CN114718505A - 固井方法及固井系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种固井方法及固井系统，属于油气勘探开发领域。所述方法包括：确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性；根据第一环空的体积，采用弹性材料填充第一环空。该弹性材料能够补偿吸收由于地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题，提升了固井的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及油气勘探开发领域，特别涉及一种固井方法及固井系统。
背景技术
在开发油田的过程中，地层的蠕变会对油水井的套管产生挤压，从而导致套管出现损坏。套管损坏会直接影响油水井的正常生产。
为了预防在地层的蠕变过程中出现套管损坏，目前通常采用增大套管的钢级的方式来提升套管的力学指标，例如增大套管的钢级能够提升套管的屈服强度和极限强度等。
但是，由于无法准确预测地层的蠕变对套管产生的压力，因此无法确定所需使用的套管的钢级，固井的可靠性较低。
发明内容
本申请提供了一种固井方法及固井系统，可以避免由于地层的蠕变产生的挤压变形力直接作用于套管，从而提升固井的可靠性。所述技术方案如下：
根据本申请的一方面，提供了一种固井方法，所述方法包括：
确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，所述第一岩层的稳定性低于所述油水井中其它井段所处岩层的稳定性；
根据所述第一环空的体积，采用弹性材料填充所述第一环空。
可选地，所述弹性材料包括橡胶颗粒和油基泥浆，所述橡胶颗粒具有遇油膨胀的特性。
可选地，所述弹性材料中的橡胶颗粒与油基泥浆的体积比值为0.5至0.8。
可选地，所述方法还包括：
确定所述油水井中处于第二岩层的第二井段的套管对应的第二环空的体积，所述第二井段与所述第一井段连接；
根据所述第二环空的体积，采用包含橡胶颗粒和水泥的混合材料填充所述第二环空。
可选地，所述混合材料中的橡胶颗粒与水泥的体积比值为0.8。
可选地，所述方法还包括：
确定所述油水井中处于第三岩层的第三井段的套管对应的第三环空的体积，所述第三井段与所述第二井段连接；
根据所述第三环空的体积，采用水泥填充所述第三环空。
可选地，所述第一岩层为存在膏泥岩的岩层。
可选地，在所述采用弹性材料填充所述第一环空之前，所述方法还包括：
对所述第一井段进行扩径。
可选地，所述橡胶颗粒的材质为丁腈橡胶。
根据本申请的另一方面，提供了一种固井系统，所述系统包括：
计算机设备，用于确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，所述第一岩层的稳定性低于所述油水井中其它井段所处岩层的稳定性；
固井设备，用于根据所述第一环空的体积，采用弹性材料填充所述第一环空。
可选地，所述弹性材料包括橡胶颗粒和油基泥浆，所述橡胶颗粒具有遇油膨胀的特性。
可选地，所述弹性材料中的橡胶颗粒与油基泥浆的体积比值为0.5至0.8。
可选地，所述计算机设备，用于：
确定所述油水井中处于第二岩层的第二井段的套管对应的第二环空的体积，所述第二井段与所述第一井段连接；
所述固井设备，用于：
根据所述第二环空的体积，采用包含橡胶颗粒和水泥的混合材料填充所述第二环空。
可选地，所述混合材料中的橡胶颗粒与水泥的体积比值为0.8。
可选地，所述计算机设备，用于：
确定所述油水井中处于第三岩层的第三井段的套管对应的第三环空的体积，所述第三井段与所述第二井段连接；
所述固井设备，用于：
根据所述第三环空的体积，采用水泥填充所述第三环空。
可选地，所述第一岩层为存在膏泥岩的岩层。
可选地，所述系统还包括：
扩径设备，用于对所述第一井段进行扩径。
可选地，所述橡胶颗粒的材质为丁腈橡胶。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过采用弹性材料填充第一环空，该第一环空为处于第一岩层的第一井段的套管对应的环空，该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性，从而第一岩层处的套管由于地层的蠕变易发生变形和损坏。