固井基礎(chǔ)知識(shí)

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(lái)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、51/2英寸試壓15MPa，30分鐘降壓不超過(guò)0.5MPa，7英寸，95/8英寸分別為10MPa和8MPa，30分鐘不超過(guò)0.5MPa；103/4—133/8英寸不超過(guò)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(kāi)發(fā)效果以及調(diào)整平面矛盾嚴(yán)重地段的開(kāi)發(fā)效果所補(bǔ)鉆井叫調(diào)整井。5、什么叫開(kāi)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(jiǎn)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(méi)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(kāi)發(fā)井油、氣層底界距人工井底不少于25米（探井不少于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(jí)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(zhǎng)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(lái)完成注水泥作業(yè)的專業(yè)工具，常用的有哪幾種？（1）簡(jiǎn)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、51/2〃水泥頭銷子直徑為多少毫米？51/2〃水泥頭銷子直徑為24mm。16、常用的套管有哪些規(guī)格？5〃、51/2〃、7〃、75/8〃、85/8〃、95/8〃、103/4〃、123/4〃、133/8〃、20〃等。17、簡(jiǎn)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(kāi)采和增產(chǎn)措施的需要。18、常用扶正器的規(guī)格有哪些？5x51/4,51/2x71/2,51/2x81/2,51/2x93/4,95/8x121/4,133/8x173/4。19、上膠塞的作用是什么？（1）在管內(nèi)隔開(kāi)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50—70BC。21、大慶長(zhǎng)垣由北向南包括幾個(gè)三級(jí)構(gòu)造？自北向南依次為順序?yàn)椋豪锏?、薩爾圖、杏樹(shù)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(yè)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(zhǎng)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(jí)水泥使用深度及溫度是多少？A級(jí)水泥使用深度范圍0—1828?8井深，溫度至76.7°C。27、G級(jí)水泥使用深度及溫度是多少？G級(jí)水泥使用深度范圍0—2440米井深，溫度至93C。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(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)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。29、什么叫水泥漿“失重”現(xiàn)象？固井后，水泥漿在凝固過(guò)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“失重”。30、什么叫多級(jí)注水泥固井？根據(jù)井下條件，需利用雙級(jí)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(duì)地層的壓力。（4）雙級(jí)注水泥時(shí)，不必等待一級(jí)凝固時(shí)即可注入第二級(jí)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?？紤]一定安全系數(shù)。（2）對(duì)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(duì)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150-300米，對(duì)尾管掛進(jìn)行懸掛能力校核。（6）對(duì)鉆具長(zhǎng)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。33．U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(jiàn)的憋壓層類型有哪些？答：常見(jiàn)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(jí)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(guò)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(kāi)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(duì)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(shuō)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(wú)問(wèn)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)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1.6—1.8（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F0=Zqlx1O-3F°—套管承受的軸向拉力，KNq—套管單位長(zhǎng)度的各義重力，N/mI一套管段長(zhǎng)，m上式計(jì)算為井口處套管所承受的軸向拉力。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(guò)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RFm，為Fm=列（l-pd/ps）xl0-3式中：Pd—鉆井液密度，g/cm3ps—鋼材（套管）密度（取7.8）g/cm3我國(guó)在對(duì)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(lái)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(duì)套管產(chǎn)生一個(gè)附加接應(yīng)力，F(xiàn)c：才9衛(wèi)/1000）?％5/4式中：Fc—注水泥產(chǎn)生的附加力，KN；h—管內(nèi)水泥漿高度，mPc、Pd—水泥漿、鉆井液密度，g/cm3dcin—套管內(nèi)徑。當(dāng)注水泥過(guò)程中，流動(dòng)套管時(shí)，應(yīng)考慮該力。其它附加力：下套管過(guò)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/F0F為雙套管理論上能承受的最大拉伸力（接頭拉伸強(qiáng)度），KN；F。一計(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(lái)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：Poc=9?81xpdxDxlO-2P0c—套管承受的外擠力。MPapd—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(cè)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(shuō)，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Oz，由外擠或內(nèi)壓引起的圓周向應(yīng)力為Oro因套管為薄壁管，Or比Ot小得多，可忽略不計(jì)，因此可只考慮軸向拉應(yīng)力Oz和周向應(yīng)力Ot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=O2sOs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：Oz/Os為橫軸，Ot/Os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=Pc（1.03-0.74Fm/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(cè)P160-177）Fm—軸向拉力，KNFs—套管管體屈服強(qiáng)度（手冊(cè)P160—177）E式在0.1<Fm/Fs<0.5范圍內(nèi)計(jì)算誤差與理論計(jì)算值在2%以內(nèi)?？