《完井固井技術(shù)》PPT課件

1、完井固井技術(shù)完井固井技術(shù) 本章主要介紹固井套管的設(shè)計、套管選擇、套管附件、固井方式、固本章主要介紹固井套管的設(shè)計、套管選擇、套管附件、固井方式、固井工程的主要工序、固井技術(shù)、特殊地層固井等。井工程的主要工序、固井技術(shù)、特殊地層固井等。1;.第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、前言一、前言 固井是將套管下入到井內(nèi)預(yù)定深度，再在套管和井壁之間注入水泥漿封固。由于油氣井淺則數(shù)百米，深則數(shù)千米，乃至萬米，套管和水泥漿要經(jīng)受高溫高壓的惡劣環(huán)境，還要承受地下油氣水及其它介質(zhì)的腐蝕竄擾，以及采油作業(yè)中酸化、壓裂等增產(chǎn)措施的種種考驗，因此，固井對材質(zhì)、設(shè)備和工藝有著特殊的要求，可以說固井是一門復(fù)雜的涉及面很廣的綜合技

2、術(shù)，固井質(zhì)量的好壞關(guān)系到油田的開發(fā)和建設(shè)，是油田長期穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)工程。 2;.二、套管層次二、套管層次根據(jù)不同的目的，固井套管層次可根據(jù)不同的目的，固井套管層次可分為：分為：表層套管表層套管技術(shù)套管（也叫中間套管，可技術(shù)套管（也叫中間套管，可以是多層）以是多層）油層套管油層套管表層套管表層套管技術(shù)套管技術(shù)套管（可以是（可以是多層）多層）油層套管油層套管3;.1、表層套管固井、表層套管固井由于地表土非常松軟，極易坍塌和漏失，于是在鉆井時往往下數(shù)十米到幾百米的表層套管進(jìn)行封固。表層套管還用于封固地表水層，防止地表水在鉆井中受到污染。如果深部地層有高壓油氣層，可在表層套管上安裝防噴器，以便安全地打開高

3、壓層。表層套管底腳應(yīng)封固在致密堅硬的巖石上，套管外的水泥漿通常返到地面。 4;.2、中間套管固井、中間套管固井在鉆進(jìn)中，如果遇到高壓層、疏松易塌的礫石層，當(dāng)采用調(diào)節(jié)鉆井液密度等措施仍然無法克服時，往往是在這些地層強(qiáng)行鉆過后，立即下套管封固，以保證繼續(xù)鉆進(jìn)，這層套管叫中間套管，也叫技術(shù)套管。在鉆井過程中，如果鉆進(jìn)上部地層和下部地層需要采用密度不同的鉆井液時也要下技術(shù)套管。如上部為高壓層，下部為易漏層，則當(dāng)上部用高密度鉆井液鉆過后，即下中間套管封固，再用低密度鉆井液打開下部地層。 5;.3、油層套管固井、油層套管固井一口井鉆達(dá)油氣目的層后，下油層套管固井，為今后采油氣建立了一個牢靠的通道，并在其上

4、安裝采油裝置。同時，一口油井往往有許多油氣層，各油氣層的性質(zhì)是不同的，為防止各油氣層相互串通，實現(xiàn)分層開采，分層注水，分層管理和分層改造，也必須下油層套管固井，用水泥將各油氣層封固和隔離開來。 6;.表層套管尺寸最大，油層套管尺寸最小，各套管層次之間應(yīng)有足夠的間隙，以保證套管能順利下入和有足夠厚度的水泥環(huán)。井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要是確定各層次套管尺寸、下入深度和水泥封固高度，以及所需鉆頭尺寸。另外，井身結(jié)構(gòu)的制訂應(yīng)盡量系列化，以利于鉆頭、套管、井口裝置的生產(chǎn)和供應(yīng)。目前，我國各油田井身結(jié)構(gòu)大多采用目前，我國各油田井身結(jié)構(gòu)大多采用13139 97 75 5系列，即表層套管系列，即表層套管13133 3

