固井基礎(chǔ)知識(shí)

1、第二部分 固井基礎(chǔ)知識(shí)第一章 基本概念1、什么叫固井？ 固井是指向井內(nèi)下入一定尺寸的套管串，并在其周圍注以水泥漿，把 套管與井壁緊固起來的工作。2、什么叫擠水泥？ 是水泥漿在壓力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。3、固井后套管試壓的標(biāo)準(zhǔn)是什么？5 英寸、 5 1/2 英寸試壓 15MPa，30 分鐘降壓不超過 0.5MPa ，7 英寸，9 5/8 英寸分別為 10MPa 和 8MPa，30 分鐘不超過 0.5MPa ；10 3/4 13 3/8 英寸不超過 6MPa，30 分鐘壓降不超 0.5MPa。4、什么叫調(diào)整井？ 為挽回死油區(qū)的儲(chǔ)量損失，改善斷層遮擋地區(qū)的注水開發(fā)效果以及調(diào) 整平面矛

2、盾嚴(yán)重地段的開發(fā)效果所補(bǔ)鉆井叫調(diào)整井。5、什么叫開發(fā)井？ 亦屬于生產(chǎn)井的一種，是指在發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)油構(gòu)造上第一批打的生產(chǎn)井。6、什么叫探井？ 在有儲(chǔ)油氣的構(gòu)造上為探明地下巖層生儲(chǔ)油氣的特征而打的井。7、簡述大慶油田有多少種不同井別的井？ 有探井、探氣井、資料井、檢查井、觀察井、標(biāo)準(zhǔn)井、生產(chǎn)井、調(diào)整 井、更新井、定向井、泄壓井等。8、什么叫表外儲(chǔ)層？ 是指儲(chǔ)量公報(bào)表以外的儲(chǔ)層（即未計(jì)算儲(chǔ)量的油層） 。包括：含油砂巖 和未劃含油砂巖的所有含沒產(chǎn)狀的儲(chǔ)層。9、固井質(zhì)量要求油氣層底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多 少米？固井質(zhì)量要求，調(diào)整井、開發(fā)井油、氣層底界距人工井底不少于 25 米 （探井不少于

3、15 米）。10、調(diào)整井 （小于等于 1500 米）按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)井斜不大于多少度？探井 （小于等于 3000 米）按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)井斜不大于多少度？調(diào)整井按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)井斜不大于 3 度。探井按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)井斜不大于 5 度。11、調(diào)整井（小于等于 1500 米）井底最大水平位移是多少？探井（小 于等于 3000 米）井底最大水平位移是多少？調(diào)整井井底最大水平位移是 40 米。探井井底最大水平位移 80 米。12、目前大慶油田常用的固井方法有哪幾種？（ 1）常規(guī)固井（ 2）雙密度固井（變密度固井） （3）雙級注固井（ 4） 低密度固井（ 5）尾管固井13、目前大慶油田形成幾套固井工藝？（1）多壓力層系調(diào)整井固

4、井工藝技術(shù)。（2）水平井固井工藝技術(shù)。（3）斜直井固井工藝技術(shù)。（4）小井眼固井工藝技術(shù)。（5）深井及長封井固井工藝技術(shù)。（6）欠平衡固井工藝技術(shù)。14、水泥頭是用來完成注水泥作業(yè)的專業(yè)工具，常用的有哪幾種？（1）簡易水泥頭；（2）單塞水泥頭；（3）雙塞水泥頭；（4）尾管固井水泥 頭。15、5 1/2 水泥頭銷子直徑為多少毫米？5 1/2水泥頭銷子直徑為24mm。16 、常用的套管有哪些規(guī)格？5、5 1/2、7、7 5/8、 8 5/8、 9 5/8、 10 3/4 、12 3/4 、13 3/8 、20 等。17 、簡述技術(shù)套管及油層套管的作用？ 技術(shù)套管是封隔復(fù)雜地層，保證固井順利進(jìn)行，安

5、裝井口裝置，支承油層套管重量，必要時(shí)可當(dāng)油層套管使用。油層套管是封隔油、氣、水層與其它不同壓力的地層，如因保護(hù)套管 形成油氣通道，滿足開采和增產(chǎn)措施的需要。18 、常用扶正器的規(guī)格有哪些？5 X5 1/4 , 5 1/2 X1/2 , 5 1/2&1/2 , 5 1/23/4 , 9 5/812 1/4 ,13 3/817 3/4。19 、上膠塞的作用是什么？（ 1 ）在管內(nèi)隔開水泥漿和泥漿或清水；（2）刮掉管內(nèi)壁上的泥漿和水泥漿混合物。（3）傳遞替泥漿終止信號(hào)。（4）進(jìn)行油層套管試壓。20、實(shí)際施工時(shí)間和稠化時(shí)間的關(guān)系？稠化時(shí)間所規(guī)定的稠度值一般 取多少 BC？實(shí)際施工時(shí)間再加 1 個(gè)小時(shí)或

6、 1 個(gè)半小時(shí)即稠化時(shí)間，稠化時(shí)間所規(guī) 定的稠度值一般取 5070BC。21、大慶長垣由北向南包括幾個(gè)三級構(gòu)造？ 自北向南依次為順序?yàn)椋豪锏椤⑺_爾圖、杏樹崗、高臺(tái)子、太平屯、 葡萄花、敖包塔等七個(gè)構(gòu)造。22、大慶油田中部含油組合的油層組有哪些？ 大慶油田共有 10 個(gè)油層組，依次是薩零組、 薩一組、薩二組、薩三組、 葡一組、葡二組、高一組、高二組、高三組、高四組。23、大慶油田的標(biāo)準(zhǔn)層是指哪一段，巖性是什么？ 標(biāo)準(zhǔn)層是指嫩二段底部的一層劣質(zhì)油頁巖。24、大慶油田的斷層屬于哪一類型？ 主要屬于斷距不大，延伸不太長的正斷層。25、扶正器作用是什么？目前使用類型有幾種？ 套管能下至預(yù)定井深并促使套

7、管位于井眼中心。 目前使用的扶正器類型有弓形扶正器，彈性限位扶正器，剛性扶正器， 旋流扶正器。26、A 級水泥使用深度及溫度是多少？A級水泥使用深度范圍01828.8井深，溫度至76.7C。27、G 級水泥使用深度及溫度是多少？G級水泥使用深度范圍02440米井深，溫度至93 C。28、固井后，出現(xiàn)水泥塞的可能原因有哪些？（1 ）鉆井液性能不好，石粉沉淀，出現(xiàn)假塞現(xiàn)象；（2）套管長度與實(shí)際長度不符；（3）浮箍、浮鞋失靈，敞壓時(shí)管內(nèi)回流水泥漿；（4）替泥漿時(shí)，泥漿中混有水泥漿。2 9 、什么叫水泥漿 “失重”現(xiàn)象？固井后，水泥漿在凝固過程中由于膠凝和橋堵原因，其液柱壓力降低 的現(xiàn)象稱為水泥漿 “

