2020年中級注冊安全工程師答疑:固井施工中常見問題及處理方法?
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問題：
固井施工中常見問題及處理方法?
答疑：
固井施工是開采油氣前的一項重要性準備工作，施工質量的好壞決定著油氣井的壽命長短，關系著后續的開采量和開采效益。在固井施工中，由于工程的特殊性，決定著固井技術容易發生質量問題。本文就對固井施工中的常見問題及處理方法做個探討。
固井工程是一項復雜的工程，施工時間段、工序復雜、作業量大槍、技術性強，施工質量的好壞直接影響著后續油氣開采，而且，固井施工是在井下作業，不易觀察和判斷，因此，質量的控制就顯得尤為重要。
固井施工的主要工序分為下套管、注水泥、候凝和檢測評價。其中，注水泥的過程是最容易出現問題的工序，涉及到材料、流體、機械、力學等多種因素的影響，也受到水泥性能、底層結構、施工工藝等影響，導致注水泥過程失敗。在筆者多年的施工經驗總結來看，固井施工中的問題主要有：套管阻卡、水泥漿過快或過慢凝結、注水泥漏失、灌香腸、注水泥替空、油氣水層漏封等問題。下面，就主要從這幾個問題進行一一分析。
1.套管阻卡的問題分析
1.1.定義：套管阻卡指的是層套管和井眼之間的配合縫隙不夠，導致套管無法深入井下進行作業。
1.2.原因：發生套管阻卡的原因有很多。一是套管粘吸時卡住，就是套管外徑比鉆桿的外徑要打，或者上扣的時間比鉆桿的時間長，在下管的時候難以轉動，導致卡管。二是在下管套前的準備工作不充分，沒有仔細通井，容易導致套管阻卡。三是下套管過程過長，停滯不前，容易發生。四是鉆井液不符合質量要求，導致摩擦系數大，容易發生。五是在初期遇到阻卡時，沒有及時糾正，在繼續下壓過程中卡死。
1.3.措施：一是在下管前應該認真通井，特別是對縮徑段一定要反復劃眼，確保不在該段卡住。二是在下管前要對鉆井液的性能進行檢測，保證合理的粘度。三是在下管過程中遇到特殊情況時，應該馬上拔出套管，等情況處理完后重新下管。四是下套管是遇到卡管，不得用力繼續下壓，防止卡死。
2.水泥漿過快或過慢凝結的問題分析
2.1.定義：在注水泥的過程中，因為水泥稠度等發生變化，導致水泥漿的凝結快于或者慢于設計凝結時間。
2.2.原因：一是原材料的原因。水泥的配置和實驗水泥的配置不一致，或者配置一樣，但是水泥出廠時不符合質量要求。二是實驗數據與實際不符。雖然實驗時符合要求，但是現場實際情況發生變化，如氣候的變化，導致實際溫度過大或過低，導致水泥漿過快或過慢凝結。三是施工原因。在施工過程中，攪拌的水泥性能與設計要求的不符。
2.3.措施：一是要加強對原材料的檢驗，在水泥進入工地前要進行試驗，保證水泥的性能符合要求。二是要控制溫度，在溫度過高或過低時，可以采取加入適當緩凝劑或者促凝劑的方式，提高或縮短凝結的時間。三是在施工過程中，要注意控制水泥漿密度，防止多水或缺水。
3.注水泥漏失的問題分析
3.1.定義：注水泥漏失指的是在注水泥過程中，環空液注壓力過大，大過底層破漏壓力，使得水泥漿破漏。漏失的后果會導致水泥漿的返高不符合要求，油氣水層造成漏封等。
3.2.原因：一是水泥漿的密度太大，水泥段太長，使得液柱的壓力太大。二是底層滲透可能性增大導致，或者是底層的膠結性能較差導致。三是鉆井液的性能不符合要求，密度和粘性較大，導致摩擦阻力過大，造成漏失。四是注漿量太大，導致漏失。
3.3.措施：一是要適當提高底層的承壓能力，可以選擇添加一些堵漏的材料來實現，同時在注水泥漿前要對底層的承壓能力進行測試，確保符合要求。二是要適當降低環空液柱的壓力，水泥密度要適當降低，注漿量要合理控制。三是要減少循環摩擦阻力，采用低速返井工藝，或者調整鉆井液的性能等等。四是在發生漏失后，要進行原因排查，如果是注漿快結束的漏失，可以進行繼續注漿，之后再決定是否補救。
4.灌香腸的問題分析
4.1.定義：灌香腸現象指的是在注漿過程中，水泥漿返高不夠，套管水泥塞太長的現象。
4.2.原因：一是水泥閃凝，水泥漿的性能不足，或者比設計的時間短，導致在施工過程中過快凝結，造成灌香腸。二是發生井塌事故，造成環空位置堵塞。三是膠塞下井的時間過快。四是套管內有異物，導致管內堵塞。
4.3.措施：一是在配水泥漿的過程中，要合理規劃水泥漿的凝結時間，凝結時間要大于注水泥過程時間一個小時以上。二是要用鉆井液對井眼進行充分潤滑，防止井塌發生。三是嚴格防止套管內異物進入。四是在發生灌香腸時，要用高壓泵漿水泥漿頂替到環空，然后進行補漿。
5.注水泥替空的問題分析
5.1.定義：注水泥替空是在替漿過程中，鉆井液量大于套管容量，導致套管環空部分沒有水泥的現象。
5.2.原因：一是沒有設計好替漿量，導致替漿量過大，或者在替漿時沒有對漿進行測量。二是套管有異物進入，造成膠塞。三是套管破裂，發生替空現象。
5.3.措施：一是要對注漿量進行精確的計算和測量，預防替空。二是要對套管質量進行檢測，保證符合要求。三是要使用可靠的膠塞。四是在發生提空事故后，要立刻停止注漿，在根據實際情況進行擠漿補救。
6.油氣水層封漏的問題分析
6.1.原因：一是在注漿過程中，發生水泥漿漏失，導致油氣層封漏。二是在水泥漿替空發生后，導致油氣水層漏封。三是在發生灌香腸后，造成的封漏。四是在水泥漿的性能不過關，強度低、抗壓性能差，導致油氣水層漏封。
6.2.措施：一是把好水泥漿的性能關，滿足工程要求。二是防止出現水泥漿替空、灌香腸等事故。三是在發生漏封后，可以通過射孔循環進行水泥不住;如果水泥面在下面，則進行反向注漿;如果是橋堵，則應該建立起上下孔循環，進行局部的水泥補漿來補救。
上述的幾個事故時固井施工中較為常見的問題，問題之間的關聯性較強，往往一個事故沒處理好，就會導致幾個事故的同時出現。固井施工的過程復雜多變，不可預測因素很多，而且發生事故后補救的辦法不多。對于施工技術人員來說，要做好固井施工，就應該將工作做到事前，按照“預防為主、補救為輔”的原則，精心謀劃好施工前的準備工作，考慮充分，并制定好應急方案，確保施工過程能夠順順利利。
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