该弹性材料能够补偿吸收地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题，提升了固井的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种固井方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种固井方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的油井的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的完成固井的油井的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种固井系统的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种固井系统的结构示意图。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先，对本申请实施例中涉及的名词进行介绍：
岩层：岩层是按照层状分布在地层中的岩石。具体是指由同一岩性组成的，有两个平行或近于平行的界面所限制的层状岩石。
地层：地层是一切成层的岩石(岩层)的总称。地层是在一定时间范围内形成的，具有时间属性。每一层或每一组地层都有其对应的形成时段。岩层泛指各种成层的岩石，例如砂岩层和灰岩层等，不具有时间属性。
地层的蠕变：地层的蠕变是指在地应力的持续作用下，地层中的岩层的应变(外力作用下变形的程度)随时间增长而不断增大。
套管：油水井的套管是用于支撑油水井的井壁的钢管，以保证钻井过程正常进行和完井后油水井正常运行。套管下入油水井后还需要进行固井。
环空：环空指通过钻井得到的油水井的井壁和套管之间的环形空间。
固井：固井指向井内下入套管，并向套管对应的环空中，注入用于加固井壁的材料(通常为水泥)的施工作业。固井是钻井和完井作业过程中不可缺少的一个重要环节，通常包括下套管和注水泥这两个作业流程。
本申请实施例提供了一种固井系统，包括：计算机设备(也称上位机)和固井设备，该计算机设备用于确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，并控制固井设备根据第一环空的体积，采用弹性材料填充第一环空。该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性。图1是本申请实施例提供的一种固井方法的流程示意图，该方法可以由该固井系统执行。如图1所示，该方法包括：
步骤101、确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积。
该油水井泛指油井和/或水井。油井指按照油田规划的布井系统通过钻井设备钻进所得到的孔眼，为原油由井底上升到井口的通道。
该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性。岩层的稳定性指岩层随时间保持其物理特性的能力。岩层的稳定性越低，岩层由于地层的蠕变导致变形的可能性越大，且变形的程度也越大。通常，岩层的稳定性取决于构成岩层的岩石种类，构成岩层的岩石的坚固程度越高，则岩层的稳定性越高。例如石英岩构成的岩层的稳定性高于石灰岩构成的岩层的稳定性。第一岩层的稳定性低于其它井段所处岩层的稳定性，则第一岩层受地层的蠕变的影响最大，从而导致第一岩层对第一井段的套管产生的压力大于其它井段所处岩层对其它井段的套管产生的压力，进而导致第一井段的套管出现形变和损坏的可能性大于其它井段的套管出现形变和损坏的可能性。
可选地，该第一岩层为存在膏泥岩的岩层。膏泥岩指组成成分中包括石膏的泥岩。泥岩是指弱固结的黏土经过中等程度的后生作用(如挤压作用和脱水作用)形成强固结的岩石。相较于其它种类的岩石，膏泥岩的密度较低且膨胀率也较低，因此膏泥岩的稳定性较低。从而，膏泥岩受地层的蠕动的影响较大。
该第一环空指第一井段的井壁与油水井的套管之间的环形空间。
可选地，计算机设备通过对油水井所在地层的勘探数据以及油水井的设计方案，从而确定出该第一岩层的位置。该勘探数据以及设计方案是开发油田的人员在计算机设备中上传的。之后计算机设备再根据确定的第一岩层的位置以及油水井的设计方案确定出第一岩层对应的第一环空的体积。
步骤102、根据第一环空的体积，采用弹性材料填充第一环空。
该弹性材料为具有弹性的材料，即该弹性材料由于受到外力发生形变后，能恢复到原来大小和形状。可选地，该弹性材料包括橡胶颗粒。该弹性材料还能够为橡胶颗粒与其它材料的混合材料。例如为橡胶颗粒和水泥的混合材料，或者为橡胶颗粒和油基泥浆的混合材料，该橡胶颗粒还具有遇油膨胀的特性。