8、失重 ”。30、什么叫多級注水泥固井？ 根據(jù)井下條件，需利用雙級箍實(shí)現(xiàn)兩次或多次注水泥的特殊工藝固井 方法。31、使用封隔器的作用是什么？（1）密封技術(shù)套管，防止下部靈敏地層受泥漿和水泥漿污染。（2）防止高壓層間的相互溝通。（3）可隔離循環(huán)漏失層，減輕水泥對地層的壓力。（4）雙級注水泥時(shí)，不必等待一級凝固時(shí)即可注入第二級水泥。32、尾管固井有哪些特點(diǎn)？（1）水泥漿稠化時(shí)間的確定：從混配水泥漿起至多余水泥漿完全循環(huán) 出井口為止。考慮一定安全系數(shù)。（2）對尾管懸掛器及短方鉆桿等工具，要進(jìn)行認(rèn)真全面檢查。（3）下井鉆桿要認(rèn)真通內(nèi)徑。（4）對下井套管內(nèi)徑要用通徑規(guī)檢查。（ 5）尾管與套管重疊段選 15

9、0-300 米，對尾管掛進(jìn)行懸掛能力校核。 （6）對鉆具長度，鉆桿收縮距，要認(rèn)真計(jì)算。（7）要進(jìn)行流變學(xué)設(shè)計(jì)。（8）在注水泥施工結(jié)束時(shí)，要保持回壓、以防管外水泥漿倒返。33U 型管效應(yīng)是怎樣形成的？答：所謂 U 型管效應(yīng)即固井時(shí)套管內(nèi)出現(xiàn)的真空現(xiàn)象，一般這種情況 是由于水泥漿密度大于泥漿密度，由于密度不同在注水泥時(shí)造成管內(nèi)外的 靜壓差，當(dāng)管內(nèi)外的靜壓差大到一定值，使這個(gè)值足夠克服整個(gè)流體的沿 程阻力之和時(shí)，管內(nèi)流體便會(huì)產(chǎn)生自由落體運(yùn)動(dòng)。隨著自由落體運(yùn)動(dòng)速度 的增大，泵入的流體不能填滿管內(nèi)便形成一真空段， 即發(fā)生了 U 型管效應(yīng)。34生位到井底是如何規(guī)定的？為什么？ 答：生位到井底這段距離一般約

10、為每 1000 米井深為 10 米，這主要是 為了替泥漿時(shí)膠塞刮掉套管內(nèi)壁泥餅存于此而定的， 一般認(rèn)為 1000 米的管 內(nèi)泥餅約需 10 米的套管內(nèi)容積。35高壓異常地層（憋壓層）會(huì)給固井質(zhì)量造成一定的影響，目前常見的憋壓層類型有哪些？答：常見的憋壓層類型有： （ 1）透鏡體型（ 2）砂巖層尖滅型（ 3）滲 透率變化型（ 4）斷層遮擋型（ 5）套斷型（ 6）復(fù)合型（ 7）堵水型。36易漏井有哪幾種施工工藝技術(shù)？ 答：主要是應(yīng)用雙級注注水泥工藝技術(shù)、雙密度注水泥工藝技術(shù)，施 工時(shí)主要是控制水泥密度和泵壓、泵速。37固有高壓層的井，主要有何種措施？ 答：主要是考慮使用套管外封隔器，使用抗竄的特種

11、水泥和外加劑， 隔離液要適當(dāng)減少，水泥漿密度控制好。38流動(dòng)阻力主要受哪幾種因素影響？ 答：影響流動(dòng)阻力的主要因素有：流體的流速、密度和流度參數(shù)，以 及流體通過的當(dāng)量直徑等。39隔離液的設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些？ 答：隔離液的設(shè)計(jì)首先要考慮充分隔離開水泥漿和鉆井液另外還要考 慮隔離液的使用，因其一般密度較低，會(huì)對環(huán)空液柱壓力造成一定影響， 影響壓穩(wěn)。40有碰壓顯示，試不住壓怎么辦？ 答：即有碰壓顯示，說明已碰壓，在排除假碰壓可能的情況下，檢查 地面管匯和泵車管匯，看是否有短路部分，如果有整改后重新試壓，確保 地面無問題，可判定為套管串有短路部分，應(yīng)停止試壓活動(dòng)。第四章 固井設(shè)計(jì)知識(shí) 固井設(shè)計(jì)包括套管柱設(shè)

12、計(jì)和注水泥施工設(shè)計(jì) 一、套管柱設(shè)計(jì) 套管柱設(shè)計(jì)的目的在于保證套管安全下入，使套管柱滿足注水泥作業(yè) 和后期完井作業(yè)需要。因此要求入井套管必須有足夠的強(qiáng)度（但不浪費(fèi)） 合適的居中度。（一）套管強(qiáng)度計(jì)算方法套管柱強(qiáng)度包括：抗拉強(qiáng)度、抗擠強(qiáng)度、抗內(nèi)壓強(qiáng)度中油集團(tuán)公司頒布的 “固井技術(shù)規(guī)定 ”中要求，在設(shè)計(jì)套管柱時(shí)， 抗拉強(qiáng) 度必須大于 1.61.8（技套、表層 1.6 以上）；抗擠強(qiáng)度大于 1.125 ；抗內(nèi) 壓強(qiáng)度大于 1.1 。1、套管的軸向拉力及拉抗強(qiáng)度Fo=藝 ql X -30Fo套管承受的軸向拉力，KNq 套管單位長度的各義重力，N/ml 套管段長， m上式計(jì)算為井口處套管所承受的軸向拉力。

13、實(shí)際上在一口井上，井口套管承受的軸向力最大，在抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)中， 井口最為關(guān)鍵。在實(shí)際下套管過程中，套管要受到鉆井液的浮力，因此套管上各處所 受的拉力要比在空氣中小，考慮浮力時(shí)，井口套管所受的拉力Fm，為Fm=藝 ql（1 pd/ p） X0 3式中：pd鉆井液密度，g/cm3ps鋼材（套管）密度（取7.8） g/cm3我國在對套管設(shè)計(jì)時(shí)，一般不考慮浮力的減輕作用。通常用套管在空 氣中的重力來考慮軸向拉力，認(rèn)為浮力被套管柱與井壁之間摩擦抵銷。在定向井及水平井中，套管彎曲會(huì)引起附加應(yīng)力。當(dāng)注入水泥漿量較大，在水泥漿未返出套管底部時(shí)，管內(nèi)液體較重， 將對套管產(chǎn)生一個(gè)附加接應(yīng)力， FcFc=h( p-

14、 p/1000) d2cin n /4式中：Fc注水泥產(chǎn)生的附加力，KN;h 管內(nèi)水泥漿高度， mp、p 水泥漿、鉆井液密度，g/cm3dcin 套管內(nèi)徑。當(dāng)注水泥過程中，流動(dòng)套管時(shí)，應(yīng)考慮該力。 其它附加力：下套管過程中的動(dòng)載，如上提時(shí)附加力;注水泥時(shí)泵壓 變化等。這些附加力很難計(jì)算?？估踩禂?shù) St 計(jì)算St=F/F 0F 為雙套管理論上能承受的最大拉伸力（接頭拉伸強(qiáng)度） ， KN;Fo 計(jì)算點(diǎn)以下井段套管在空氣中重力。2、套管承受的外擠力及抗擠強(qiáng)度 套管承受的外抗壓力，主要來自管外液柱壓力，地層中流體壓力，高 塑性巖石的側(cè)向力及其它作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的壓力。一般情況下，在常規(guī)套管設(shè)計(jì)中，外抗壓

