2020年中级注册安全工程师答疑:固井施工中常见问题及处理方法?
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问题：
固井施工中常见问题及处理方法?
答疑：
固井施工是开采油气前的一项重要性准备工作，施工质量的好坏决定着油气井的寿命长短，关系着后续的开采量和开采效益。在固井施工中，由于工程的特殊性，决定着固井技术容易发生质量问题。本文就对固井施工中的常见问题及处理方法做个探讨。
固井工程是一项复杂的工程，施工时间段、工序复杂、作业量大枪、技术性强，施工质量的好坏直接影响着后续油气开采，而且，固井施工是在井下作业，不易观察和判断，因此，质量的控制就显得尤为重要。
固井施工的主要工序分为下套管、注水泥、候凝和检测评价。其中，注水泥的过程是最容易出现问题的工序，涉及到材料、流体、机械、力学等多种因素的影响，也受到水泥性能、底层结构、施工工艺等影响，导致注水泥过程失败。在笔者多年的施工经验总结来看，固井施工中的问题主要有：套管阻卡、水泥浆过快或过慢凝结、注水泥漏失、灌香肠、注水泥替空、油气水层漏封等问题。下面，就主要从这几个问题进行一一分析。
1.套管阻卡的问题分析
1.1.定义：套管阻卡指的是层套管和井眼之间的配合缝隙不够，导致套管无法深入井下进行作业。
1.2.原因：发生套管阻卡的原因有很多。一是套管粘吸时卡住，就是套管外径比钻杆的外径要打，或者上扣的时间比钻杆的时间长，在下管的时候难以转动，导致卡管。二是在下管套前的准备工作不充分，没有仔细通井，容易导致套管阻卡。三是下套管过程过长，停滞不前，容易发生。四是钻井液不符合质量要求，导致摩擦系数大，容易发生。五是在初期遇到阻卡时，没有及时纠正，在继续下压过程中卡死。
1.3.措施：一是在下管前应该认真通井，特别是对缩径段一定要反复划眼，确保不在该段卡住。二是在下管前要对钻井液的性能进行检测，保证合理的粘度。三是在下管过程中遇到特殊情况时，应该马上拔出套管，等情况处理完后重新下管。四是下套管是遇到卡管，不得用力继续下压，防止卡死。
2.水泥浆过快或过慢凝结的问题分析
2.1.定义：在注水泥的过程中，因为水泥稠度等发生变化，导致水泥浆的凝结快于或者慢于设计凝结时间。
2.2.原因：一是原材料的原因。水泥的配置和实验水泥的配置不一致，或者配置一样，但是水泥出厂时不符合质量要求。二是实验数据与实际不符。虽然实验时符合要求，但是现场实际情况发生变化，如气候的变化，导致实际温度过大或过低，导致水泥浆过快或过慢凝结。三是施工原因。在施工过程中，搅拌的水泥性能与设计要求的不符。
2.3.措施：一是要加强对原材料的检验，在水泥进入工地前要进行试验，保证水泥的性能符合要求。二是要控制温度，在温度过高或过低时，可以采取加入适当缓凝剂或者促凝剂的方式，提高或缩短凝结的时间。三是在施工过程中，要注意控制水泥浆密度，防止多水或缺水。
3.注水泥漏失的问题分析
3.1.定义：注水泥漏失指的是在注水泥过程中，环空液注压力过大，大过底层破漏压力，使得水泥浆破漏。漏失的后果会导致水泥浆的返高不符合要求，油气水层造成漏封等。
3.2.原因：一是水泥浆的密度太大，水泥段太长，使得液柱的压力太大。二是底层渗透可能性增大导致，或者是底层的胶结性能较差导致。三是钻井液的性能不符合要求，密度和粘性较大，导致摩擦阻力过大，造成漏失。四是注浆量太大，导致漏失。
3.3.措施：一是要适当提高底层的承压能力，可以选择添加一些堵漏的材料来实现，同时在注水泥浆前要对底层的承压能力进行测试，确保符合要求。二是要适当降低环空液柱的压力，水泥密度要适当降低，注浆量要合理控制。三是要减少循环摩擦阻力，采用低速返井工艺，或者调整钻井液的性能等等。四是在发生漏失后，要进行原因排查，如果是注浆快结束的漏失，可以进行继续注浆，之后再决定是否补救。
4.灌香肠的问题分析
4.1.定义：灌香肠现象指的是在注浆过程中，水泥浆返高不够，套管水泥塞太长的现象。
4.2.原因：一是水泥闪凝，水泥浆的性能不足，或者比设计的时间短，导致在施工过程中过快凝结，造成灌香肠。二是发生井塌事故，造成环空位置堵塞。三是胶塞下井的时间过快。四是套管内有异物，导致管内堵塞。
4.3.措施：一是在配水泥浆的过程中，要合理规划水泥浆的凝结时间，凝结时间要大于注水泥过程时间一个小时以上。二是要用钻井液对井眼进行充分润滑，防止井塌发生。三是严格防止套管内异物进入。四是在发生灌香肠时，要用高压泵浆水泥浆顶替到环空，然后进行补浆。
5.注水泥替空的问题分析
5.1.定义：注水泥替空是在替浆过程中，钻井液量大于套管容量，导致套管环空部分没有水泥的现象。
5.2.原因：一是没有设计好替浆量，导致替浆量过大，或者在替浆时没有对浆进行测量。二是套管有异物进入，造成胶塞。三是套管破裂，发生替空现象。
5.3.措施：一是要对注浆量进行精确的计算和测量，预防替空。二是要对套管质量进行检测，保证符合要求。三是要使用可靠的胶塞。四是在发生提空事故后，要立刻停止注浆，在根据实际情况进行挤浆补救。
6.油气水层封漏的问题分析
6.1.原因：一是在注浆过程中，发生水泥浆漏失，导致油气层封漏。二是在水泥浆替空发生后，导致油气水层漏封。三是在发生灌香肠后，造成的封漏。四是在水泥浆的性能不过关，强度低、抗压性能差，导致油气水层漏封。
6.2.措施：一是把好水泥浆的性能关，满足工程要求。二是防止出现水泥浆替空、灌香肠等事故。三是在发生漏封后，可以通过射孔循环进行水泥不住;如果水泥面在下面，则进行反向注浆;如果是桥堵，则应该建立起上下孔循环，进行局部的水泥补浆来补救。
上述的几个事故时固井施工中较为常见的问题，问题之间的关联性较强，往往一个事故没处理好，就会导致几个事故的同时出现。固井施工的过程复杂多变，不可预测因素很多，而且发生事故后补救的办法不多。对于施工技术人员来说，要做好固井施工，就应该将工作做到事前，按照“预防为主、补救为辅”的原则，精心谋划好施工前的准备工作，考虑充分，并制定好应急方案，确保施工过程能够顺顺利利。
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