中国石油集团渤海钻探工程有限公司第一固井分公司(简称渤海钻探...
龚方祥
[摘 要]目前，我国石油和天然气的开采力度正在不断的加强，固井技术通过革新，可以达到油井水泥的标准，也提高了技术的应用性能。但在石油开采的过程中，固井技术的应用还是存在着很多的问题，施工人员的施工标准也没有形成统一的规范，随着我国居民生活水平的提高，对于石油和天然气的需求将会不断增加。所以，我国石油固井技术的应用还要进一步加强，完善其技术标准。
[关键词]石油固井技术；进展；发展建议
中图分类号：TE52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0025-01
引言：固井是油气井建井过程的一个重要环节，也是衔接钻井和采油工程的相对独立的一项系统工程，固井质量的好坏，不仅直接影响到该井能否继续钻进和顺利生产，而且还影响到油气井寿命和油气藏的采收率。在新的勘探开发形势及低油价大的市场环境下，固井技术面临新的严峻挑战，开展深入持续的研究工作，进一步提升技术创新力，提升固井工程技术对勘探开发的服务保障能力。
1 中国石油固井技术进展
1.1 固井工艺
近年来，在深井固井、天然气井固井、水平井及大位移井固井、大温差长封固段一次上返固井等方面取得了很大突破，适合于8类油藏的14种固井技术已经成熟配套，较好地满足了复杂情况下固井的需要，为油气勘探开发提供了工程技术保障。
1.2 外加剂及水泥浆体系
近年来，陆续开发了低密度高强度、高密度超高密度、长封固段大温差、韧性膨胀等特色水泥浆体系，外加剂现场用量稳步上升。聚乙烯醇类降滤失剂己经成熟，用量大幅上升；AMPS类（2一丙烯酰胺一2一甲基丙磺酸）降滤失剂克服了鼓包、包芯及高温稳定问题，应用范围逐步拓宽；胶乳水泥浆抗温及抗盐能力得到提高，抗温可以达到190℃，抗盐达15%；开发了防CO2腐蚀材料，形成了防腐蚀水泥浆体系，保证水泥石在富含CO2条件下的长期密封性能；磷酸盐水泥室内研究获得突破叫；开始研究自修复固井材料，取得初步进展。
1.3 固井工具及附件
尾管悬挂器、分级箍等常规固井工具及附件已经形成系列，占领了国内绝大多数市场，具有很强的成本优势；旋转尾管悬挂器、封隔式尾管悬挂器获得新进展，膨胀尾管悬挂器已经开始商业化应用；自膨胀材料及自膨胀封隔器研究取得突破，现场试验范围逐步扩大。
1.4 固井装备
中國石油各油田固井装备水平（水泥车、干混和批混装置）得到进一步提高，水泥车进行了更新换代，混浆系统从常规射流混合器逐步演变成内循环射流混合器；密度自动控制、批次混配系统得到普遍应用；固井质量智能化控制系统研究取得初步进展。
1.5 固井基础研究
针对天然气井固井后存在的环空带压问题，通过研究找出了环空带压的原因及影响因素，初步建立了环空带压分析的理论模型。近年来，对紧密堆积理论进行了较为深入的研究，分析了其微观机理，给出了刚性体和脆性体的紧密堆积模型设计，为优化低密度及高密度水泥浆的综合性能提供了理论指导。针对页岩气井、致密油气井、储气库井固井问题，初步建立了非均匀地应力、温度、压力作用下水泥环受力模型，研究了水泥环密封失效力学机理及试验评估方法。
2 中国石油固井技术面临的主要挑战
2.1 投资压缩，工作量减少，技术竞争加剧
受全球宏观经济的影响，油气价格大幅度下降。中国石油坚持“有质量、有效益、可持续”的发展方针，严控投资回报标准，缩减投资总量，固井工作量明显缩减。固井技术服务市场供大于求的格局已经形成，竞争更加激励。受地缘政治冲突加剧、部分产油国政策调整及国际市场经营环境不确定性增加等因素的影响，海外固井技术业务竞争加剧且风险加大，经营环境不确定性增大。
2.2 勘探开发对固井提出了更高更严苛的要求
当前油气勘探开发面对资源品质劣质化、油气目标复杂化、安全环保严格化等严峻挑战。国内待开发油气资源主要集中于低渗透、深层、海洋、非常规油气藏等。资源品质越差，对固井技术的要求越高，面对“深、低、海、非”勘探开发新形势，固井技术面临新挑战。油气勘探开发对象复杂化，井深不断增加，固井老问题（高温、高压、窄密度窗口）尚未全部解决，技术新挑战（大温差、大压差）不断出现，水泥环封隔质量要求越来越高，井的寿命周期要求长（如储气库井、页岩气井、天然气井等），对固井技术和施工能力提出了更高要求。大温差、大压差等苛刻条件井的密封、结构、腐蚀完整性问题，带来环境及安全隐患，油井管腐蚀失效及环空带压问题亟需从机理、材料、工艺等多方面着手研究综合解决。
2.3 固井技术需要进一步提升技术水平和核心竞争力
固井作为钻完井过程中最重要的一个环节，经过多年攻关，技术虽取得较大进步，但离目前勘探开发的需求还有一定距离，“疑难井、复杂井、深井超深井、高压气井”固井质量保证困难，应对复杂地层和复杂井况的技术手段、技术储备不足；特色水泥浆及外加剂、固井工具、多功能水泥浆体系的研究速度需要加快，水泥石改性及长期密封性等方面的研究工作需要深入。随着天然气、页岩气、致密气井钻井数量的增多，以及开采时间延长，“水平井+体积压裂”高效开发模式的推广，部分井环空气窜或环空带压问题突出，增加了安全隐患。
3 中国石油固井技术发展建议
固井技术是应用在石油开采的最后一个环节，其应用的情况直接影响着工程施工的质量和效果。石油部门的相关领导要加大对技术应用的管理和监督，保障施工人员的施工行为符合要求，提高石油开采的质量领导要走到基层当中去，通过实际的考察，及时发现技术应用过程中存在的问题，组织好技术人员做好改进工作，实现提高固井技术的发展目标。
打造一支多学科结合稳定的攻坚啃硬创新型人才队伍，创建一流的研发实验室；创建固井技术研究、服务与支撑中心，持续进行攻关研究，力争在固井技术基础理论、新工艺、新工具、新材料的研发等方面实现新突破；做硬成果，做深研究，做强支持，做强做专软硬件，做好技术服务，针对中国石油固井难题，瞄准世界水平，潜心研究，刻苦攻关，不断积累，加强创新。
4 结语
石油产业是我国经济发展的重要项目，为实现可持续发展的战略目标，石油的开采过程就要进行不断的完善和应用技术的革新。固井技术作为石油开采的最后一道工序，其操作的行为以及技术的应用都影响着石油开采的质量，所以，施工人员要严格按照施工的标准进行操作，不断提高石油开采的产量。石油部门的领导也要加大对固井技术应用的重视，鼓励技术人员进行研究，不断探索固井技术创新的方法，加大科研项目的投入，使固井技术可以灵活的应用在深井、超深井的开采过程中。
参考文献
[1] 刘硕琼，齐奉忠.中国石油固井面临的挑战及攻关方向[J].石油钻探技术，2013，（06）：6-11.
[2] 齐奉忠，刘硕琼，沈吉云，刘子帅.中国石油固井技术进展及面临的问题[J].石油科技论坛，2013，（04）：5-8+69.endprint