15、力按最危險(xiǎn)的情況考慮，即 按套管內(nèi)全部掏空;套管承受鉆井液柱壓力計(jì)算，其最在外擠壓力為：Pc=9.81 X/DX10-2Poc套管承受的外擠力。MPap管外鉆井液密度D計(jì)算的井深,m從式中可以看出，套管底角所受的外擠力最大，井口處最小。套管的抗擠強(qiáng)度：指套管在外擠力作用下，失圓、擠扁時(shí)的最大外擠 壓力數(shù)值，一般從甲方手冊查閱。在有軸向載荷時(shí)的抗擠強(qiáng)度 在軸向力作用下，套管能夠承受外擠或內(nèi)壓能力是會(huì)發(fā)生變化的，或 者說，是與地面做的抗擠或抗內(nèi)壓強(qiáng)度是不一樣的。假定套管自重引起的軸各拉應(yīng)力為 由外擠或內(nèi)壓引起的圓周向應(yīng) 力為or。因套管為薄壁管，or比at小得多，可忽略不計(jì)，因此可只考慮軸 向拉應(yīng)

16、力a和周向應(yīng)力at二維應(yīng)力，按照第四強(qiáng)度理論，套管發(fā)生破壞的 強(qiáng)度條件為：o2Z+o2t-oZot=o 2sos 為套管鋼材屈服強(qiáng)度， Mpa（oZ/os）2-oZot/ os+ （ot/ os）2=1即為橢圓方程：O o為橫軸，a/ o為縱軸，為畫出應(yīng)力圖軸為雙軸應(yīng) 力橢圓。考慮軸向拉應(yīng)力時(shí)，套管的抗擠強(qiáng)度計(jì)算為近的采用下式：Pcc=P c（1.03-0.74F m/Fs）式中:Pcc存在軸向拉力時(shí)的最大允許抗外擠強(qiáng)度，MpaPc 原軸向力時(shí)的套管抗外擠強(qiáng)度（手冊 P160-177 ）Fm 軸向拉力，KNFs 套管管體屈服強(qiáng)度（手冊 P160177）E式在0.1 m/Fs 0.5范圍內(nèi)計(jì)算誤

17、差與理論計(jì)算值在 2%以內(nèi)?？箶D安全系數(shù)Sc=P c （或 Pcc） /P 0c3、套管承受的內(nèi)壓力及抗內(nèi)壓強(qiáng)度套管承受的內(nèi)壓力來源：地層流體(油氣水)進(jìn)入套管產(chǎn)生的壓力; 生產(chǎn)中特殊作業(yè)(壓裂、酸化、注水)時(shí)的外來壓力。當(dāng)井口敞開時(shí)，套管內(nèi)壓力等于套管內(nèi)流體產(chǎn)生的壓力；當(dāng)井口關(guān)閉時(shí)，內(nèi)壓力等于井口壓力與流體壓力之和。 通常井口內(nèi)壓力有三種確定方式：(1) 假定套管內(nèi)完全充滿天然氣，則井口處內(nèi)壓力近似表示為：Pi=Pgas/e 1.1155 0-4GL式中：P井口內(nèi)壓力，MpaPgas井底天然氣壓力，MpaL井深，mG天然氣與空氣密度之比，一般取 G=0.55(2) 以井口防噴器能承受的壓力作

18、為井口內(nèi)壓力。(3) 以套管鞋處的地層破裂壓力值決定井口內(nèi)壓力。Pi=L(G f+ AGf)Gf 套管鞋處地層破裂壓力梯度，MPa/mAG附加系數(shù)，一般取 0.0012MPa/m。 在上述三種方案中，一般采用套管內(nèi)完全充滿天然氣時(shí)的井口處內(nèi)壓 力來計(jì)算。即第一種情況。套管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度指套管在內(nèi)壓力作用下發(fā)生爆列時(shí)的內(nèi)壓值。套管的抗內(nèi)壓安全系數(shù)：Si=P 理/PiP 理套管最小屈服強(qiáng)度下的抗內(nèi)壓力， MPa；Pi計(jì)算點(diǎn)處實(shí)際承受的內(nèi)壓力。（二）套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法1、等安全系數(shù)法：基本思路是各危險(xiǎn)載面上的最小安全系數(shù)等于或大 于給定的安全系數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，先考慮下部套管抗擠（通常水泥面以上磁管外應(yīng)考慮

19、雙軸應(yīng) 力，再考慮上部套管應(yīng)滿足抗拉及抗內(nèi)壓要求） 。2、邊界載荷法（拉力余量法） ：此法抗擠強(qiáng)度設(shè)計(jì)與等安全系數(shù)法相 同?？估瓘?qiáng)度采用：以抗拉設(shè)計(jì)的第一段套管的可用強(qiáng)度 =抗拉強(qiáng)度 /安全 系數(shù)；邊界載荷（拉力余量） =抗拉強(qiáng)度 -可用強(qiáng)度。以抗拉設(shè)計(jì)的第二段套管的可用強(qiáng)度 =抗拉強(qiáng)度 -邊界載荷以各段均按 同一個(gè)邊界載荷來用可用強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)：套管各段邊界載荷相等，套管受拉時(shí)，各段拉伸余量相等，避 免浪費(fèi)。3、最大載荷法：基本思路是將套管按表層、技套、油層分類，每一類 套管按其外載性質(zhì)大小進(jìn)行設(shè)計(jì)。其方法為：先按內(nèi)壓力篩選套管，再按有效外擠力及拉應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)。4、AMOCO法，獨(dú)特之處：抗

20、擠考慮受拉影響（雙軸），計(jì)算外載時(shí)考 慮按箍處受力，計(jì)算內(nèi)壓時(shí)考慮抗應(yīng)力影響。5、BEB法：圖解法，計(jì)算外擠內(nèi)壓時(shí)考慮拉力的影響，拉應(yīng)力按浮重計(jì)算，并考慮浮力作用在套管鞋底部截面上使底部受壓應(yīng)力6、前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)方法：該方法比較繁瑣，一般不常應(yīng)用，略。目前，我國常采用等安全系統(tǒng)法和 BEB 法。（三）套管伸長與回縮1、套管在外力作用下伸長 L二FL/AEF外力，N;L套管總長，m;A套管截面積，m2;E套管鋼材的彈性模量，E=206 xi06Kpa=206 xi09Pa2、套管在自重作用下的伸長 l=WL2/2AEW單位長度套管所產(chǎn)生的重力，N/m3、套管在泥漿中（下入井后）的伸長 經(jīng)驗(yàn)公式 1=

21、7.854 pm/4 X2X10-7pm 鉆井液密度，g/cm34、套管在熱應(yīng)力作用下，伸長（縮短）量 lL ZTZH岡材料的熱膨脹系數(shù)；Z =12.1 x-6m/mC T去管變形前后的溫差，C在井眼中，由于溫度變化作用，套管伸縮量匸IZ5、固井后套管回縮距計(jì)算固井后，由于下部封固段水泥的凝固，使井口套管承受的自重明顯減 少，原來已拉伸的套管會(huì)由于受力的減少而回縮，因此要求從井口斜放套 管回縮的距離，以保證套管不致于被拉段。套管回縮距計(jì)算，公式： L=L自/10E （ L 固 p鋼-L 總 pm） L 套管回縮距，m ;L自一自由段套管長度，m;L 固封固井段套管長度， （封固段長） m;L