由于弹性材料具有弹性，使得由于地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力(压力)，能够被该弹性材料补偿吸收，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题。对于其它外界因素产生的挤压变形力，该弹性材料也能够产生上述作用。
计算机设备根据第一环空的体积，控制固井设备(cementing equipment)采用该弹性材料填充第一环空。具体地，计算机设备控制固井设备将目标体积的弹性材料注入油水井的套管内。之后将钻井液再注入油水井的套管内，并通过钻井液将弹性材料经套管底部的开口顶入该第一环空中，从而实现采用弹性材料填充第一环空。可选地，该目标体积大于或等于第一环空的体积。
综上所述，本申请实施例提供的固井方法，采用弹性材料填充第一环空，该第一环空为处于第一岩层的第一井段的套管对应的环空，该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性，从而第一岩层处的套管由于地层的蠕变易发生变形和损坏。该弹性材料能够补偿吸收地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题，提升了固井的可靠性。
图2是本申请实施例提供的另一种固井方法的流程示意图，该方法可以由固井系统执行。如图2所示，该方法包括：
步骤201、确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积。
该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性，则第一岩层受地层的蠕变的影响最大，从而导致第一岩层对第一井段的套管产生的压力大于其它井段所处岩层对其它井段的套管产生的压力，进而导致第一井段的套管出现形变和损坏的可能性大于其它井段的套管出现形变和损坏的可能性。
可选地，该第一岩层为存在膏泥岩的岩层。该第一岩层全部由膏泥岩构成，或第一岩层的组成结构中包括膏泥岩。膏泥岩指组成成分中包括石膏的泥岩。泥岩是指弱固结的黏土经过中等程度的后生作用(如挤压作用和脱水作用)形成强固结的岩石。相较于其它种类的岩石，膏泥岩的密度较低且膨胀率也较低，因此膏泥岩的稳定性较低，也即是，膏泥岩受地层的蠕动的影响较大。
可选地，计算机设备通过对油水井所在地层的勘探数据以及油水井的设计方案，从而确定出该第一岩层的位置。该勘探数据以及设计方案是开发油田的人员在计算机设备中上传的。之后计算机设备再根据确定的第一岩层的位置以及油水井的设计方案确定出第一岩层对应的第一环空的体积。该第一环空指第一井段的井壁与油水井的套管之间的环形空间。
步骤202、根据第一环空的体积，采用弹性材料填充第一环空。
该弹性材料为具有弹性的材料，即该弹性材料由于受到外力发生形变后，能恢复到原来大小和形状。可选地，该弹性材料包括橡胶颗粒和油基泥浆，该橡胶颗粒具有遇油膨胀的特性。该橡胶颗粒在油基泥浆中会进行膨胀，在提升弹性的同时还会增大体积，从而能够保证充满第一环空，提升固井的稳定性。该油基泥浆也称为油基钻井液，其基本组成是油、水、有机粘土和油溶性化学处理剂。可选地，该弹性材料中的橡胶颗粒与油基泥浆的体积比值为0.5至0.8。该橡胶颗粒的材质为丁腈橡胶(Nitrile Butadiene Rubber，NBR)。
由于弹性材料具有弹性，使得由于地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，能够被该弹性材料补偿吸收，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题。对于其它外界因素产生的挤压变形力，该弹性材料也能够产生上述作用。
计算机设备根据第一环空的体积，控制固井设备采用该弹性材料填充第一环空。可选地，使用的该弹性材料的体积大于或等于第一环空的体积。
可选地，由于橡胶颗粒在油基泥浆中会进行膨胀，在填充第一环空之前，计算机设备还会控制扩径设备对第一井段进行扩径，避免橡胶颗粒膨胀对第一井段的井壁产生较大压力从而导致井壁破裂，不利于固井。对第一井段进行扩径指扩大第一井段的直径。扩大直径的具体数值可以是根据橡胶颗粒在油基泥浆中进行膨胀导致的体积增大的程度，由人工确定的。
步骤203、确定油水井中处于第二岩层的第二井段的套管对应的第二环空的体积，第二井段与第一井段连接。
该第二环空指第二井段的井壁与油水井的套管之间的环形空间。该第二岩层的稳定性高于第一岩层的稳定性，则第二岩层受地层的蠕变的影响小于第一岩层受地层的蠕变的影响，从而第二井段的套管出现形变和损坏的可能性小于第一井段的套管出现形变和损坏的可能性。该第二井段与第一井段连接，指第二井段与第一井段的至少一端连接。
步骤204、根据第二环空的体积，采用包含橡胶颗粒和水泥的混合材料填充第二环空。