5、/ /8 8 ，中，中間套管間套管9 95 5/ /8 8 或或77，油層套管為，油層套管為5 51 1/ /2 2 或或55。 7;.三、固井工程的主要工序三、固井工程的主要工序 1、固井設(shè)計、固井設(shè)計 2、井眼準(zhǔn)備、井眼準(zhǔn)備 3、設(shè)備調(diào)試就位、設(shè)備調(diào)試就位 4、套管準(zhǔn)備及下套管作業(yè)、套管準(zhǔn)備及下套管作業(yè) 5、注水泥固井施工、注水泥固井施工 6、固井質(zhì)量評價測井、固井質(zhì)量評價測井8;.注水泥流程及附件裝置注水泥流程及附件裝置9;.第二節(jié)第二節(jié) 套管柱設(shè)計方法及套管選擇套管柱設(shè)計方法及套管選擇 套管設(shè)計包括表層套管、技術(shù)套管和生產(chǎn)套管完井最關(guān)注的是生產(chǎn)套管的設(shè)計。 生產(chǎn)套管也稱為油層套管，生產(chǎn)

6、套管設(shè)計時應(yīng)根據(jù)選定的完井方式，依據(jù)井別、油氣層壓力和溫度、地下水性質(zhì)、PH值、礦化度以及套管的腐蝕程度、天然氣組分和含腐蝕氣體的情況等因素，選擇套管的鋼級、強(qiáng)度、壁厚、螺紋類型、螺紋密封脂以及上扣扭矩等。 若采用襯管完成，應(yīng)設(shè)計懸掛深度及方式。 對于注蒸汽井，應(yīng)考慮套管受熱時的變化。 對于定向井、水平井，同樣應(yīng)考慮套管的彎曲、受力變化和密封穩(wěn)定問題。 10;.一、套管類型一、套管類型 1、標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列、標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列 美國石油學(xué)會（美國石油學(xué)會（API）已提出了套管尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，并為國際石油工業(yè)界所接受。）已提出了套管尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，并為國際石油工業(yè)界所接受。各廠家生產(chǎn)的套管系列，主要根據(jù)各廠家

7、生產(chǎn)的套管系列，主要根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)。非標(biāo)準(zhǔn)。非API標(biāo)準(zhǔn)套管由使用者向廠家提出特標(biāo)準(zhǔn)套管由使用者向廠家提出特殊定貨殊定貨標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列包括：標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列包括：（1）套管外徑）套管外徑（2）壁厚）壁厚（3）尺寸配合）尺寸配合11;.（1）套管外徑）套管外徑套管外徑從套管外徑從114.3mm(41/2in)到到508mm(20in)共共14個尺寸系列。個尺寸系列。對于生產(chǎn)套管，常用的套管外徑為對于生產(chǎn)套管，常用的套管外徑為127.0mm(5in)139.7mm(51/2in)177.8mm(7in)193.7mm(75/8in)244.5mm(95/8in)等等5個尺寸系列個尺寸系列有少數(shù)使用有少數(shù)

8、使用168.3mm(65/8in)的情況的情況12;.（2）壁厚）壁厚對于同一套管外徑，對于同一套管外徑，API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了若干壁厚尺寸，組成不同的強(qiáng)度等級供選用。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了若干壁厚尺寸，組成不同的強(qiáng)度等級供選用。以以139.7mm(51/2in)套管為例，套管為例，API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了5個壁厚系列：個壁厚系列： 6.20 mm 6.98 mm 7.72 mm 9.17 mm10.54 mm同時也可以單位長度的質(zhì)量來表示套管的壁厚同時也可以單位長度的質(zhì)量來表示套管的壁厚 13;.（3）尺寸配合）尺寸配合尺寸配合體現(xiàn)在兩個方面，一是套管與井眼的尺寸配合，二是上下級套管的尺寸配合。套管與井眼之

9、間應(yīng)有合適的間隙。間隙過大會導(dǎo)致太大的井眼尺寸，增加鉆井成本；間隙過小又會導(dǎo)致下套管及注水泥困難，引起管外竄槽。目前國內(nèi)外所生產(chǎn)的套管及鉆頭尺寸配合基本確定或在較小范圍內(nèi)變化。下圖給出了套管和井眼尺寸配合選擇表。 14;.套管和井眼尺寸選擇表套管和井眼尺寸選擇表15;.使用該表時，先確定套管（或尾管）尺寸，即可根據(jù)表中箭頭（實線為常用配合，使用該表時，先確定套管（或尾管）尺寸，即可根據(jù)表中箭頭（實線為常用配合，虛線為不常用間隙配合），查得該尺寸入井時所要求的井眼尺寸，以及通過該尺虛線為不常用間隙配合），查得該尺寸入井時所要求的井眼尺寸，以及通過該尺寸套管允許下入的鉆頭尺寸（下段井眼尺寸）。寸套