22、總套管總長， m;p鋼一鋼的密度，g/cm3;pm 泥漿密度，g/cm3;E鋼的彈性模量，2.06 X08KPa。鉆井測試手冊 P350 頁也提供了一套經(jīng)驗(yàn)公式： L=7.854 pm/2L 固I XI07pm 泥漿密度，g/cm3;L 固 封固段套管長度， m ；l自由套管長度，m（四）定向井套管強(qiáng)度設(shè)計(jì) 在彎曲井段，套管彎曲應(yīng)力對套管抗拉抗內(nèi)壓強(qiáng)度影響較大。1、定向井中套管管體允許的彎曲半徑，推薦使用下式：R=ED/200Y PKIK2式中：R允許的套管彎曲半徑，cmE鋼材彈性模量，206 xiO6KpaD套管外徑，cmYp鋼材的屈服極限，KPa,甲方手冊P206表318Ki抗彎安全系數(shù)，

23、取1.8K2螺紋聯(lián)接處的安全系數(shù)，K=3井眼曲率 K 與井眼軌跡半徑 R0 關(guān)系R0=5730/KRo井眼軌跡半徑k曲率（ /ioo.m要想使套管安全入井，必須滿足： R 地層孔隙壓力（2）欠壓易漏井及環(huán)空液柱壓力 220mm。失水：根據(jù)油藏特點(diǎn)不同而不同，一般低滲油藏對油層保護(hù)要求較高 時(shí)，采用低失水水泥漿，失水量控制在 300ml 以下，有特殊要求的按要求 調(diào)節(jié)水泥漿失水量。初始稠度：要求水泥漿必須有較低的初始稠度（ 15B。抗壓強(qiáng)度：為滿足完井期間射孔、酸化壓裂等作業(yè)要求，水泥石必須有足夠的抗壓強(qiáng)度。對常規(guī)水泥漿，要求水泥石的抗壓強(qiáng)度： 24小時(shí) 18MPa，48小時(shí)20MPa;對低密度

24、水泥漿，24h抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于12MPa, 48h抗壓 強(qiáng)度大于 14MPa。2、前置液方案 使用前置液的目的在于有效沖洗附著在井壁和管壁上的殘余鉆井液， 隔離鉆井液和水泥漿，并適應(yīng)調(diào)節(jié)環(huán)空液柱壓力，為替凈和壓穩(wěn)創(chuàng)造條件。 前置液包括沖洗液和隔離液。（ 1 ）前置液方案選配依據(jù) 選配前置液方案主要依據(jù)鉆井液類型，關(guān)鍵時(shí)確定沖洗液。一般來說， 使用油基鉆井完井，附著在井壁及管壁上的油膜難以沖洗，要求沖洗液必 須對油膜有較強(qiáng)的乳化沖洗效果。而一般的水包油鉆井液體系則易于沖洗， 因而對沖洗液選擇條件較為寬松。（2）前置液的性能要求 與鉆井液和水泥漿具有良好的相容性;沖洗液密度滿足壓穩(wěn)要求。3、頂替液

25、頂替液設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于平衡施工過程中管內(nèi)外壓差，降低施工壓力， 保證施工安全。在地面設(shè)備許可的條件下，應(yīng)盡可能采用較低密底的鉆井 液或者采用清水做頂替液，以減少或避免固井后鉆井液中固相沉淀而出現(xiàn) 的假水泥塞。（三）注水泥施工參數(shù)設(shè)計(jì)1 、井眼容積Vw=刀nD AH/4式中Vw為封固段井段容積；AH、Di2分別為第I井段段長及對應(yīng)的井 徑。2、套管外容積 即封固段內(nèi)由套管外所圍的圓柱所占的體積。Vc= nDi2H/4式中Vc為套管外容積，De為套管外徑，H為封固段長度。3、環(huán)形容積 井壁和套管之間環(huán)空所占的體積。Va=V w-Vc4、水泥塞體積指碰壓座(浮箍、承托環(huán)、阻流板等)到井底之間的一段套管

26、內(nèi)容積， 固井后，這里充滿水泥。Vs= n (D-2t)2 ( L-Ls) /4式中Vs為水泥塞體積，t為套管壁厚，L為井深，Ls為碰壓座下深。5、設(shè)計(jì)水泥體積Vcem = V a+Vs+Vf式中，Vf為水泥漿附加量，附加系數(shù)依據(jù)地區(qū)注水泥經(jīng)驗(yàn)系數(shù)而定。6、干水泥用量M= V cem /q式中 M 為干水泥用量， q 為單位水泥造漿體積。造漿量 q 因水泥漿配方、性能要求不同而不同。一般常規(guī)水泥漿( A、G 級原漿)每袋水泥造漿量可用下式表示：q=15.873+(50-15.873P c)/( c-1)式中pc為設(shè)計(jì)水泥漿密度。7、替鉆井液量Vt=刀VilivI、lI 分別表示生位以上不同壁厚

27、管柱的每米內(nèi)容積和段長。8、用水量計(jì)算總用水量=注隔離液用水 +注水泥漿用水+頂替用水+洗車用水9、施工泵壓計(jì)算Pp= ( PHa-Phc) + AP式中Pp表示施工最高壓力；Pha表示環(huán)空液柱最高壓力，Phc表示管內(nèi) 液柱壓力，AP為流動(dòng)阻力，可用下式表示為：A P=0.2LVf p /DL套管長度，m;p流體密度，g/cm 3;V流速，m/s ;D套管直徑，cm;f流體范圍摩抗系數(shù)，f=0.00454+0.644R e-.7當(dāng) Re=2100 時(shí)， f=0.00758 P也可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示 ：A P=0.00098L+(3-4) MPa。式中 L 為井深。10、井底循環(huán)溫度計(jì)算T=T

28、 0+108L/168式中，T為井底循環(huán)溫度（C）, To為循環(huán)出口溫度（C）, L為井深。第五章 常見固井事故應(yīng)急預(yù)案循環(huán)洗井階段1、循環(huán)洗井壓力過高怎么辦？理論上講,循環(huán)壓力只應(yīng)是沿程阻力作用的結(jié)果。如果由于 洗井不 充分,泥漿中固相含量過高； 泥漿粘度以及切力過高； 井壁坍塌脫落 造成環(huán)空不暢等原因,應(yīng)加大洗井排量或處理泥漿性能后使壓力降至正常 值以后方可施工。如果是由于環(huán)空間隙過小,導(dǎo)致環(huán)空流速過快,應(yīng)適當(dāng)降低洗井排量, 以防止沖毀井壁或坍塌。2、在洗井過程中發(fā)現(xiàn)泥漿中有油氣顯示應(yīng)如何處理？首先應(yīng)判斷是否是油氣侵造成的,如長時(shí)間大量的油氣顯示,則應(yīng)提 高泥漿比重,延長循環(huán)時(shí)間,適當(dāng)提高

