控压固井技术的现状与发展趋势分析

曹扬信

中石化胜利石油工程有限公司固井技术服务中心  山东东营  257000

摘要：控压固井技术现阶段依然存在设备自动化及智能化程度不高、技术理论与实际结合不紧密等问题，其未来要保证可持续发展必然要在信息化领域、动态化的自动控制以及工艺改造和技术升级方向进一步发展。为此，本文着重对目前控压和固井技术的发展方向进行了论述。

关键词：控压固井 现状 发展趋势

1 控压固井技术的应用现状分析

1.1 应用原理

控压是注浆的关键技术，控压将直接关系到固井的安全与质量。通常情况下，在实施控压固井技术时，必须在固井前进行一次循环，然后在注满固井液后，采用逆流式的方法，通过精细的动态调控调整井眼的压力，防止井漏、溢流等安全问题，这对保证固井工作的顺利进行具有重要的作用。而这个工艺正是其理论基础。

1.2 当前的使用状况

第一，目前控压和固井技术都在不断的完善，但由于压力控制的复杂性，控压的难度也越来越大。例如在高压气井施工时，必须进行压力控制。此外，在深水环境中，漏压井和深水环境的控制，在施工时是非常困难的。

第二，控压和固井技术的实际运用仍有很多技术问题。造成这种现象的原因主要是由于采取的技术措施与实际控压要求不适应，在前期没有进行分析和预报，在过程中忽略了优化、改进和经验总结，从而出现问题。比如，对于高气压的气井，由于地层压强，很容易产生气体侵入，由于钻井液的入口和入口之间的密度差异比较大，所以很难进行施工，即使提高了钻井液的浓度，也有可能出现井漏。

第三，控制注浆技术尚未成熟，由于各大公司在控压固井技术上的投资不够充分，特别是在技术上，由于技术上的缺陷，导致控压固井技术相对单一，缺少新的技术支持，这就抑制了控压固井技术的发展。

第四，缺乏信息系统的支持。目前我国控压固井的信息系统还处在一个相对薄弱的阶段，这就造成了技术进步滞后，很难对控压和固井的技术进行全面的研究。

第五，强调理论性而忽视实务的问题比较突出。控压和固井工作是一项技术含量很高的工作，为了满足压力控制要求，要做到精确控压，就必须加大对压力的精确控制。然而，无论是井口的压力波动，还是控制井口压力，都只是一个简单的理论分析，并没有对现场的数据进行实时监测，从而导致了与现实中的偏差[3-4]。

1.3 控压固井应用现状

目前，我国对此领域的研究还不多见：在新疆塔中顺南区区块，中原油田“7”尾管段（注浆浓度2.15g/cm3、178℃）已获得了封堵。2017年，中国石化西南油田在四川地区实施了4—1/2”的尾管固井（超深井7793m）。

在阿根廷的内乌肯油田，2013年为67%，2015年为95%，并成功地克服了因地层渗入和渗漏引起的环空带压力问题（采用控压注浆技术之前，环空带压力50%）。自2003年起，某公司在里海上部地层大井眼固井（26”）中采用了控压固井技术，对上部疏松高压地层进行了封堵。在2010~2012年期间，某公司通过控压注浆技术，在过去160次的封堵中，成功地克服了低密度窗口、浅层水侵、气窜、漏失等问题[5-6]。