该第二环空为第二井段的套管对应的环空。可选地，该混合材料中的橡胶颗粒与水泥的体积比值为0.8。该混合材料中的橡胶颗粒与填充第一环空的弹性材料中的橡胶颗粒相同或不同。使用的该混合材料的体积大于或等于第二环空的体积。
步骤205、确定油水井中处于第三岩层的第三井段的套管对应的第三环空的体积，第三井段与第二井段连接。
该第三岩层的稳定性高于第二岩层的稳定性，则第三岩层受地层的蠕变的影响小于第二岩层受地层的蠕变的影响，从而第三井段的套管出现形变和损坏的可能性小于第二井段的套管出现形变和损坏的可能性。该第三井段通常为所在岩层为坚固岩石的井段，即第三井段的套管不易出现形变和损坏。该第三井段与第二井段连接，指第三井段与第二井段中未与第一井段连接的一端连接。
可选地，计算机设备通过对油水井所在地层的勘探数据以及油水井的设计方案，从而确定出该第三岩层的位置。之后计算机设备再根据确定的第三岩层的位置以及油水井的设计方案确定出第三岩层对应的第三环空的体积。该第三环空指第三井段的井壁与油水井的套管之间的环形空间。
需要说明的是，上述第二井段通常为第三井段和第二井段之间的过渡井段。该第二井段的位置可以是人工根据第一井段和第三井段的位置结合经验确定的，也可以是人工根据第一井段的位置结合经验确定的。之后再将确定的第二井段的位置输入计算机设备。计算机设备能够根据第二井段的位置结合油水井的设计方案确定出第二环空的体积。
步骤206、根据第三环空的体积，采用水泥填充第三环空。
对于所在岩层为坚固岩石的环空，通常采用水泥进行填充来保证固井的稳定性。不采用包括橡胶颗粒的混合材料填充第三环空，能够节约固井的成本。
需要说明的是，由于通常使用水泥对第三井段进行固井，因此采用包含橡胶颗粒和水泥的混合材料填充第二环空。在保证对第二井段进行固井的稳定性的同时，能够提供一定的弹性，防止第二井段的套管出现形变和损坏。
在一个具体的例子中，对油水井进行固井的流程如下：
S1、在油水井所在的地层中确定出第一岩层、第二岩层以及第三岩层。
其中，第三岩层的稳定性高于第二岩层的稳定性，第二岩层的稳定性高于第一岩层的稳定性。第一岩层为存在膏泥岩的岩层，第二岩层为第一岩层与第三岩层之间的过渡岩层。计算机设备根据地层的勘探数据以及油水井的设计方案，确定出该第一岩层、第二岩层以及第三岩层的位置。
示例地，图3是本申请实施例提供的油井的结构示意图。如图3所示，计算机设备根据油井301所在地层的勘探数据以及设计方案，确定出第一岩层、第二岩层以及第三岩层的位置。其中，岩层三305a为第一岩层，岩层一303a和岩层五307a为第三岩层，岩层二304a和岩层四306a为根据人工经验确定的第二岩层。
S2、对油水井中处于第一岩层的第一井段进行扩径。
由于对处于第一岩层的井段进行固井的固井材料中，存在的橡胶颗粒在固井材料中的油基泥浆中会进行膨胀，在进行固井之前，计算机设备会控制扩径设备对第一井段进行扩径。
示例地，继续参照图3，在对油井301进行固井之前，计算机设备会控制扩径设备对处于岩层三305a的井段进行扩径。之后向油井301中下入套管302。
S3、确定对油水井中处于第一岩层的第一井段、处于第二岩层的第二井段和处于第三岩层的第三井段进行固井时所用的固井材料的体积。
计算机设备根据第一岩层的位置以及油水井的设计方案，确定出第一井段的套管对应的第一环空的体积，从而确定出对第一井段进行固井时所用的固井材料的体积。
计算机设备根据第二岩层的位置以及油水井的设计方案，确定出第二井段的套管对应的第二环空的体积，从而确定出对第二井段进行固井时所用的固井材料的体积。
计算机设备根据第三岩层的位置以及油水井的设计方案，确定出第三井段的套管对应的第三环空的体积，从而确定出对第三井段进行固井时所用的固井材料的体积。
S4、根据第一岩层、第二岩层以及第三岩层的排列顺序，向油水井的套管中注入对应体积的固井材料。
其中，对第一井段进行固井使用的材料为橡胶颗粒和油基泥浆的混合材料，该橡胶颗粒具有遇油膨胀的特性，该橡胶颗粒的材质为丁腈橡胶。该橡胶颗粒与油基泥浆的体积比值为0.5至0.8。
对第二井段进行固井使用的材料为橡胶颗粒和水泥的混合材料。该橡胶颗粒与对第一井段进行固井时使用的橡胶颗粒相同。该混合材料中的橡胶颗粒与水泥的体积比值为0.8。
对第三井段进行固井使用的材料为水泥。
计算机设备控制固井设备按照各固井材料对应的体积，向油井的套管中注入固井材料，且注入固井材料的顺序与第一岩层、第二岩层以及第三岩层在竖直方向上从上向下的排列顺序相同。