29、洗井排量,直至油氣消失。3、在洗井過程中如發(fā)現(xiàn)水浸造成泥漿密度有明顯降低,應(yīng)怎么辦？答:應(yīng)提高泥漿比重。4、循環(huán)洗井時(shí)如發(fā)現(xiàn)微漏應(yīng)如何處理？答：應(yīng)繼續(xù)加大排量循環(huán),如漏失加重,應(yīng)進(jìn)行堵漏處理,如循環(huán)一 段時(shí)間以后,形成泥餅,微漏停止,方可固井。5、鉆進(jìn)井漏處理以后如果在循環(huán)洗井時(shí)泥漿多返,應(yīng)如何處理以待固井？答：應(yīng)延長洗井時(shí)間，適當(dāng)增大洗井排量，提高泥漿比重。6、井口出砂的原因有幾種？答：一是井底鉆屑沒有完全清洗出來。如果是由于泥漿性能問題，應(yīng) 調(diào)整泥漿性能，使其便于攜屑，縮短洗井時(shí)間，如果因?yàn)橄淳怀浞?，?yīng) 提高洗井排量延長洗井時(shí)間。二是井眼坍塌或井壁脫落。應(yīng)加大洗井排量，調(diào)整泥漿性能，提高

30、攜 屑能力，直至井眼暢通，固相含量降低到正常范圍。7、停泵后套管懸重增加預(yù)示著什么？ 答：懸重增加一般發(fā)生于定向井或事故井，是由于井眼不暢造成套管受卡 或定向井的鍵槽造成套管受卡。應(yīng)先行處理，待解卡后方可固井。8、停泵后套管懸重變輕應(yīng)如何處理？答：如果套管懸重變輕，應(yīng)先核算在去除泥漿浮力影響并校正指重表 排除此因素外，應(yīng)是套管斷或絲扣開，應(yīng)拔套管并對扣打撈。二、停泵后至注隔離液階段1、注隔離液期間，發(fā)現(xiàn)井口返出量減少，應(yīng)如何處理？答：停注隔離液，繼續(xù)循環(huán)泥漿，若注入量與返出量差較大，說明井 漏嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行堵漏處理到循環(huán)正常后，停泵固井。2、如果水泥頭接上有困難應(yīng)如何處理？答：水泥頭接上困難，有

31、三種可能，一是水泥頭絲扣壞，應(yīng)及時(shí)更新 保養(yǎng)水泥頭，現(xiàn)場有條件應(yīng)及時(shí)更換；二是水泥頭或聯(lián)頂節(jié)圓度有偏差， 應(yīng)更換聯(lián)頂節(jié)或水泥頭；三是高寒因素，造成結(jié)冰影響施工，應(yīng)及時(shí)供應(yīng) 蒸氣，增加人手盡快縮短接頭時(shí)間。3、如果卸下循環(huán)接頭發(fā)現(xiàn)套管返吐應(yīng)如何處理？答：如果返吐嚴(yán)重，說明環(huán)空內(nèi)有憋壓，并且浮箍、浮鞋效果不好， 應(yīng)拔套管處理，重新下套管后應(yīng)注意環(huán)空暢通。4、如果卸下循環(huán)接頭發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)液壓下降應(yīng)如何處理？答：說明井漏。應(yīng)接上重新循環(huán)進(jìn)行堵漏處理。5、如果注隔離液車中途壞，不能施工，應(yīng)如何處理？答：應(yīng)立即更換備用泵車，并及時(shí)修復(fù)。三、注水泥階段1、在一口調(diào)整井注水泥初期， 經(jīng)過調(diào)整的水泥漿密度仍未達(dá)到

32、設(shè)計(jì)范圍內(nèi)， 應(yīng)如何處理？答：一是更換水泥車，利用另一臺(tái)水泥車進(jìn)行注水泥作業(yè)；二是若第 一種辦法無法實(shí)現(xiàn)，采取把水泥漿全部循環(huán)出，洗井、拔套管，重新進(jìn)行 下套管固井。2、注灰漿期間若灰罐發(fā)生故障，停止下灰，若無備用罐車，但注入量沒有 達(dá)到設(shè)計(jì)量，應(yīng)如何處理？答：一是看是否能確保封固油頂，如是可壓膠塞進(jìn)行頂替作業(yè)。 二是若不能確保封固油頂，應(yīng)將水泥漿循環(huán)出地面，洗井拔套管重新 固井。3、注水泥期間，水泥車因性能故障無法繼續(xù)注水泥，應(yīng)采取什么措施？ 答：一是更換注水泥設(shè)備，完成注水泥作業(yè)；二是若所有設(shè)備均不能 作業(yè)，應(yīng)看注入量是否能封固油頂，若封固得上，可進(jìn)行下一步作業(yè)；否 則應(yīng)盡快水泥將水泥漿循

33、環(huán)出來，進(jìn)行洗井拔套管進(jìn)行二次固井。4、注水泥期間壓力激增，有幾種可能，應(yīng)如何分別處理？ 答：（1）一種可能是留水泥塞過長或灌香腸，使施工無法繼續(xù)進(jìn)行，其原 因可能為a. 施工排量過大，造成井壁坍塌、堵塞，形成憋泵b. 泥漿性能不好，井下固相含量過多，在井眼較小處形成橋堵。c. 由于水泥中外摻料混配不均，造成環(huán)空中外摻料的沉降形成堵塞。d. 水泥漿性能變化，如稠化時(shí)間縮短，級別不符，水質(zhì)影響等。e. 存在某高滲透性地層造成水泥漿大量失水形成橋堵。f. 外加劑使用不當(dāng)或失誤，造成水泥閃凝。（2）第二種可能是膠塞提前下井，應(yīng)停止施工，檢查予以確認(rèn)。如提 前入井，應(yīng)拔套管處理。（ 3）井下異物。如在

34、下套管時(shí)的井下落物或環(huán)空落物，堵塞在浮箍上 造成憋壓或環(huán)空堵塞。（4）機(jī)械故障造成注水泥停頓，水泥漿靜止時(shí)間長，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)迅 速稠化造成二次開泵困難。（ 5）管線內(nèi)扒皮。（6）水泥雜質(zhì)過多或結(jié)塊過多。（7）用低級別水泥進(jìn)行深井施工。5、冬季施工注水泥開始時(shí)開泵困難是何原因？應(yīng)如何處理？答：冬季施工應(yīng)首要防凍，因此可能是泵車粘泵或管線內(nèi)存水結(jié)冰造 成無法施工，應(yīng)迅速加熱或更換管線及車輛，繼續(xù)施工。6、在施工時(shí)發(fā)現(xiàn)水泥漿提前從地面返出應(yīng)如何處理？答：（1）此種事故系上部套管斷裂或有裂縫，應(yīng)立即停止注灰，用清 水或泥漿頂替（不壓膠塞） ，直至井口不返泥漿后拔套管、洗井處理，準(zhǔn)備 二次固井。（2）如