10、管允許下入的鉆頭尺寸（下段井眼尺寸）。目前國內(nèi)套管系列一般采用：目前國內(nèi)套管系列一般采用：133/8in95/8in51/2in、133/8in75/8in51/2in（擴(kuò)眼增加間隙）（擴(kuò)眼增加間隙）復(fù)雜井況，有時也采用復(fù)雜井況，有時也采用133/8in103/4in7in16;.2、套管類型、套管類型 按制造工藝，套管可分為無縫套管（按制造工藝，套管可分為無縫套管（Seamless）和直焊縫套管（）和直焊縫套管（ERW：Electric Resistance Weld）。）。 無縫套管：無縫套管：用鋼坯經(jīng)加熱后熱滾軋、鉆孔、帶芯軸壓軋延伸、熱處理等工序達(dá)用鋼坯經(jīng)加熱后熱滾軋、鉆孔、帶芯軸壓軋

11、延伸、熱處理等工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸套管，形成無縫套管系列到標(biāo)準(zhǔn)尺寸套管，形成無縫套管系列直焊縫套管：直焊縫套管：用高精度熱軋鋼卷板經(jīng)展平，逐步次序滾軋成管后，用高頻焊接、用高精度熱軋鋼卷板經(jīng)展平，逐步次序滾軋成管后，用高頻焊接、熱處理等工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸套管熱處理等工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸套管17;.直焊縫套管與無縫套管相比有以下特點直焊縫套管與無縫套管相比有以下特點1）尺寸精度高外徑偏差一般不超過0.5%，壁厚不超過-5.0%。而無縫套管標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.41mm，僅此一項就顯著提高抗擠強(qiáng)度和通徑。2）韌性優(yōu)良由于實行高強(qiáng)度高韌性焊接，不但保證母材而且保證焊縫具有良好的韌性。3）抗擠抗爆裂性能優(yōu)異由于ERW套

12、管尺寸精度高、韌性好，因此實際抗擠性能比API無縫套管高30%左右，抗爆性能高50%左右。 4) 成本低與同類無縫套管相比低10%左右。 18;.3、鋼級、鋼級 由于套管的使用條件比較惡劣，對鋼的質(zhì)量要求很嚴(yán)，必須按專門標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條由于套管的使用條件比較惡劣，對鋼的質(zhì)量要求很嚴(yán)，必須按專門標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件生產(chǎn)和檢驗。為確保套管質(zhì)量，美國石油學(xué)會采取發(fā)放認(rèn)可證（件生產(chǎn)和檢驗。為確保套管質(zhì)量，美國石油學(xué)會采取發(fā)放認(rèn)可證（API）的辦法）的辦法組織一些大型企業(yè)定點生產(chǎn)。組織一些大型企業(yè)定點生產(chǎn)。 19;.二、套管柱設(shè)計二、套管柱設(shè)計（一）入井套管柱的受力分析（一）入井套管柱的受力分析 為了保證下入井內(nèi)

13、的套管不斷、不裂、不變形，要求套管有一定的強(qiáng)度，足以抵為了保證下入井內(nèi)的套管不斷、不裂、不變形，要求套管有一定的強(qiáng)度，足以抵抗它所受的外力。為此，需要對井內(nèi)套管柱受力狀況作個大概的分析?？顾艿耐饬?。為此，需要對井內(nèi)套管柱受力狀況作個大概的分析。 20;.1、拉力、拉力由套管本身重量所引起。越靠上部的套管承受的拉力越大，套管柱越長，套管的尺寸越大，上部套管承受的拉力越大。因井斜套管靠井壁，上提套管時的磨擦力；注水泥最后碰壓時的套管附加的拉力；下套管過程中猛提猛剎都會使套管受到比較大的拉力。在一般情況下，磨擦力或碰壓所附加的拉力和下套管正常操作時增加的拉力常小于套管柱在井內(nèi)泥漿中的浮力。因此進(jìn)