示例地，继续参照图3，对处于岩层一303a的井段使用的固井材料一为水泥，对处于岩层二304a的井段使用的固井材料二为橡胶颗粒和水泥的混合材料，对处于岩层三305a的井段使用的固井材料三为橡胶颗粒和油基泥浆的混合材料，对处于岩层四306a的井段使用的固井材料四为橡胶颗粒和水泥的混合材料，对处于岩层五307a的井段使用的固井材料五为水泥。计算机设备控制固井设备向套管302中注入固井材料的顺序依次为：固井材料一、固井材料二、固井材料三、固井材料四、固井材料五。
S5、采用钻井液顶替套管内的固井材料至固井材料对应的井段的环空中。
计算机设备控制固井设备向油水井套管内注入钻井液，该钻井液与固井使用的固井材料不相溶，从而能够通过钻井液将套管内的固井材料顶至油水井中处于不同岩层的套管对应环空中。即将橡胶颗粒和油基泥浆的混合材料顶入第一环空，将橡胶颗粒和水泥的混合材料顶入第二环空，将水泥顶入第三环空。
其中，油基泥浆用于携带橡胶颗粒进入第一环空。该橡胶颗粒是具有遇油膨胀特性的高分子材料。橡胶颗粒中含有亲油性物质，亲油性物质与油性物质接触后，油性物质中的油分子通过扩散，进入橡胶颗粒中，从而产生膨胀。橡胶颗粒吸油的过程即橡胶颗粒在含油物质中进行溶胀的过程，油分子进入到橡胶分子中，胶体发生膨胀。橡胶颗粒发生膨胀与油水井的井壁产生接触压力会形成密封作用，从而完成固井。
示例地，图4是本申请实施例提供的完成固井的油井的结构示意图。如图4所示，处于岩层一303a的套管对应的环空一303b使用水泥填充，处于岩层二304a的套管对应的环空二304b使用橡胶颗粒和水泥的混合材料填充，处于岩层三305a的套管对应的环空三305b使用橡胶颗粒和油基泥浆的混合材料填充，处于岩层四306a的套管对应的环空四306b使用橡胶颗粒和水泥的混合材料填充，处于岩层五307a的套管对应的环空五307b使用水泥填充。
S6、等待固井材料凝固，完成固井。
需要说明的是，上述示例以油水井为竖直方向的井为例进行说明。在实际应用过程中，本申请提供的方法可应用于处在各方向的油水井中。具体过程可参照上述示例，本申请在此不作赘述。
综上所述，本申请实施例提供的固井方法，采用弹性材料填充第一环空，该第一环空为处于第一岩层的第一井段的套管对应的环空，该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性，从而第一岩层处的套管由于地层的蠕变易发生变形和损坏。该弹性材料能够补偿吸收地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题，提升了固井的可靠性。
另外，采用橡胶颗粒和油基泥浆组成的弹性材料填充第一环空，在预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的同时，还能够通过橡胶颗粒遇油膨胀的特性，提升固井的稳定性。采用橡胶颗粒和水泥的混合材料填充第二环空，能够在保证固井的稳定性的同时，提供一定的弹性。避免第一岩层和第三岩层交界处的套管出现变形和损坏，且相较于弹性材料能够节约成本。采用水泥填充第三环空，能够保证固井的稳定性，且相较于弹性材料能够节约成本。在固井前对第一井段进行扩径，能够避免橡胶颗粒膨胀对第一井段的井壁产生较大压力从而导致井壁破裂，提升固井的稳定性。
需要说明的是，本申请实施例提供的方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。
图5是本申请实施例提供的一种固井系统的结构示意图。如图5所示，该系统50包括：
计算机设备501，用于确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性。
固井设备502，用于根据第一环空的体积，采用弹性材料填充第一环空。
可选地，计算机设备501还用于控制固井设备502进行固井。
综上所述，本申请实施例提供的固井系统，通过固井设备采用弹性材料填充第一环空，该第一环空为处于第一岩层的第一井段的套管对应的环空，该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性，从而第一岩层处的套管由于地层的蠕变易发生变形和损坏。该弹性材料能够补偿吸收地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题，提升了固井的可靠性。
可选地，弹性材料包括橡胶颗粒和油基泥浆，橡胶颗粒具有遇油膨胀的特性。
可选地，弹性材料中的橡胶颗粒与油基泥浆的体积比值为0.5至0.8。
可选地，计算机设备501，用于：
确定油水井中处于第二岩层的第二井段的套管对应的第二环空的体积，第二井段与第一井段连接。
固井设备502，用于：
根据第二环空的体积，采用包含橡胶颗粒和水泥的混合材料填充第二环空。
可选地，混合材料中的橡胶颗粒与水泥的体积比值为0.8。