35、果是下入水泥面控制接頭的井，應(yīng)通過計(jì)算是否是提前打開。 如提前打開應(yīng)把水泥洗出后，拔套管準(zhǔn)備二次固井。7、如果施工車輛不足，使注灰達(dá)不到要求速度，應(yīng)如何處理？答：應(yīng)盡快組織足夠的施工車輛到達(dá)預(yù)定位置。8、如果注灰期間發(fā)生起泡應(yīng)如何處理？ 答：首先應(yīng)立即停止注灰，防止低密度水泥或清水入井，然后加入足 夠量的消泡劑，降低混配速度，提高灰漿比重，待無泡后方可繼續(xù)施工。9、注水泥漿后期，突然發(fā)生井漏，應(yīng)如何處理？答：首先要判斷漏失層位，若可以判定漏失層位在封固段或油頂以上，可繼續(xù)注水泥作業(yè)。若判定漏失層在油頂以下，應(yīng)停止循環(huán)出水泥漿，準(zhǔn) 備重新固井。10、若在注灰時(shí)發(fā)現(xiàn)水泥級別與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)如何處理？

36、 答：應(yīng)立即停止施工，將水泥漿循環(huán)出來，重新洗井后，用正確級別 的水泥固井。11、如果施工時(shí)外加液量不足，應(yīng)怎樣處理？答：應(yīng)先盡可能多地注入水泥漿量，同時(shí)應(yīng)備好原漿水泥及用水，如果是深井盡可能用高級別的水泥補(bǔ)足。或設(shè)計(jì)要求，將水泥漿全部洗出， 拔套管處理，進(jìn)行重新固井。12、如果注灰用水溫度不符合要求，應(yīng)如何處理？ 答：把注灰用水換成符合要求的溫度范圍內(nèi)方可施工。13、在雙級注水泥中，如果一級注灰結(jié)束后循環(huán)出大量水泥漿，應(yīng)如何處 理？答：延長二次循環(huán)時(shí)間，直到泥漿中完全無水泥漿為止。14、如果在注灰時(shí)發(fā)現(xiàn)井微漏，但漏失層位不確定，應(yīng)如何處理？答：如注灰量較少，應(yīng)將水泥漿循環(huán)出來，待堵漏后方可固

37、井，如注灰量較多，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母郊?，減速慢注，以限排量方法進(jìn)行頂替。15、注水泥漿結(jié)束后，壓完膠塞后發(fā)現(xiàn)井漏，應(yīng)如何處理？答：開始頂替，注意限制排量以減輕井下壓力，測井之后再?zèng)Q定是否 進(jìn)行修井作業(yè)，注意不要打水泥帽。如果確定漏失層位位于油層，應(yīng)拔套 管，將水泥漿洗出處理后，重新固井。四、替泥漿階段 1、如果頂替作業(yè)時(shí)中途發(fā)生井漏，該怎么辦？ 答：應(yīng)減速繼續(xù)頂替，直至碰壓為止。然后決定下步處理措施。2、替泥漿過程中，壓力偏高，超過正常替壓，但仍可泵送，應(yīng)如何處理？答：注意觀察泵壓，在頂替泵能夠泵送的情況下，仍以原來的速度頂 替，若壓力繼續(xù)增加，使大泵或泵車高速工作困難，可適當(dāng)降低泵速，切 不可停

38、泵，否則二次開泵將十分困難，直至碰壓。3、替泥漿過程中，發(fā)生停電或泥漿量不夠，應(yīng)如何處理？答：立即改為用泵車供清水繼續(xù)頂替，直至碰壓。4、替泥漿過程中，頂替設(shè)備發(fā)生機(jī)械故障，無法繼續(xù)施工，應(yīng)如何處理？ 答：立即更換可用設(shè)備，或是泵車與鉆井泵之間的互換，直至碰壓。5、如果一口油井固井時(shí)在替泥漿過程中發(fā)現(xiàn)水泥漿已返出地面，應(yīng)如何處 理？答：應(yīng)繼續(xù)頂替直至水泥漿全部返出地面，然后進(jìn)行工程事故處理。6、替泥漿過程中，替壓低于正常壓力較多，應(yīng)如何處理？答：在排除壓力表工作不正常及管線良好的因素并校正之以外，應(yīng)首 先檢查套管懸重，若懸重減少很多，說明套管已斷或脫扣，停止頂替，由 鉆井公司進(jìn)行事故處理。若懸

39、重正常，可繼續(xù)頂替。頂替過程中，認(rèn)真觀 察壓力變化，判斷井口返出情況，看是否套管有刺漏。若頂替達(dá)到設(shè)計(jì)量 仍未碰壓，應(yīng)在附加替量不大于 0.5m3 的范圍內(nèi)停止頂替。7、在調(diào)整井施工中水泥漿已注入井內(nèi)， 發(fā)現(xiàn)油層套管程序不符合設(shè)計(jì)要求， 應(yīng)如何處理？ 答：立即停止施工，將水泥循環(huán)出地面，拔套管重新洗井后二次固井。8、在固井施工中，如果頂替壓力突然升高，有何原因應(yīng)如何處理？答：（1）膠塞可能提前入井，造成提前碰壓，或試壓如果至 20MPa 井 口不返，應(yīng)停止施工，待聲幅結(jié)果出來后進(jìn)行事故處理。（2）對于下入封隔器的井， 有可能封隔器提前打開， 看能否活動(dòng)套管， 如不能，應(yīng)停止施工。（3）水泥漿閃

40、凝，造成灌香腸事故，應(yīng)迅速拔套管處理。（4）環(huán)空坍塌造成堵塞，應(yīng)謹(jǐn)慎活動(dòng)套管，適當(dāng)加大頂替排量，使環(huán) 空暢通后繼續(xù)施工。（5）井下落物。如管線內(nèi)扒皮等。（6）假水泥塞。如果泥漿性能不穩(wěn)定，在清水或壓膠塞液的作用下， 形成假塞。（7）管串附件故障。如浮箍球體脫落。（8）泥漿與水泥漿或隔離液與水泥漿成泥漿相溶性差，使水泥漿發(fā)生 促凝。（9）套管異形，如受擠內(nèi)徑變小， 管內(nèi)有落物，造成膠塞中途受卡等， 應(yīng)繼續(xù)加大施工壓力看是否能繼續(xù)施工，如若不能，則停止施工。9、在探井或深井開發(fā)井施工中，如果頂替泵上水不好，應(yīng)如何處理？答：如已注完水泥漿，應(yīng)減速慢替。如果仍不能適應(yīng)施工要求，則改 泵車頂替，此時(shí)可不

41、考慮排量達(dá)標(biāo)的問題。10、如果在施工作業(yè)時(shí)井下固井工具發(fā)生質(zhì)量和施工問題應(yīng)如何處理？答：參考局鉆井工程技術(shù)研究院編寫的 固井工具現(xiàn)場應(yīng)用應(yīng)急措施 。11、如果在頂替作業(yè)時(shí)，井口返量減少發(fā)生井漏該如何處理？答：應(yīng)降排量繼續(xù)頂替，直至碰壓。如果漏點(diǎn)處于油層，應(yīng)考慮拔套 管處理。如果有水泥帽，則不可打水泥帽，待聲幅檢測后決定事故處理或 打水泥帽。12、如果在替泥漿時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表記量不準(zhǔn)，應(yīng)如何采取措施？答：如果是大泵頂替，應(yīng)查泵沖及轉(zhuǎn)數(shù)，確定當(dāng)時(shí)排量以確定大泵頂 替時(shí)間，應(yīng)有充足的預(yù)留量。如果由泵車頂替，應(yīng)一并考慮泵車計(jì)量及水罐水量，同時(shí)在頂替將近 結(jié)束時(shí)，提前降低排量以防止求碰壓壓力過高。13、如果在