14、行套管柱設(shè)計時，一般按套管在空氣中的重量計算拉力的大小。 21;.2、外擠力、外擠力如果下到井中的套管內(nèi)外部都有泥漿，而且泥漿比重一致，此時套管內(nèi)外液柱壓力平衡，套管不受外擠力。誘導(dǎo)油流時需要把套管內(nèi)的液體逐步淘空，這樣套管便要承受套管外液柱壓力引起的外擠力。當(dāng)套管內(nèi)液體全部淘空時，套管所受的外擠力最大。進(jìn)行套管柱設(shè)計時，一般從安全著眼，按套管內(nèi)全淘空時套管所受的外擠力計算，這個外擠力即為套管外泥漿的液柱壓力。但也有人認(rèn)為，在水泥封固段，可按鹽水柱壓力計算套管的外擠力。 22;.3、內(nèi)壓力、內(nèi)壓力在酸化、壓裂、擠水泥或井噴關(guān)井時，套管將承受較大的內(nèi)壓力，其數(shù)值等于擠注作業(yè)時最大的內(nèi)壓力或油、氣

15、的壓力。 設(shè)計套管柱時，當(dāng)套管能滿足抗拉和抗外擠強(qiáng)度要求時，抗內(nèi)壓往往也能滿足，故一般不作抗內(nèi)壓強(qiáng)度核算。而在高壓氣井，有時需進(jìn)行抗內(nèi)壓強(qiáng)度核算。 23;.（二）套管柱的設(shè)計（二）套管柱的設(shè)計1、 套管柱的設(shè)計原則套管柱的設(shè)計原則 入井的套管柱在外力作用下，必須滿足抗拉、抗擠、抗崩強(qiáng)度的要求，并留有一定的安全余量。根據(jù)套管柱在井內(nèi)不同部位的受力情況和工作條件，結(jié)合套管的強(qiáng)度規(guī)范和技術(shù)性能，按照等強(qiáng)設(shè)計原理，以確定套管柱各個部位的扣型、鋼級和壁厚，使整個套管柱的設(shè)計達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)和合理的目的。API套管設(shè)計不考慮泥漿的浮力，以保證更加安全。 24;.2、管柱的設(shè)計方法和步驟、管柱的設(shè)計方法和步驟

16、生產(chǎn)套管設(shè)計分三步進(jìn)行生產(chǎn)套管設(shè)計分三步進(jìn)行根據(jù)腐蝕環(huán)境選鋼種根據(jù)腐蝕環(huán)境選鋼種 硫化氫、二氧化碳、氯化鈉和硫酸鹽等硫化氫、二氧化碳、氯化鈉和硫酸鹽等3 3大類腐蝕對套管鋼種的選擇具有大類腐蝕對套管鋼種的選擇具有決定性影響，必須預(yù)以特殊考慮決定性影響，必須預(yù)以特殊考慮根據(jù)密封要求和載荷選螺紋根據(jù)密封要求和載荷選螺紋 不同螺紋類型，其性能不一樣，應(yīng)根據(jù)實際工況選擇合適的螺紋類型不同螺紋類型，其性能不一樣，應(yīng)根據(jù)實際工況選擇合適的螺紋類型根據(jù)載荷作強(qiáng)度設(shè)計選鋼級的壁厚根據(jù)載荷作強(qiáng)度設(shè)計選鋼級的壁厚 強(qiáng)度系列包括：抗擠強(qiáng)度、管體抗拉屈服強(qiáng)度、抗內(nèi)壓強(qiáng)度等強(qiáng)度系列包括：抗擠強(qiáng)度、管體抗拉屈服強(qiáng)度、抗內(nèi)

17、壓強(qiáng)度等25;.3、安全系數(shù)、安全系數(shù)實際工作中的設(shè)計系數(shù)，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)上述原則和該地區(qū)實際經(jīng)驗來確定。若選用API標(biāo)準(zhǔn)套管的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計系數(shù)的要求時，則需要考慮采用特殊套管柱結(jié)構(gòu)（如雙層套管），或?qū)ｉT訂購高精度、特厚壁、特殊螺紋等高強(qiáng)度套管26;.三、套管柱附件三、套管柱附件 套管柱附件主要有引鞋、浮箍、扶正器、聯(lián)頂節(jié)、水泥頭、膠塞等。套管柱附件主要有引鞋、浮箍、扶正器、聯(lián)頂節(jié)、水泥頭、膠塞等。27;.（1）引鞋）引鞋一般是圓錐型，安裝在套管的最下端，其作用是引導(dǎo)套管柱入井，防止套管在下入時遇阻遇卡。在二次開鉆或三次開鉆中表層套管和中間套管的引鞋將被鉆頭鉆掉，因此其引鞋需用“易鉆”材料制成