可选地，计算机设备501，用于：
确定油水井中处于第三岩层的第三井段的套管对应的第三环空的体积，第三井段与第二井段连接。
固井设备502，用于：
根据第三环空的体积，采用水泥填充第三环空。
可选地，第一岩层为存在膏泥岩的岩层。
可选地，如图6所示，系统50还包括：
扩径设备503，用于对第一井段进行扩径。
可选地，计算机设备501还用于控制扩径设备503进行扩径。
可选地，橡胶颗粒的材质为丁腈橡胶。
综上所述，本申请实施例提供的固井系统，通过固井设备采用弹性材料填充第一环空，该第一环空为处于第一岩层的第一井段的套管对应的环空，该第一岩层的稳定性低于油水井中其它井段所处岩层的稳定性，从而第一岩层处的套管由于地层的蠕变易发生变形和损坏。该弹性材料能够补偿吸收地层的蠕变产生的第一井段的井壁向油水井中轴线方向的挤压变形力，避免了该挤压变形力直接作用于套管，从而能够有助于预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的问题，提升了固井的可靠性。
另外，采用橡胶颗粒和油基泥浆组成的弹性材料填充第一环空，在预防油水井套管由于地层的蠕变导致变形和损坏的同时，还能够通过橡胶颗粒遇油膨胀的特性，提升固井的稳定性。采用橡胶颗粒和水泥的混合材料填充第二环空，能够在保证固井的稳定性的同时，提供一定的弹性。避免第一岩层和第三岩层交界处的套管出现变形和损坏，且相较于弹性材料能够节约成本。采用水泥填充第三环空，能够保证固井的稳定性，且相较于弹性材料能够节约成本。在固井前对第一井段进行扩径，能够避免橡胶颗粒膨胀对第一井段的井壁产生较大压力从而导致井壁破裂，提升固井的稳定性。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同切换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固井方法，其特征在于，所述方法包括：
确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，所述第一岩层的稳定性低于所述油水井中其它井段所处岩层的稳定性；
根据所述第一环空的体积，采用弹性材料填充所述第一环空。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性材料包括橡胶颗粒和油基泥浆，所述橡胶颗粒具有遇油膨胀的特性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述弹性材料中的橡胶颗粒与油基泥浆的体积比值为0.5至0.8。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述油水井中处于第二岩层的第二井段的套管对应的第二环空的体积，所述第二井段与所述第一井段连接；
根据所述第二环空的体积，采用包含橡胶颗粒和水泥的混合材料填充所述第二环空。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合材料中的橡胶颗粒与水泥的体积比值为0.8。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述油水井中处于第三岩层的第三井段的套管对应的第三环空的体积，所述第三井段与所述第二井段连接；
根据所述第三环空的体积，采用水泥填充所述第三环空。
7.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述第一岩层为存在膏泥岩的岩层。
8.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，在所述采用弹性材料填充所述第一环空之前，所述方法还包括：
对所述第一井段进行扩径。
9.根据权利要求2、3或5所述的方法，其特征在于，所述橡胶颗粒的材质为丁腈橡胶。
10.一种固井系统，其特征在于，所述系统包括：
计算机设备，用于确定油水井中处于第一岩层的第一井段的套管对应的第一环空的体积，所述第一岩层的稳定性低于所述油水井中其它井段所处岩层的稳定性；
固井设备，用于根据所述第一环空的体积，采用弹性材料填充所述第一环空。
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2021
- 2021-01-04 CN CN202110004441.9A patent/CN114718505B/zh active Active
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