2017年3月
卢海川等.固井防水审研究现状评析
固井防水蜜研究现状评析卢海川，高继超，赵岳，刘勇，霍明江，李立荣（中国石油集团海洋工程有限公司渤星公司，天津300451）
摘要固井水窜间题是油田面临的技术难题，制约了油田开发战略的实施。对水审机理、固井防水宰材料以及防水审固井工艺进行了分析总结，提出了防水审材料应具备的性能要求及相应的评价方法。
关键词水审水审机理防水审材料固井工艺评价方法
固井过程中的环空审流是国内外油气勘探开发普通存在的技术难题，已给多个油气田开发带来了巨大损失。环空窜流]主要包括气审、水审和油窜，其中最常见的是气窜和水窜。目前国内外对气审研究很多，形成了相应的防气审理论、评价方法及系列产品，而防水窜研究则较少[2-3]。水窜与气审不同，采用防气窜的理论和产品来防止水窜，应用效果往往不够理想，这是因为水窜入水泥浆后会直接影响水泥浆的凝固过程，对水泥硬化体的性能也产生影响，而气则不会[4}。水审比气革造成的危害更产重，水审严重会破坏水泥环的结构和胶结质量，给油气井开采和长期封隔带来不利影响。
我国大部分陆上油田均已进人高含水开发后期，即使新开发的油藏也大多采用早期注水开发方式保持地层产能，水审问题较为突出3}。各油田虽针对各自地层特点对水窜问题进行了研究，也取得了相应研究成果，水窜间题仍是各油田普遍面临的技术难题。因国外油田现状、开发模式等不同，水窜问题较少，少有相关技术报道。针对以上间题，笔者分别从水窜机理、固井防水窜材料及防水审固井工艺3个方面进行了调研分析，并提出了固井防水窜材料的性能要求及相应评价方法。
1水窜机理
目前对固并水窜机理研究相对较少，内在机
制还不是很明确。笔者根据调研，从固并水泥浆人手，总结分析了水泥浆凝固前、凝固中以及凝固后水案机理。分析发生水净的主要原因和因素。
1)井底压力不平衡失稳
井底压力不平衡失稳造成的水窜主要包括2 方面。一是在注水泥设计时，水泥浆密度设计不万方数据
35
合理，水泥浆处于液体状态能很好传递压力就不能压稳地层流体，水泥浆产生的环空液柱压力小于地层水压力，从而发生水窜。二是在泵送期间水泥浆虽可很好压稳地层，但在水泥浆处于侯凝阶段时，浆体的静胶凝强度逐渐增大，开始出现失重和体积减缩，液柱压力逐渐降低，从而引起水窜。罗长吉等[6]研究了水泥浆凝结过程中压力降落和胶凝强度发展规律，提出了“压稳系数”概念，指出水泥浆防水窜能力是随时间面变的，当水泥浆柱产生的压力与水泥浆自身的抗窜阻力之和小于地层水压力时，就会发生水第。并底压力不平衡失稳是造成水宰的主要原因。
2)水泥浆的“溶解迁移”
地层水会以“溶解迁移”方式破坏水泥环的结构和胶结质量[7]。水泥浆在未凝固之前，水很容易侵蚀水泥浆，对其凝固形成干扰，使其稀释、分散、解体，破坏水泥浆胶凝结构，形成局部小段或大段窜槽，严重破坏固井质量。另外，水的流动也很容易将稀释的水泥浆带走，从而降低对地层的压力。这些因素都可能会导致气窜的发生，这也是水审与气窜的本质区别，是解决水窜间题难点所在。
3)水泥浆自由水的析出
水泥浆在侯凝过程中，由于体系不稳定，会析出大量自由水，聚集成细小水流，由于重力差，水流会沿轴向方向向上流动，不断聚集成更大的水流即水带。这些水流的槽缝和水带为水窜创造了条件，降低了对地层的压力，从而易引发地层水流。
收稿日期：201612-12。
作者简介：卢海川，硕士，工程师，主要从事固井材料和水泥浆体系的研究。