篩無砂子，保證井下干凈?？刂破鹣裸@速度，防止壓力波動引起井眼坍塌。
??????? 2、固井前泥漿性能
??????? 泥漿性能的好壞直接影響到固井質量。如果泥漿粘度很大，很難頂替干凈，將會造成竄槽，影響水泥膠結強度。失水量大，會形成厚而松散的泥餅，在水泥漿候凝過程中水泥水化反應將從與其接觸的泥餅中吸收水份，使原來為水飽和的泥餅收縮，干裂直至脫落。這是造成固井質量不好的一個原因。
??????? （1）針對地層的易漏問題，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，應對地層進行承壓試驗；
??????? （2）固井前泥漿性能。如果泥漿粘度很大，很難頂替干凈，將會造成竄槽，影響水泥膠結強度。失水量太大，會形成厚而松散的泥餅，在水泥漿侯凝過程中水泥水化反應將從與其接觸的泥餅中吸收水份，使原來為水飽和的泥餅收縮，干裂直至脫落。這也是造成固井質量不好的一個原因。
??????? 3.1.5? 科學施工
??????? （1）在注水泥前，先注入一定量的清水，在環(huán)空形成足夠長度的低粘切沖洗液柱，其目的：一是清水粘切小，流動性好，易達到紊流，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，灰量大，在注水泥結束后，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，排量不大于鉆進排量，使水泥漿在紊流狀態(tài)下頂替；當壓力升高時，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?shù)膲耗z塞液
??????? 固井施工時，因套管壁殘留的少量水泥漿對鉆井液產生污染，致使鉆井液性能變壞，粘度、切力升高，造成測聲幅軟遇阻。為此，應使用已經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：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，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，減少聲幅測井中軟遇阻；與現(xiàn)場所用鉆井液具有良好的配伍性，可適應多種鉆井液體系，防止測聲幅時在此界面發(fā)生遇阻。
??????? 3.1.7? 雙級注水泥技術
??????? 雙級注水泥多用于長封易漏井固井和長封固段高壓油氣井固井，防止井漏或油氣竄槽，提高固井質量。分級箍由分級箍外套、內襯套、關閉套等基本部分組成。外套上有注水泥孔，其原始狀態(tài)為內襯套封閉注水泥孔。當?shù)谝患壸⑼晁嗯鰤汉螅湃氪蜷_塞，當打開塞下行至內襯套位置時，井口憋壓，使內襯套向下移動，打開循環(huán)孔，為第二級固井提供循環(huán)通道。
??????? 第四章? 結論
??????? ?本文第一章闡述了什么是固井，固井的步驟；第二章詳細介紹了影響古井質量的因素，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，對長封固井段固井難點進行了分析。第三章通過分析長封固井段固井中存在的難點，重點闡述了如何提高長封固井段固井質量的一些技術以及在施工中應當注意的事項。
??????? ?通過上述分析介紹，我們可以知道長封固井段固井確實存在一些技術和設備材料上的難題，但是，通過適當?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量的。當然，要想進一步提高長封固井段固井質量還大量的努力研究。
??????? 致謝
??????? 本人的學位論文是在我的導師楊老師的親切關懷和悉心指導下完成的。她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，楊老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此謹向楊老師致以誠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習生活的每個可愛的同學們和尊敬的老師們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。
??????? 在論文即將完成之際， 我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！謝謝你們！
??????? 參考文獻
??????? [1] 陳庭根，管志川．鉆井工程理論與技術．中國石油大學出版社．2006
??????? [2] 楊振杰，李家芬，蘇長明．鉆井工程固井膠結界面研究現(xiàn)狀［J］．石油鉆探技術，2005
??????? [3] 陳英舒，秋貴．低溫微細低密度水泥的實驗研究［J］．天然氣工業(yè)．2005
??????? [4] 張武輦，張明江．大位移井套管固井技術．石油鉆采工藝．1997
??????? [5] 劉德平．防止油層套管環(huán)空竄氣的固井技術．石油鉆采工藝．1995
??????? [6] 趙艷，周仕明．新型防竄水泥漿體系的研究與應用［J］．鉆井液與完井液．2001
???????