一、 引言
固井作业是一项一次性的、复杂的、隐蔽性工程，如果出现失误一般难以补救，即使补救也无法达到封固合格，易造成油气水层互相串通，影响钻进和油井的长期生产，从而造成一定的经济损失。固井质量一般受到很多因素的影响，因此，在设计中能否全面地、合理地考虑到这些因素，对获得一个合理的设计结果是至关重要的。
二、影响固并质量的因素
1. 地层岩性
地层与水泥环作为固井的第二界面，地层岩性自然是影响固井质量的重要因素之一。特别是在比较活跃的水层、油层井段，水泥浆凝固过程中，如果岩层构成的吸水性高，导致水泥浆在凝固过程中失水过多，地层流体对其进行侵污，从而影响了第二界面之间的胶结程度，严重的可直接导致钻井的坍塌口。另外，对于高渗透率油气水层，水泥浆在稠化过程中容易失去自由水，造成水泥浆粉化，体积减小并形成微间隙从而影响固井质量。
2．水泥浆性能
水泥浆性能的影响主要是针对两方面，一方面是对注水泥顶替效率的影响，主要体现在水泥浆的流变性、水泥浆密度等性能上。水泥浆的流变性直接影响着水泥浆的流态变化，而水泥浆与泥浆的密度差又是影响顶替质量的一个重要因素。另一方面，是对注水泥后水泥凝固过程的影响，主要有水泥石的强度和水泥浆的失水、自由水以及水泥浆的失重等因素。这些因素可能造成注水泥后环空气窜等问题，从而影响封隔质量。
3. 井身质量
井身对固井质量的影响主要是井径扩大率和井径变化率。
（1）井径扩大率
适中的井径扩大率是固好一口井的保证。而井径扩大率扩大，替速就难以保证，井径扩大率越小，环空间隙就越狭窄，水泥环的强度就越差。在实际钻井过程中，要尽可能地把井径扩大率控制在5％-15％之间。
（2）井径变化率
井径变化率越大，井壁台肩就越大即留下大肚子井眼，滞留的钻井液或死泥饼很难替净，此处的固井质量就很难保证。另外，方位角随井深的变化越大，即所谓的“狗腿”严重越大，井眼就越弯曲，套管难以居中，固井质量就难以保证。
4. 水泥石的体积收缩
在水泥水化过程中，水泥熟料在与水发生化学反应后的产物其体积比水化前的总体积减小，纯水泥水化的体积收缩率可高达5％。如果不有效控制固井水泥浆的体积收缩，将不可避免地导致水泥石与套管、水泥石与井壁两个界面的胶结强度降低，影响固井质量。
5.钻井液性能
钻井液性能对于保证固井质量十分重要，钻井液的密度关系压稳，黏度过高或过低，切力偏高都将影响顶替效率。钻井液与水泥浆的相容性将影响水泥环的胶质量。
6.套管居中程度
套管居中度也是影响固井质量的因素之一。套管在井眼中偏心后，对顶替将产生较大的影响，主要表现在环空各间隙的流速、流态均不一致。宽间隙的流速远大于窄间隙的流速，且偏心程度越大，差别越大；紊流的发生也是首先出现在间隙最大的宽间隙上，宽间隙呈紊流而窄间隙仍处于层流，这些情况都将给窄间隙的泥浆顶替造成较大的困难：使得偏心后顶替效率低于居中时的顶替效率，偏心程度越大，影响越大。
套管加扶正器，保持环空流动区域的均匀性，可极大改善钻井液的顶替效率。反之，水泥浆就容易绕过窄边的钻井液流过。因为水泥浆总会沿着阻力最小的方向流动，也就是井眼最宽的部分流动。偏心度为50％时，平均流速少于1.16m/s，窄边的液体还不会移动。即使平均流速超过2.32m/s，窄边的液体也绝不会大于总流量的60%。
7.注水泥顶替参数
注水泥过程影响顶替质量从而影响固井质量，其因素主要有前置液的使用，顶替流态，紊流接触时间。
（1）顶替流态
在注水泥顶替过程中，采用平板型流速剖面将有助于实现泥浆的完全顶替，这是理论和大量的实验研究都证明了的。具有平板型流速剖面的流态有塞流与紊流两种，在偏心环空流动中，紊流流态将更有利于泥浆的顶替，注水泥中水泥浆的流态是受顶替排量、水泥浆的流变性和环空尺寸决定的，井眼条件是一定的，顶替排量也有限制，那么要达到紊流流态，便应尽量控制水泥浆的流变性能；所以水泥浆的流变性能主要是通过影响流态来影响顶替效率的。
（2）接触时间
增加水泥浆通过某位置的接触时间，对提高偏心环空的顶替效率有明显的作用，但这种作用仅在紊流流态下明显，且紊流程度越强，所需的接触时间越短。
8.固井施工质量
主要指现场具有的施工等技术条件，如注水泥设计、水泥化验能力、水泥浆性能的调节能力等。固井施工对固井质量的影响主要有：接水泥头时间过长，注替速低，施工中停等。
(1)施工前静止时间过长。井眼内的钻井液静止时间越长，钻井液性能变化就越大，主要表现是：黏度、切力增大、井筒泥饼增厚、死泥浆多，固井时，难以达到替净效果。
(2)注速过低时，管内的水泥浆处于高能量不稳定状态，易造成较长的混浆段。
(3)替钻井液一般应采用塞流和紊流顶替，如果速度过低，既不满足塞流又无法达到紊流，则影响顶替效率。替速低有三种因素：一是固井设备原因；二是井队大泵供不上泥浆；三是采用限制顶替排量措施。
(4)固井施工中发生故障而出现中停，因受管内外压差的作用，发生U型管效应，容易引起水泥浆窜槽。
(5)固井前置液未能按设计要求注入，注入量不足，冲洗接触时间不够，顶替效果差。
9.特殊因索的影响
（1）固井后通井
一般发生在多级注水泥井或留有水泥塞的井，固井后，用小钻头通井。在通井过程中的机械振动，引起套管外环空水泥环破碎和界面微间隙出现。
（2）固井后活动套管
一般发生在有表层的井，固井后，简易套管头难以坐封，往复上提下放套管，人为地破坏水泥浆初凝时的结构，影响固井质量。
（3）井底口袋长
有的井实际套管下深和完井深相较多，当超过5m以上时，井底口袋内滞留的大量泥浆难以一次驱替干净。在顶替过程中．由于排量的非均恒性，当排量忽大时，井底滞留的泥浆就会被携带上去，进入水泥浆中，引起部分井段水泥环窜槽。
（4）洗井时间过长
一般发生在井场不太好的井，由于客观或者人为原因，井队套管已经下完，而固井车辆组织不上去，造成循环洗井时间过长，引起井眼质量发生变化，从而对固井质量造成影响。
总之，通过对固井质量的影响因素的统计分析，提出合适的改善措施。要想最大限度的解决这些因素的影响，不仅要充分做好施工前的准备工作，还要有现场施工的经验来应对各种突发情况，只有这样才能保证固井质量。
参考文献
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