18、。常用生鐵引鞋、木質(zhì)引鞋、鋁質(zhì)引鞋、水泥質(zhì)引鞋等。水泥引鞋28;.（2）浮箍）浮箍 一般由單向閥和阻流環(huán)組成，一般連接在引鞋上面一根套管的接箍上。單向閥的作用是讓水泥漿經(jīng)套管流入環(huán)空，而不讓環(huán)空的水泥漿倒流回套管，阻流環(huán)的作用是注水泥后阻擋膠塞通過。浮箍浮箍29;.（3）扶正器）扶正器固定在套管外壁上，靠它的彈性鋼片扶正套管柱，使套管在井眼里居中，從固定在套管外壁上，靠它的彈性鋼片扶正套管柱，使套管在井眼里居中，從而注水泥時套管柱四周的水泥環(huán)厚度均勻。而注水泥時套管柱四周的水泥環(huán)厚度均勻。30;.（4）聯(lián)頂節(jié)）聯(lián)頂節(jié)是用來聯(lián)接套管頭和地面固井設(shè)備水泥頭的。聯(lián)頂節(jié)有一定的長度。調(diào)節(jié)聯(lián)是用來聯(lián)接套

19、管頭和地面固井設(shè)備水泥頭的。聯(lián)頂節(jié)有一定的長度。調(diào)節(jié)聯(lián)頂節(jié)下入鉆臺轉(zhuǎn)盤面以下的深度（聯(lián)入），來控制套管頭露出地面的距離。頂節(jié)下入鉆臺轉(zhuǎn)盤面以下的深度（聯(lián)入），來控制套管頭露出地面的距離。一般對于低洼井，套管頭的露出高度應(yīng)高一些，以便于安裝采油裝置。一般對于低洼井，套管頭的露出高度應(yīng)高一些，以便于安裝采油裝置。31;.（5）水泥頭）水泥頭用于聯(lián)接聯(lián)頂節(jié)和注水泥管匯，并裝有膠塞，注水泥時，膠塞用鎖銷鎖住，注水泥后釋放入井。水泥頭上還裝有壓力表，觀察注水泥及試壓時的壓力。膠塞尾隨水泥漿進(jìn)入套管內(nèi)，靠其尾翼將粘附在套管內(nèi)壁的水泥漿刮掉，防止以后測井時遇阻，當(dāng)膠塞下行到浮箍處阻流環(huán)位置時，關(guān)閉循環(huán)通道，

20、標(biāo)志著水泥漿已到達(dá)環(huán)空預(yù)定位置。水泥頭水泥頭32;.（6）膠塞）膠塞是由內(nèi)嵌鑄鐵或鋁和易鉆料的橡膠制成，帶有尾翼：注水泥后被鉆掉。是由內(nèi)嵌鑄鐵或鋁和易鉆料的橡膠制成，帶有尾翼：注水泥后被鉆掉。33;.第三節(jié)第三節(jié) 注水泥固井工藝注水泥固井工藝 1、注水泥施工要求、注水泥施工要求注水泥施工后要形成一個完整的水泥環(huán)，使水泥與套管、水泥與井壁固結(jié)注水泥施工后要形成一個完整的水泥環(huán)，使水泥與套管、水泥與井壁固結(jié)好，水泥膠結(jié)強(qiáng)度高，油氣水層封隔好、不竄、不漏。好，水泥膠結(jié)強(qiáng)度高，油氣水層封隔好、不竄、不漏。要達(dá)到以上要求，就必須全面周密考慮各種影響因素，精心設(shè)計、精心施要達(dá)到以上要求，就必須全面周密考慮

