近年来，随着我国许多深井、超深井的成功钻探，在发现油气田的同时，也逐渐意识到深井内的环境正变得越来越复杂。而钻井深度的不断增加，也使井下温度随之升高、压强也不断增大。此外，我国幅员辽阔，各区域地质情况不同。东部区域，重点主要在老区潜力挖掘和更深层油气田的开发；西部地区，主要针对深井和超深井进行钻研；海洋区域，则是沿着浅海区域向深海区域迈进的思路不断推进。这些复杂的地形都对固井技术的质量提出了更高的要求。因此，提高固井质量，引入固井新技术对油气田的开发有显著作用。
1 深井固井的主要问题
近年来，虽然随着设备更新和添加剂的研制，固井质量有了长足的进步，但在面对一些地质条件恶劣的区域时，超高温、超高压等难题依旧阻碍深井、超深井固井质量的提高。具体问题总结如下。
1.1 套管下入问题
虽然对大部分区域来说，套管下入问题早已解决，但在一些地质条件非常复杂的区域，套管下入难题依旧是钻井过程中的首要难题。以四川省西部某区域为例，由于钻井位置处于边缘地带，钻井过程中，由于井斜、井漏等情况比较普遍，这就给套管的下入带来了困难。
1.2 水泥浆注入问题
由于深井、超深井长期处于封锁状态，使得地层情况十分复杂，存在多套压力层系，且各层系间的压力系数不同。对此类钻井进行固井时，水泥浆的注入量很大，易造成地层被压漏或水泥浆窜槽的现象。此外，若深井技术套管选择单级注入水泥浆，则出现气窜现象的可能性比较大。
1.3 顶替效率低、混窜严重
在采用较大尺寸的套管进行固井时，普通的固井管内混浆现象十分普遍。此时，如果选取的钻井液的流变性不合适，则容易导致顶替效率不够，也即钻井液难以被顶替的情形。
1.4 仪表计量精度不够
仪表的计量精度不够一直是固井过程中一个非常普遍的问题，但对于深井固井来说，该问题又十分重要和显著。毫无疑问，深井注、替作业的工作量巨大，较小的计量误差也会给施工决策带来巨大影响。
2 影响深井固井质量的原因分析
上述问题是诸多因素交织的结果。克服这些因素，将有助于提高深井固井质量，本文对其中共性的、起主导作用的影响因素总结如下。
2.1 井底温度、地温梯度高
对深井而言，井底温度非常高且封固段较长，上下温度梯度较大，这对水泥浆液和固井工具的耐高温性能提出较高的要求。若泥浆的流变性能由于温度发生改变，则直接影响间隙内钻井液的顶替效率，导致水泥浆的紊流顶替过程无法及时完成。此时形成的水泥环不够牢固，其抵抗各种冲击力的性能也就因此下降。
2.2 井身质量较差
好的井身质量主要指井径的扩大范围比较适中，但由于目的层的岩石容易破碎，造成井径形状不够规则，无法形成糖葫芦式的井眼，易出现“大肚子”形状。当出现此现象时，下入套管的居中度无法保证，导致顶替效率不高。
2.3 井眼环空间间隙小
在钻井过程中，考虑到地层条件、钻井深度及其他一些外部情况的限制，深井下部的环空间间隙一般都偏小。这给固井工作带来几方面的影响：套管下入困难，难以保证套管居中度在合理的范围；工作泵压偏高，紊流顶替条件难以实现；水泥环偏薄，固井质量下降严重。
2.4 固井设计不合理
对固井工程而言，不合理的设计方案能直接降低固井质量。通常情况下，固井工艺的设计内容十分丰富，包括套管设计、水泥浆体系设计、施工工具设计等。任何一方面的不合理设计将直接降低固井质量，如对于高硫化氢含量的地层，进行套管设计时要注意选用防硫的厚壁管套。
3 提高深井固井质量的措施与对策
通过对目前深井固井存在问题和原因的分析，结合目前市面上比较成熟的提高深井固井质量的措施，围绕提高顶替效率的目标，本文提出如下措施，以期有效提高深井固井质量。
3.1 套管下井前的通井措施
具体包括：①通过模拟原钻具的刚度，保证扶正器和套管能够顺利的下入；②保证钻井液的性能稳定，套管下入前不进行大范围的性能改变，从而保证井壁的完整；③多次循环清洗深井，遇到阻井段时进行划眼处理，清洗岩石碎末；④通井即将结束时，测量循环周期，估计井筒体积，为水泥浆的注入提供数据；⑤对于造斜段和水平段需要先注入润滑钻井液以提高其润滑性。
3.2 选用合适的水泥浆体系
在水泥浆注入的问题上，采用长封固段低密度水泥浆体系。该体系不同于普通的水泥浆体系，主要由于长封固段的液柱压力容易偏高，从而导致地层漏失。如果选用微硅、漂珠和空心微珠制成的低密度水泥浆体系，则可平衡各层次套管和地层压力体系中的地层压力，从而避免地漏的出现。此外，在该水泥浆体系中，加入相容性能较好的降失水剂和防窜剂，在进入盐膏层和高压层时，能起到降低混窜的作用。
3.3 固井过程的合理安排
在固井工程的设计过程中，设计原则以提高顶替效率和保证安全为宗旨，且在施工过程中要注意作业的连续性，以防止钻井液形成结构力而影响顶替效率。
具体施工时要注意以下内容：①固井准备工作要充分，尽量减少水泥龙头的安装时间，从而防止钻井液静止；②水泥龙头接好后及时开泵，恢复钻井液的循环；③在停泵期间进行前置液和水泥浆的注入，两者的注入量不超过顶替排量；④当水泥浆返出时，及时增大排量，使之满足紊流的速度条件；⑤及时进行压胶塞和开泵的顶替操作，减少U型管效应对顶替效果的影响。
3.4 减小固井仪表误差
具体包括：①对已有的仪表设备加强检查、维修和保养的次数，保证仪表的灵敏度；②及时过滤钻井液中的杂质，同时接好放卡接头；③当出现正常误差时，除听取各方专家的建议外，也要综合考虑固井施工员的建议；④及时组织相关专家进行高精度新型测量仪表的研发工作。
4 结语
总体而言，深井、超深井的固井施工过程中确实存在诸多困难，面对不同区域的地层状态，井身结构所采用的固井技术和工艺流程不尽相同。本文针对深井固井质量方面所存在的4个主要问题及其原因，进行了详细的分析和说明，并且针对这些问题，从通井措施、水泥浆体系、固井过程安排及仪表误差4个方面提出了针对性的措施与对策。提高深井固井质量是一项综合性工程，在解决其中某一项问题时，需要兼顾各方面的影响因素，才能确定最终的施工方案。
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（作者系大庆钻探工程公司钻技二公司工程师）