2控压固井技术的应用举例

控压固井技术在国内外得到广泛应用，常见的控压固井技术如顺6井和顺7井，其主攻方向的固井施工的精细化。这类控压固井技术的主要工作原理是在固井施工之前进行注入固井液以及替换钻井液的反循环的过程中，通过对施工环境的精细化控制，来生产可以调整井筒企业的反向回压，整个过程精细可靠，可以有效避免井漏事故或者溢流问题的发生，提升固井工作效率和可靠性。在完成当前的钻井施工后，还可以依靠装置调节井口压力，实现对四开已经钻开的漏眼井的堵漏工作，确保后续的固井工作不受影响。采取一定的固控措施，可以进一步提升后续固井施工的质量，降低施工难度。精细化的控压固井技术在实际应用过程中，可以通过优化环形的区域并添加相应的隔离液体这种方法，进行压力的稳定计算，并结合控压固井装置所受压力的具体情况，实现对压力的有效控制，避免出现井口溢流的问题，为控压固井施工的顺利进行做出保障。在控压固井的施工现场，需要施工技术人员根据现场环境和分析计算结果对井底的密度进行合理的调控，确保施工过程中的压力水平处于稳定状态。而防窜固井技术如果硬要到现场施工过程中，可以进一步提升施工过程的稳定性和可靠性，有效降低井口内外的密度差，提升了水泥浆顶替施工的工作效率，避免出现气窜和井漏问题。而施工人员现场对相关的防气窜水泥浆体系进一步优化，将会更有利于实现对气层的压力控制，确保施工过程中的压力不出现较大的不平衡问题，提升水泥浆的筹划效率，从而保证固井施工的质量效果。精细化的控压固井技术虽然解决了以上提到的诸多难题，有效提升了固井质量，但是依然存在一定的技术缺陷。针对这一问题，相应的企业或专业人员需要加强对自动化设备研究工作的资金投入，为精细化控压固井技术配套相应的实时监测设备，进一步提升固井施工质量。

3 控压固井技术的研究进展

目前，以高分子材料为主导的固井添加剂已逐渐受到世界各国的重视，对耐高温阻垢剂的研制进行了深入的探讨；采用耐高温减水剂等，以控压、固井工艺为主要手段，可有效地防止各类安全事件，从而为固井工程的施工提供参考。针对目前的固井工作状况，对今后的发展动向进行了展望，并针对其存在的问题提出了对策建议，强化了相关的基础理论、开展了实验、构建了功能水泥系统、改进了固井设备的使用、以及完善了相关技术、确保了固井水泥环的密封性；加固后的整体稳定，有利于加固工程的良性发展。通过对水泥浆料系统的设计与技术的研究，对稠油的致密理论进行了研究，并提出了一套适用于各类井眼注浆的新系统。为了有效地改善控压和固井的工作，必须构建环形压力的力学模型。为了有效地防止油井窜漏，确保了注浆作业的安全。改进水泥砂浆的收缩性、减少凝结期、减少注水泥作业周期，为提高钻探作业的工作效率和质量奠定了基础。控压、固井工艺技术措施朝着信息化、智能化、集成化、个性化的发展趋势。以“个性化”为先导，以提升科研人才的素质，采用自动化技术手段，实现固井作业的智能化，并以专业的管理系统为基础，利用大量的数据与技术软件，实现更高的固井施工质量[10]。

4 结束语

控压固井技术与信息技术相结合，可以实现系统的智能化和自动化控制；通过工艺优化及技术更新可以进一步提升固井质量，降低过程危险性。在石油天然气勘探和开采中，固井技术发展迅速。为了更好地为钻探工程服务，必须持续地对现有的各种技术手段进行深入的探索与运用，以达到更好的效果。综上所述，控压固井技术的发展必然会朝着智能化、自动化、信息化方向发展。因此，控压固井技术要重视总结，重视控压固井技术的完善与优化，并根据项目的实际需求，制定出相应的控压固井技术，并通过大数据等先进的技术手段，通过对控压固井技术的研究，在控压固井技术的研究中，不断的找出问题，并加以解决。

参考文献

[1]徐建强，焦国山.“准控压”固井技术在伊拉克M油田盐膏层固井的实践与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41（16）:187-188.

[2]刘永伟，田山川，孙新浩，等.全过程精细控压钻完井技术在南缘呼探1井的应用与实践[J].新疆石油天然气，2021，17（2）:24-30.

[3]聂世均，邓理，鲜明，等.精细控压固井技术国内进展及下步发展方向[J].西部探矿工程，2021，33（1）:19-23.