42、替泥漿后期，替量已達(dá)設(shè)計(jì)量，卻仍未碰壓，針對不同原因， 應(yīng)分別如何處理？答：計(jì)量問題如果由于流量計(jì)儀表計(jì)量不準(zhǔn)或容器計(jì)量有誤，使替量計(jì)算錯(cuò)誤，應(yīng) 及時(shí)校正儀表，繼續(xù)頂替。 膠塞問題膠塞未下井，膠塞內(nèi)無鋼板或鋼板碎。未裝膠塞。應(yīng)替至設(shè)計(jì)量附加0.1 0.2m 3 后停止施工。 機(jī)械故障 地面管匯、泵車管匯有刺漏，短路現(xiàn)象（泵車自循環(huán)） ，此時(shí)應(yīng)及時(shí)排除故障，繼續(xù)頂替至碰壓。 套管刺漏或斷開形成短路。如果懸重減輕應(yīng)判斷套管斷；如果壓力 有所降低及套管口返泥漿或者環(huán)空返水泥漿，可基本判斷套管刺漏。 套管內(nèi)異物造成膠塞與浮箍之間密封不嚴(yán)（如撬杠、螺栓等），此時(shí) 征兆為壓力較高，但仍可泵送，此時(shí)若達(dá)到設(shè)

43、計(jì)量應(yīng)停止施工，憋壓候凝。14、如果碰壓后敞不住壓，是何原因，如何處理？答：一般由于浮箍、浮鞋質(zhì)量問題引起單向閥失靈，應(yīng)放壓回零后重 新憋壓+2-3MPa 。15、在頂替過程中發(fā)生提前碰壓，應(yīng)如何處理？答：首先查看是否屬于假碰壓，試壓 1015MPa仍不動(dòng)，可提壓到 20MPa,仍不動(dòng)停止施工。 查年計(jì)量，與泵車計(jì)量對照，排除計(jì)量誤差； 查看套管程序，排除套管下入錯(cuò)誤，如果套管錯(cuò)誤，應(yīng)拔套管處理， 準(zhǔn)備二次固井； 管線內(nèi)皮脫落，堵塞形成碰壓； 管串附近質(zhì)量故障，浮箍球體脫落； 水泥閃凝。由于水泥漿性能不好（如外加劑加量錯(cuò)誤，稠化時(shí)間過 短，固井用水不合格或外摻料混配不均等）造成水泥漿閃凝。 假

44、水泥塞造成碰壓，所以應(yīng)提前備好相應(yīng)壓膠塞液。 如果對于下入管外封隔器的井，判斷是否封隔器提前打開； 對于環(huán)空易坍塌井，應(yīng)考慮是否有井壁坍塌或水泥橋堵的可能。16、如果碰壓后試壓15MPa有壓力降，應(yīng)如何處理？答：雙浮失靈，應(yīng)在壓差附加1 2MPa后憋壓候凝； 套管本體刺漏，一般停止泵送后套管內(nèi)返吐水泥漿應(yīng)附加1 2MPa憋壓候凝； 地面管匯及水泥頭刺漏，應(yīng)在檢查后重新更換或接好，重新試壓。 下入軟膠塞或膠塞鋼板碎，應(yīng)憋壓候凝。 井下工具事故，如控制水泥面接頭提前打開。參考局鉆井工程研究 院固井工具現(xiàn)場應(yīng)用應(yīng)急措施 。17、施工結(jié)束后，如果環(huán)空仍返吐泥漿，應(yīng)如何處理？答：首先應(yīng)繼續(xù)觀察返情況，如

45、逐漸減少，可繼續(xù)打水泥帽。 如果返吐較嚴(yán)重，應(yīng)等待測井結(jié)果，決定處理措施。有條件的情況下， 應(yīng)進(jìn)行環(huán)空加壓2 5MPa,防止油層混竄。18、如果在頂替過程中，泥漿量不足，應(yīng)如何處理？答：以備用清水用泵車?yán)^續(xù)頂替。19、對于水泥帽質(zhì)量較差地區(qū)，應(yīng)如何提高本地區(qū)質(zhì)量？答：淺層砂層水層和易漏層是引起水泥帽質(zhì)量差的主因，對于泥漿比 重在 1.20-1.50g/cm 3 之間的井，應(yīng)下入液壓承托式水泥帽工具，提高水泥 帽質(zhì)量。第六章 注水泥質(zhì)量檢測與評價(jià)一、固井質(zhì)量的鑒定1、我國固井質(zhì)量規(guī)定的基本要求 依據(jù)地質(zhì)及工程設(shè)計(jì)，套管下深、磁性定位、人工井底和水泥返深符 合規(guī)定要求。 合格的套管柱強(qiáng)度，規(guī)定的套

46、管最小內(nèi)徑及密封試壓要求，合格質(zhì)量 的井口裝定要求。 良好的水泥環(huán)封固質(zhì)量、油、氣、水層不竄不漏。上述三方面要求對于注水泥工藝來說，水泥環(huán)質(zhì)量鑒定是評價(jià)的主要方 面。2、水泥環(huán)固結(jié)的質(zhì)量標(biāo)志 水泥環(huán)固結(jié)主要表現(xiàn)在水泥與套管，水泥與地層兩個(gè)膠結(jié)界面的有效封隔，代表質(zhì)量優(yōu)良。從受力方面看，考慮兩個(gè)主要力；水泥的剪切膠結(jié)力 支持和承載井內(nèi)套管重量， 該剪切膠結(jié)力亦是剪 切膠結(jié)強(qiáng)度。水力膠結(jié)力 它可防止流體或天然氣在環(huán)空水泥環(huán)的竄移。這種竄移 形式有界面竄移和體內(nèi)竄移。界面竄移分套管與水泥間界面竄移（由于界面竄槽與微環(huán)隙） ，主要由 聲幅測井來鑒定。水泥與地層界面竄移（由于界面竄槽與過厚的外泥餅所 致

47、），主要依據(jù)變密度測井來鑒定。 體內(nèi)竄移由頂替竄槽及不平衡固井所致， 其它水泥孔隙裂縫等復(fù)雜因素亦為原因之一。采用噪聲測井以及聲波變密 度和井溫測井來作出綜合判斷。獲得有效封隔油氣水層，水泥的水力膠結(jié) 力十分重要。水力膠結(jié)強(qiáng)度是隨時(shí)間，水泥性能和溫度壓力條件而變化。2、水泥與套管界面的膠結(jié)力（1）套管在水泥候凝過程中，如果管內(nèi)的內(nèi)壓力變化使套管收縮形成 微間隙，從而降低水力膠結(jié)力。（2）管壁粗糙度增強(qiáng)水力膠結(jié)力。（3）油濕管表面將降低第一界面的水力膠結(jié)力。3、水泥與地層界面膠結(jié)力（1）水泥與地層緊密接觸，將提高膠結(jié)力。（2）外泥餅厚度與質(zhì)量影響水力膠結(jié)力的變化。（3）頂替效率不高，產(chǎn)生較大水力

