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        中國頁巖氣資源豐富，但相較美國， 其形成的地質(zhì)、年代、保存條件等方面均有較大差異，開發(fā)難度大，在頁巖氣水平井固井技術(shù)方面應(yīng)加大開發(fā)力度。
        中國的頁巖氣開發(fā)處于高密度條件下，延伸不大，達(dá)到兩千米左右，而超過兩千米的開采并不成熟。在高溫高壓條件下，保證井筒完整性的難度很大。地質(zhì)方面難點(diǎn)是壓力高、可壓性較差，壓力可達(dá)到100兆帕左右；在高密度油基鉆井條件下，下套管難度、沖洗難度加大；壓裂過程當(dāng)中的溫度變化對套管要求較高，更為固井施工加大了難度。影響頁巖氣水平井井筒完整性的主要因素有水平鉆深，下套管位置、井口安全等因素，而固井技術(shù)是保證井筒完整性尤為關(guān)鍵的因素之一。
 
        建模為固井材料選擇提供依據(jù)
        當(dāng)前，中國頁巖氣水平井固井技術(shù)正在尋求突破，以中石油北京鉆井工程技術(shù)研究院副總工程師劉碩瓊為代表的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，分別從水泥環(huán)密封完整性理論、滿足壓裂條件的韌性水泥石性能等方面研究來確保固井技術(shù)的完整性。
        建立了水泥環(huán)立體模型，主要考慮水泥環(huán)塑性特征，該模型的特點(diǎn)是在加載和卸載過程中的環(huán)形定量。為使實(shí)驗(yàn)理論模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果更進(jìn)一步吻合，模型著重強(qiáng)調(diào)三個參數(shù)，對水泥環(huán)和套管之間截面進(jìn)行了要求，此外還包括水泥環(huán)厚度及水泥石強(qiáng)度參數(shù)，這樣就可以確定在整個計(jì)算過程中，通過分析計(jì)算水泥環(huán)厚度、水泥石強(qiáng)度達(dá)到多少后，要求最大的彈性流量的數(shù)值，以此為固井材料的選擇和設(shè)計(jì)提供依據(jù)，包括供應(yīng)方法等提供理論依據(jù)，如套管變形量的設(shè)計(jì)等。
 
        驅(qū)油型沖洗隔離液提高清洗效率
        驅(qū)油型沖洗隔離液體系主要是通過表面活性劑改善表面特征來進(jìn)行驅(qū)油，這是設(shè)計(jì)的基本機(jī)理。出于應(yīng)對高密度環(huán)境的考慮，中石油北京鉆井工程技術(shù)研究院研制出懸浮劑驅(qū)油模式，該沖洗液的最大特點(diǎn)是沒有黏土物質(zhì)形成黏膜，主要靠懸浮劑和沖擊劑以及沖洗顆粒三部分組成，可實(shí)現(xiàn)高效沖洗。通過比較，該沖洗液在高密度條件下（密度條件大于2）工作穩(wěn)定、沖洗效果良好。值得一提的是，采用非驅(qū)油隔離液清洗，兩三分鐘都不能完成的工作，若采用驅(qū)油型沖洗隔離液一分鐘就可以完成，通過對國內(nèi)外的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，驅(qū)油型沖洗隔離液體系的效率為最優(yōu)。
        高效的驅(qū)油型沖洗隔離液體系，克服了超長封固段固井過程中沖洗效果差、頂替效率低的難題，為水泥漿的良好膠結(jié)創(chuàng)造了條件。高效沖洗隔離液在儲氣庫、深井、超深井及頁巖氣井上得到了成功應(yīng)用。
 
        韌性水泥有效改善水泥漿防竄性能
        油、氣、水外竄問題一直困擾著石油工程界，成為固井工程主要技術(shù)難題之一。實(shí)踐證明，使用韌性水泥能有效改善水泥漿防竄性能，提高油氣井固井質(zhì)量。
        通過水泥石增韌機(jī)理研究，建立水泥環(huán)井下受力模型，開發(fā)的水泥系列增韌材料在改善水泥石力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，工程性能可以保證施工安全及滿足環(huán)空封固的需要，形成了中溫（30~100 ℃）、高溫（100~200℃）兩套韌性膨脹水泥漿體系。韌性膨脹水泥應(yīng)用范圍已從儲氣庫井?dāng)U展到頁巖氣和致密油氣井固井。在頁巖氣開發(fā)中，井筒完整性是貫穿頁巖氣水平井鉆井和壓裂過程的一個核心指標(biāo)，對保證頁巖氣井在整個壽命期間的安全十分重要。井筒完整性是井筒抵抗結(jié)構(gòu)性破壞、維持井筒功能的重要屬性，是鉆井工程井下安全的保證，是提高頁巖氣單井產(chǎn)量的工程保障。
        固井對頁巖氣井完整性貢獻(xiàn)的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：水泥石韌性改造、高性能驅(qū)油前置液體系、套管下入困難等現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理和規(guī)律等工藝。劉碩瓊建議，中國應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)頁巖氣水平井完整性理論研究，這對指導(dǎo)頁巖氣井筒完整性設(shè)計(jì)和管理具有重要意義。