21、各種影響因素，精心設(shè)計、精心施工。工。一、概述一、概述34;.2、完井要求、完井要求水泥漿是由水泥、水、各種化學(xué)外加劑組成的具有一定密度的混合液體。由于水泥漿的濾失量較鉆井液的濾失量大得多，因此水泥漿不可避免地對各類油氣層都會造成不同程度的傷害，主要有水泥漿顆粒引起的傷害水泥漿濾液對油氣層的傷害水泥漿濾液中無機(jī)物結(jié)晶沉淀對油氣層的傷害裂縫性漏失減少傷害主要取決于控制水泥漿濾失量、完井液性能、液柱壓差35;.3、油、氣井開采要求、油、氣井開采要求滿足最小支持強(qiáng)度提高熱穩(wěn)定性增強(qiáng)抗腐蝕能力天然氣井注水泥應(yīng)考慮加防氣竄劑，以防止竄槽對特殊井況：低壓、高壓地層，有漏失地層、鹽巖層、高溫地層，均應(yīng)有針對

22、性措施36;.二、注水泥方式二、注水泥方式注水泥方式主要有一次注水泥、分級注水泥封隔器注水泥注水泥固井應(yīng)根據(jù)不同類別的井對水泥性能和返高的要求，油氣層壓力狀況、地層中腐蝕氣體含量、以及不同井筒工作狀態(tài)等井筒環(huán)境，選擇固井方式和水泥漿配方37;.對于地層穩(wěn)定性好，地層空隙壓力高的井可以考慮一次注水泥固井，對于井筒中存在低壓易漏地層，可以考慮使用分級注水泥，分級注可分為兩級或兩級以上，應(yīng)根據(jù)封固井段和施工安全來選擇注水泥的級數(shù)。38;.二、固井施工工藝二、固井施工工藝 （一）常規(guī)水泥漿固井施工技術(shù)（一）常規(guī)水泥漿固井施工技術(shù)常規(guī)固井作業(yè)包括下套管、洗井、注前置液，混配注入水泥漿、壓膠塞、替鉆井液、

23、碰壓、試壓、水泥候凝、質(zhì)量檢測等工序。其中核心工作是混配并注入水泥漿，要靠配套的固井地面設(shè)備來完成。 39;.1、固井地面設(shè)備、固井地面設(shè)備固井地面設(shè)備主要有水泥車、下灰裝置、配漿裝置、水泥頭及管匯等組成。固井地面設(shè)備主要有水泥車、下灰裝置、配漿裝置、水泥頭及管匯等組成。（1）水泥車）水泥車水泥車泵送設(shè)備能夠以不同的排量連續(xù)工作水泥車泵送設(shè)備能夠以不同的排量連續(xù)工作。（2）下灰裝置）下灰裝置水泥由下灰裝置供給，下灰裝置主要由空氣壓縮機(jī)、輸氣管、貯灰罐、出灰管、碟水泥由下灰裝置供給，下灰裝置主要由空氣壓縮機(jī)、輸氣管、貯灰罐、出灰管、碟形閥門等組成形閥門等組成（3）配漿裝置）配漿裝置配漿裝置主要由

24、供水管線、混灰漏斗、噴嘴、混合器、排出管及灰漿池等部分組成。配漿裝置主要由供水管線、混灰漏斗、噴嘴、混合器、排出管及灰漿池等部分組成。40;.2、注水泥施工過程、注水泥施工過程（1）洗井（注水泥準(zhǔn)備）洗井（注水泥準(zhǔn)備）下完套管后，注水泥之前，循環(huán)鉆井液洗井一般要兩周左右下完套管后，注水泥之前，循環(huán)鉆井液洗井一般要兩周左右（2）注前置液和水泥漿）注前置液和水泥漿在此過程中要保持連續(xù)施工和水泥漿混配密度均勻、合適在此過程中要保持連續(xù)施工和水泥漿混配密度均勻、合適（3）壓膠塞）壓膠塞水泥漿注完后，在膠塞頂部先替入一定量的清水，將膠塞壓下，叫水泥漿注完后，在膠塞頂部先替入一定量的清水，將膠塞壓下，叫“