48、膠結(jié)強(qiáng)度破壞。 二、有關(guān)水泥環(huán)質(zhì)量的檢查方法1、井溫測井主要應(yīng)用于確定管外水泥返高， 也作作為水泥充填程度的補(bǔ)義解釋。 水泥凝固產(chǎn)生的熱量將使其在正常溫度基礎(chǔ)升高幾度，利用這一因素完成 井溫測井。測定水泥返高位置，就可計(jì)算充填效率，環(huán)空容積除以水泥漿 體積即為充填效率，亦作為有無水泥竄槽發(fā)生的指示參數(shù)。 井下水泥候凝增溫隨水泥類別、配方及井下條件不同和時(shí)間有較大 關(guān)系。2、聲波測井 聲波測井。亦是水泥固結(jié)測井。根據(jù)聲學(xué)原理向地層發(fā)射聲波或振動(dòng) 信號(hào)，再拉媚并記錄信號(hào)往返的時(shí)間方法。它是試驗(yàn)井測得的典型聲波信 號(hào)，從而判斷水泥面與膠結(jié)情況。聲波測井曲線是用接在多芯電纜的標(biāo)準(zhǔn)聲波儀測得的，扶正器使

49、測井儀 居中，曲線記錄接收信號(hào)第一個(gè)半周期的振幅（mV）,接收器與發(fā)射器固定相距 0.9144m（3ft） 。沒有膠結(jié)或固結(jié)不好的振幅大，固結(jié)好的振幅就小。 目前國內(nèi)一些油田主要以聲波測井作為水泥固結(jié)質(zhì)量的鑒定手段，自由段泥漿調(diào)幅在810cm，以此為100基數(shù)，聲幅值在1015%以下為優(yōu) 質(zhì), 30% 以下為合格。如果對聲波測井有疑問時(shí),尤其產(chǎn)生套管與水泥之 間微環(huán)隙縫時(shí)可考慮采用聲波波列的變密度記錄測井方法來解釋水泥固結(jié) 質(zhì)量,從第二界面情況作出正確判斷。3、變密度測井 這是套管固井聲波信號(hào)的全波顯示,它與水泥膠結(jié)測井配對使用,可 提供第二界面資料。1 ）變密度測井介紹變密度測井是記錄接收器

50、的波列，接收器距發(fā)射器 1.524m(5ft) 處，在 同一個(gè)測井儀上還可在離發(fā)射器 0.9144m(3ft) ，再裝一個(gè)接收器，記錄水 泥膠結(jié)測井曲線。設(shè)備中配有一臺(tái)示波器，發(fā)射器每發(fā)射一個(gè)脈沖，示波器的光點(diǎn)就在 顯示屏面上掃過一水平軌跡，隨著與探測儀同步移動(dòng)的記錄膠片的移動(dòng)把 示波器軌跡快速連續(xù)地拍攝下來，獲得變密度測井圖，最暗區(qū)對應(yīng)于波形 的最大偏移，最亮區(qū)則對應(yīng)最大負(fù)偏移，最大的連續(xù)暗亮區(qū)域?qū)Ρ榷缺硎?出最大的聲波振幅值。變密度測井總稱為水泥膠結(jié)測井，一個(gè)晶體的發(fā)射器發(fā)出一個(gè)振動(dòng)脈 沖，由接收器接收。VDL變密度測井；CBL首波幅度的水泥膠結(jié)測井。這兩種測井要求的最佳源距不同， CBL

51、 為清楚顯示套管波的衰減率要 求短的源距。 VDL 為了在膠結(jié)好的井段顯示地層波，而要求較長的源距， 為達(dá)到這些目的使用雙接收器裝置，同時(shí)提供 0.9144m 和 1.524m 源距的 變厚度測井。記錄設(shè)備可將 VDL和CBL信號(hào)直接記錄在同一膠片上，這樣 可更準(zhǔn)確地了解水泥膠結(jié)質(zhì)量，辨別微環(huán)隙和竄槽。2)變密度測井微地震測井圖解析自由套管。傳播時(shí)間范圍內(nèi)直而強(qiáng)的暗亮對比度，表明套管的強(qiáng)傳播性。當(dāng)水泥與套管固結(jié)后，聲波會(huì)從套管傳給水泥，使套管傳播減弱， 沿水泥傳播的聲波會(huì)逐漸減弱。如水泥與地層固結(jié)好，聲波傳給地層，且 會(huì)收到強(qiáng)地層信號(hào)。如地層傳播不清楚，可能水泥和地層膠結(jié)不良(或地 層衰減大）

52、。如果水泥與地層間沒有固結(jié)，但與套管固結(jié)好，套管信號(hào)衰減 程度就取決于水泥環(huán)的厚度。水泥竄槽會(huì)增加套管信號(hào)，但其它部分固結(jié) 好，也能收到地層信號(hào)。 CBL-VDL圖示補(bǔ)充解釋和說明：自由套管段CBL及VDL圖示特點(diǎn)如下：強(qiáng)的套管波；非常弱的地層波或無地層波；接箍位置有明顯的人字形的圖形；在接箍位置CBL傳播時(shí)間稍有增加，幅度稍有減少；套管波到達(dá)時(shí)間不隨深度而變化。 圖示訊號(hào)解釋。VDL 的套管波信號(hào)表示儀器居中，這時(shí)自由段套管信號(hào)是直線。若是 擺動(dòng)變化線，表示儀器不是始終居中的。人字圖形是每個(gè)接箍反射信號(hào)，圖形邊緣之間距離，表示發(fā)射器 接收器的長度。如果兩個(gè)界面膠結(jié)好，則是弱的套管波。強(qiáng)的地層

53、波。若是水泥與套管膠結(jié)好，而與地層固結(jié)不好；套管信號(hào)弱，地層信號(hào) 弱或者沒有。出現(xiàn)微縫環(huán)隙時(shí)；在整個(gè)水泥段出現(xiàn)強(qiáng)的地層波和套管波。 VDL-CBL水泥膠結(jié)測井小結(jié)。套管波很強(qiáng)，證實(shí)CBL中顯示的自由套管。當(dāng)存在弱的套管波和強(qiáng)的地層波時(shí)，證明水泥環(huán)固結(jié)良好。VDL有助于區(qū)分微環(huán)隙和竄槽，微環(huán)隙 CBL顯示很差，但實(shí)際密封良好。VDL有助于區(qū)分微環(huán)隙和竄槽，微環(huán)隙 CBL顯示很差，但實(shí)際密封良 好。能區(qū)分快速地層（硬地層）波和套管波，因此可以正確解釋CBL。如果泥漿含氣， VDL 能夠表明讀數(shù)是不可靠的（整個(gè)波列衰減） ，而 CBL會(huì)使人認(rèn)為膠結(jié)良好。VDL 能夠顯示良好的地層聲耦合，在水泥膠結(jié)良好的層段 VDL 記錄常 常有可能識(shí)別地層壓縮波，瑞利波（橫波）和泥漿波，能夠估計(jì)每種波的 速度和相對幅度。4、關(guān)于膠結(jié)指數(shù)（ BI） C