提高页岩气井固井质量的相关探讨

陈 杰

（大庆钻探工程公司钻井生产技术服务一公司，黑龙江大庆163000）

从以前的大量开发开采油田到现在的天然气的开发勘探，这足以证明人们的保护环境的意识加强。如今，天然气已是广泛使用的资源，它可以运用在人们生活中的燃气、汽车燃料、大城市的供暖等方面。并且天然气还具有污染少、开采寿命长等特点，因此，其商业价值非常高。本文将讲述的页岩气就是天然气资源的一种。

1 页岩气水平井固井影响因素分析

1.1 水平井井身质量影响

水平井指的是为了达到某些勘探地层目的井角度接近90°的，一定长度的水平井段称为水平井。水平井的目的就是用来增大页岩烃源岩地层的裸露面积，以此来开采页岩气。由于水平井本身结构的影响，长期储存在井内的页岩会因为浸泡时间过长导致页岩蓬松、脆弱，有时会出现页岩层坍塌的危险。因此，水平井本身结构对页岩气的开采工作效率具有一定的影响。另外，由于我国水平井技术的欠缺，也会导致影响页岩气的勘探效率。例如，钻井设计的误差、井眼的错误钻进都会使水平井钻入出现误差，导致水平井钻错层或者钻出页岩烃源岩地层。有时候还会因为水平井专业人员的专业能力的不足也会导致水平井的错误钻入，因此，水平井的固井及提高设计技术对于开采页岩气来说是非常重要的步骤。

1.2 水平井下套管难度大

除了水平井本身结构的影响之外，水平井下套管时也会出现某些问题，而导致影响到页岩气勘探工作，由于水平井的特殊结构，所以在下套管时不像一般的井那样容易，尤其是在井角度为接近90°的部位，由于重力等因素，很容易会出现偏差，套管无法确保居中在水平井。为确保套管始终保持在水平井的中心部位，可以通过运用更多的扶正器保证套管的居中位置。除此之外，水平井的特殊结构会在重力的因素之下套管与井壁的摩擦阻力会越来越大，导致套管很难顺利套进去。有时会由于摩擦阻力太大套管会在井段的某一处卡壳，前进不了，因此到达不了设计时的目的地，其工作效率也会受到影响。

1.3 水泥浆性能影响

页岩气水平井固井的主要材料就是水泥浆，因此水泥浆的质量直接影响着水平井的质量。所以说也间接对页岩气的开采工作效率具有一定的影响。水平井制作前，水泥浆必须要达到具体的要求，例如其稳定性、稠密度、析水能力、干燥后的坚固度等等，都必须要达到要求才能进行下一步工作。如果，使用质量不佳的水泥浆来制作水平井的话，在使用过程中很快会出现问题而使用不了。可能会出现页岩气上下流窜的现象，这是由于水泥浆的稳定性不足，水平井硬度欠缺而导致的。为解决这种问题可以使用惰性材料来改善水泥浆功能。

2 提升固井质量的技术措施

2.1 套管下入技术

一般在下套管时总会遇到各种麻烦，使得页岩气开采工作速度减慢、工作效率降低。企业为了解决这个问题特地对此进行了研究讨论，由于水平井自身结构特殊（井角度为接近90°部位和水平井水平阶段），套管很难下入。这是由于水平阶段或井角度为接近90°部位时由于套管本身的重力会导致套管偏离水平井居中部位，出现偏差错误。除此之外，套管重力也会加大套管跟水平井壁之间的摩擦阻力，导致更难下入。针对这种情况，研究人员设计了一种漂浮下套管工具，专门解决上述所说的问题。漂浮下套管工具是通过使套管在水井产生浮力，而减轻套管本身的重力，从而减小了套管与水平井壁之间的摩擦阻力所产生的效果。目前市场上，漂浮下套管工具的使用量与其他工具相比较，略胜一筹。除了漂浮下套管工具能解决套管难以进入水平井问题之外，目前，有些人在使用可旋转自导式浮鞋来解决问题。它的工作原理是通过旋转自导式浮鞋来活动套管，解决阻塞问题及偏离水井居中部位的麻烦，可以轻而易举地纠正过来。除此之外，还有很多办法工具都可以帮助套管顺利达到预测目的地，这两种是市场及工作场地较多使用的工具。

2.2 调节套管居中度

水平井的套管工作跟其他普通的直井相比，套管时想维持它的居中度更难，这是由于水平井本身的特殊结构造成的，它具有井角度为接近90°部位和水平井水平阶段所以套管时很容易受到套管自身的重力，导致偏离水平井的居中位置。并且，固井时对套管的居中度要求非常高，因此水平井进行套管时必须采用辅助工具帮助其保证居中位置。市场中一般采用的都是使用扶正器来固定套管。但是随着扶正器的使用增多套管与水井壁之间的摩擦阻力也越来越大，长期的磨损会导致设备的破损，因此，专业研究人员必须要设计出一种特殊的扶正器才能保障套管能顺利入井。我们常用扶正器是为了确保套管能稳定居中在水井的中心位置而制造的具有弹性且刚度高强的设备。通常由于水井的不同扶正器的形状也千奇百怪，可以根据自身的情况挑选合适的扶正器。随着社会的发展和科技的不断进步，如今的扶正器已经是具备非常高的安全性，可以放心使用。

2.3 提升水泥浆性能

水平井的制作材料直接决定着水平井质量，因此在选择材料时必须按照合格要求购买。其水平井的基本材料就是水泥浆，使用水泥浆时必须要保证其稳定性、稠密度、析水能力、干燥后的坚固度等等，根据这些特点选取高质量的水泥浆，才会建造高密度的水平井结构。因此，企业工程在制作水平井时对水泥浆的要求非常高。如若，使用质量不佳的水泥浆来制作水平井的话，在使用过程中很快会出现问题而使用不了。可能会出现页岩气上下流窜的现象，这是由于水泥浆的稳定性不足，水平井硬度欠缺而导致的。为解决这种问题可以使用惰性材料来改善水泥浆功能。所以，随着科技的不断进步，提升水泥浆性能是必不可少的，质量较高的水泥浆制作出来的水平井不仅在使用过程中耐磨损并且它的使用寿命也跟普通的水泥浆做出的水平井相比也要更长。

3 结束语

随着社会的发展和科技的不断进步，由于20世纪对石油资源的开采工作过度，导致资源紧缺状态，促使了人们保护自然的意识。因此，大多数人把目光转向到污染少、生产时间长的天然气上。不仅是我国，利用天然气是全世界现在热潮，这种能源的开发受到了很多人的追捧。页岩气的开发开采对我国资源紧缺时起到非常重要的作用。因此，要不断地提高对页岩气的勘探工作促使我国的经济发展。其中水平井的性能提高及专业技术能力的增加对页岩气开采工作效率也有一定的影响。