25、壓膠塞壓膠塞”（4）替鉆井液與碰壓）替鉆井液與碰壓當(dāng)膠塞下行坐于浮箍上的阻流環(huán)時，將循環(huán)孔堵塞，壓力便突然升高，叫做當(dāng)膠塞下行坐于浮箍上的阻流環(huán)時，將循環(huán)孔堵塞，壓力便突然升高，叫做“碰碰壓壓”。標(biāo)志著替漿結(jié)束。標(biāo)志著替漿結(jié)束注水泥結(jié)束后，套管要進(jìn)行注水泥結(jié)束后，套管要進(jìn)行“試壓試壓”。檢查套管的密封性，而后水泥漿。檢查套管的密封性，而后水泥漿“候凝候凝”。最后。最后進(jìn)行固井質(zhì)量檢測。進(jìn)行固井質(zhì)量檢測。 41;.第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)雜類型井復(fù)雜類型井的生產(chǎn)套管及固井技術(shù)的生產(chǎn)套管及固井技術(shù)本節(jié)擬就各種復(fù)雜類型井的生產(chǎn)套管及注水泥工作加以歸納總結(jié)，指出應(yīng)考慮的本節(jié)擬就各種復(fù)雜類型井的生產(chǎn)套管及注水泥

26、工作加以歸納總結(jié)，指出應(yīng)考慮的主要問題及解決問題的基本思路與方法主要問題及解決問題的基本思路與方法42;.一、高溫高壓氣井一、高溫高壓氣井1、主要問題、主要問題高壓氣井固井后，地層流體層間互竄及井口冒氣是國內(nèi)外迄今固井質(zhì)量存在的問題高壓氣井油氣竄冒的主要原因就是由于水泥漿失重造成的水泥漿在凝固過程中，漿柱壓力不斷降低，稱水泥漿失重。失重后，地層流體會侵入環(huán)形空間形成竄槽，破壞水泥石的密閉作用；有時還會竄入其它低壓儲層，形成層間互竄43;.高溫高壓氣井的溫度與壓力對套管影響很大，是套管設(shè)計必須考慮高溫下，套管的強(qiáng)度會降低氣井生產(chǎn)過程中，如果井口部位斷裂或泄漏，在生產(chǎn)套管的薄弱處可能導(dǎo)致內(nèi)壓破壞由

27、于氣體特性，對套管螺紋的密封性提出了更高的要求44;.2、高溫高壓氣井生產(chǎn)套管的選擇 鋼管材料屈服強(qiáng)度超過861MPa的套管稱超高強(qiáng)度套管。由于高強(qiáng)度不可避免地會增加硬度，所以高強(qiáng)度套管對表面缺陷和應(yīng)力腐蝕較敏感，因此能選低一級鋼級的套管，就不選高一級鋼級套管，特別是氣井中含有H2S、CO2成分。 解決深井抗拉與抗內(nèi)壓強(qiáng)度，可使用復(fù)合套管柱45;.3、高溫高壓氣井注水泥的特殊問題、高溫高壓氣井注水泥的特殊問題水泥封固段長，特別是小間隙長封固段質(zhì)量不易得到保證，水泥封固段長，特別是小間隙長封固段質(zhì)量不易得到保證，深井尾管固井同樣在小間隙尾管段固井質(zhì)量難保證；深井尾管固井同樣在小間隙尾管段固井質(zhì)量

28、難保證；水泥漿失重造成氣竄影響水泥凝固水泥漿失重造成氣竄影響水泥凝固46;.固井工藝上應(yīng)采取的措施：固井工藝上應(yīng)采取的措施：限制水泥返高在長封固段內(nèi)，采用不同稠化時間的水泥漿固井環(huán)形空間憋壓在注水泥前增加環(huán)空鉆井液密度利用多級注水泥工藝選用H級水泥并提高水泥漿的密度使用改性水泥 膨脹水泥、不滲透水泥、硅石微粒水泥、觸變水泥、延遲膠凝強(qiáng)度水泥、可壓縮水泥等47;.二、酸性氣體井二、酸性氣體井1、主要問題、主要問題酸性氣體主要是指H2S和CO2。H2S是一種無色、劇毒、強(qiáng)酸性氣體。對金屬會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕、氫脆和硫化物腐蝕開裂，往往造成生產(chǎn)套管柱的突然斷裂，危害極大。CO2極易溶于水，形成碳酸，使水

29、溶液呈酸性而對鋼材發(fā)生腐蝕。經(jīng)CO2腐蝕后，管柱的疲勞強(qiáng)度可降低40%左右。48;.2、套管腐蝕類型及材料選擇、套管腐蝕類型及材料選擇49;.3、H2S和和CO2分壓對鋼材選擇的影響分壓對鋼材選擇的影響50;.總之，對酸性氣體固井及生產(chǎn)應(yīng)做到：總之，對酸性氣體固井及生產(chǎn)應(yīng)做到：要選擇抗腐蝕套管鋼種，其接箍與螺紋應(yīng)選用金屬端面密封，在下套管時應(yīng)涂特殊螺紋密封脂；注水泥原則上應(yīng)返至地面或返至上一層套管鞋以上，并應(yīng)選用抗腐蝕水泥；生產(chǎn)時油管底部下永久封隔器，阻隔產(chǎn)層流體對套管腐蝕；油管與套管環(huán)空應(yīng)定期注緩蝕劑，以降低對套管內(nèi)腐蝕51;.三、低壓裂縫型油井三、低壓裂縫型油井1、主要問題、主要問題地層壓

30、力低且裂縫發(fā)育，油層既是裂縫層也是漏失層，在鉆井和固井過程中，造成大量漏失，使油層部位未封固或封固不好，影響油井生產(chǎn)，同時由于水泥漿上返高度不夠，易造成層間竄通。52;.2、解決辦法、解決辦法1）常用方法）常用方法用先期完井的方法，將技術(shù)套管下到油氣層頂部，然后采取尾管射孔或割縫襯管完井2）其它方法）其它方法分級注水泥方法，降低液柱壓力 低密度水泥漿固井泡沫水泥固井53;.四、注蒸汽熱采井四、注蒸汽熱采井1、主要問題、主要問題注蒸汽是當(dāng)前開采稠油最有效的方法之一，由于熱采井在生產(chǎn)期將承愛高溫條件，套注蒸汽是當(dāng)前開采稠油最有效的方法之一，由于熱采井在生產(chǎn)期將承愛高溫條件，套管和水泥會受到嚴(yán)峻考驗

31、管和水泥會受到嚴(yán)峻考驗 蒸汽注入溫度可達(dá)360度，套管受熱，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，當(dāng)超過材料屈服極限時，套管將發(fā)生斷裂或破壞 蒸汽注入或停止，多次反復(fù)，會導(dǎo)致接箍漏失和螺紋滑脫損壞 隨溫度升高，水泥石的抗壓強(qiáng)度會大幅度下降，從而失去對套管的支撐密閉作用54;.2、解決方法、解決方法采用熱采井套管柱套管考慮熱應(yīng)力及熱應(yīng)力循環(huán)耐熱密封螺紋耐高溫水泥 提高水泥漿的熱穩(wěn)定性，選用G級水泥加30%石英砂 熱采井環(huán)空全部封固完井方法熱采井套管破壞與完井方法密切相關(guān)。先期完成的井比射孔完井更不易受到熱應(yīng)力的破壞降低熱應(yīng)力對套管破壞影響的技術(shù)提拉預(yù)應(yīng)力固井采用特殊設(shè)計，使套管可局部自由伸縮55;.五、鹽巖層固井五、

32、鹽巖層固井1、主要問題、主要問題鹽巖層會破壞鉆井液和固井水泥漿性能，而且在鉆井過程出現(xiàn)的溶、塌、縮卡并由此形成不規(guī)則井徑，造成電測遇阻卡，水泥環(huán)與堿層膠結(jié)差，固井質(zhì)量不好等復(fù)雜情況。 1）鹽巖層蠕變，將套管擠扁、擠毀而使油井報廢物 2）由于鹽巖層溶解，水泥漿受到污染而改變性能，降低了頂替效率，膠結(jié)強(qiáng)度受到影響，固井質(zhì)量差56;.2、解決辦法、解決辦法（1）套管設(shè)計采用雙軸應(yīng)力方法做生產(chǎn)套管柱設(shè)計提高鹽巖層的套管抗擠安全系數(shù)，選用高強(qiáng)度套管技術(shù)套管下深應(yīng)可能超過鹽巖層100m，與生產(chǎn)套管一起在鹽層段形成雙層套管水泥環(huán)封固選用金屬密封形式的特殊螺紋套管管57;.（2）注水泥設(shè)計）注水泥設(shè)計使用過飽和鹽水水泥漿使用過飽和鹽水水泥漿