箶D安全系數(shù)Sc=Pc（或Pcc）/P0C3、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(lái)源：①地層流體（油氣水）進(jìn)入套管產(chǎn)生的壓力;②生產(chǎn)中特殊作業(yè)（壓裂、酸化、注水）時(shí)的外來(lái)壓力。當(dāng)井口敞開(kāi)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/ei'1155x10-4GL式中：Pj—井口內(nèi)壓力，MpaPgas—井底天然氣壓力，MpagasL—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。P=L（Gf+Mf）Gf—套管鞋處地層破裂壓力梯度，MPa/m△Gf—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(lái)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)：SSi=P理/piSSi=P理/piP一套管最小屈服強(qiáng)度下的抗內(nèi)壓力，MPa；理Pj—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(lái)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(guó)常采用等安全系統(tǒng)法和BEB法。（三）套管伸長(zhǎng)與回縮1、套管在外力作用下伸長(zhǎng)△L=FL/AEF—外力，N；L—套管總長(zhǎng)，m；A—套管截面積，m2；E—套管鋼材的彈性模量，E=206xl06Kpa=206xl09Pa2、套管在自重作用下的伸長(zhǎng)△l=WL2/2AEW—單位長(zhǎng)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(zhǎng)——經(jīng)驗(yàn)公式△l=7?854"Pm/4xL2X10-7pm—鉆井液密度，g/cm34、套管在熱應(yīng)力作用下，伸長(zhǎng)（縮短）量Alr=L?3TZ—為鋼材料的熱膨脹系數(shù)；z=12?lxio-6m/m?°C△T—套管變形前后的溫差，°C在井眼中，由于溫度變化作用，套管伸縮量△1=習(xí)廊5、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(lái)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/10E（Lp-Lpm）自固鋼總m△L—套管回縮距，m；L—自由段套管長(zhǎng)度，m；自L—封固井段套管長(zhǎng)度，（封固段長(zhǎng)）m；固L—套管總長(zhǎng)，m；總p—鋼的密度，g/cm3；鋼pm—泥漿密度，g/cm3；E-鋼的彈性模量，2.06xl08KPa。鉆井測(cè)試手冊(cè)P350頁(yè)也提供了一套經(jīng)驗(yàn)公式：△L=7?854?pm/2L1x10-7m固pm—泥漿密度，g/cm3；L—封固段套管長(zhǎng)度，m；固1一自由套管長(zhǎng)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(duì)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/200YPK1K2式中：R—允許的套管彎曲半徑，cmE_鋼材彈性模量，206x10eKpaD-套管外徑，cmYp_鋼材的屈服極限，KPa,甲方手冊(cè)P206表3—18%—抗彎安全系數(shù)，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/KR0_井眼軌跡半徑K—曲率（°/100?m）要想使套管安全入井，必須滿足：R<R02、套管彎曲應(yīng)力o^=DE/200R0=DEK/1146000o—定向井套管產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力彎K-井眼曲率（全角變化率），°/100m3、定向井內(nèi)允許的套管軸向當(dāng)量載荷Q=W+oA彎Q—套管柱上的軸向當(dāng)量載荷，KN；W—彎曲套管以下所有套管重點(diǎn)，KN；A—套管壁截面積，cm2。4、定向井眼上提套管時(shí)的摩擦阻力F=fwisinaF-摩擦阻力，KN；W—套管段重，KN；f—摩擦系數(shù)，裸眼取0?6,套內(nèi)取0?3a—段井斜角5、上提套管安全系數(shù)S=套管抗拉強(qiáng)度/合成提力+累計(jì)摩擦力二、注水泥設(shè)計(jì)（一）壓穩(wěn)壓穩(wěn)設(shè)計(jì)的目的在于固井時(shí)和固井后水泥漿侯凝過(guò)程中，環(huán)空液柱壓力大于地層壓力，小于地層孔隙壓力，保證既能壓穩(wěn)地層（尤指高壓層），防止發(fā)生油氣水竄入水泥環(huán)；又能有效地杜絕壓漏地層。1、壓穩(wěn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素（1）環(huán)空鉆井液密度及鉆井液柱壓力；（2）前置液、密度、隔離段長(zhǎng)及液柱壓力。（3）水泥漿柱的分段密度、段長(zhǎng)，液柱壓力。（4）流動(dòng)阻力；（5）地層孔隙壓力（高壓層）；（6）地層破裂壓力。2、壓穩(wěn)設(shè)計(jì)滿足條件（1）高壓層井段環(huán)空液柱壓力＞地層孔隙壓力（2）欠壓易漏井及環(huán)空液柱壓力＜地層破裂壓力在高壓層與漏失層在一口井同時(shí)存在的情況下，固井設(shè)計(jì)必須以壓穩(wěn)為前提條件。（二）流體方案設(shè)計(jì)1、水泥漿方案（1）水泥漿密度。水泥漿密度必須滿足地層防漏要求和封固井段的特點(diǎn)要求。（2）水泥漿配方。水泥漿配方的選擇以確定的水泥漿密度、井深、井溫和地層水、氣特點(diǎn)來(lái)選擇。一般來(lái)說(shuō)，按照井深和地層水特點(diǎn)來(lái)選擇油井水泥級(jí)別（A級(jí)運(yùn)用于0--1828m,G級(jí)適用于0--2440m）,根據(jù)井底溫度選擇抗高溫外加劑，包摻料，根據(jù)地層壓力、滲透性確定水泥漿的防竄、防滲性能。目前,在大慶地區(qū),一般調(diào)整井、開(kāi)發(fā)井均采用A級(jí)水泥,井深大于1800m的探井，采用G級(jí)油井水泥，深井（3000m以上）全部采用G級(jí)混石英砂抗高溫水泥漿體系。（3）水泥漿主要性能要求稠化時(shí)間：滿足施工要求，一般情況下要求不低于施工時(shí)間加1小時(shí)30分鐘。流動(dòng)度：要求＞220mmo失水：根據(jù)油藏特點(diǎn)不同而不同，一般低滲油藏對(duì)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（S15BC）。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(duì)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(duì)低密度水泥漿，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(lái)說(shuō)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(duì)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(duì)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、頂替液頂替液設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于平衡施工過(guò)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=》nDj2AH/4式中Vw為封固段井段容積；AHj、Di2分別為第I井段段長(zhǎng)及對(duì)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，Dc為套管外徑，H為封固段長(zhǎng)度。3、環(huán)形容積井壁和套管之間環(huán)空所占的體積。=V-Vawc4、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內(nèi)容積固井后，這里充滿水泥。Vs=n(Dc-2t)2(L-Q)/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=V+V+Vcemasf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=Vcem/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(jí)原漿)每袋水泥造漿量可用下式表示：q=15.873+(50-15?873Pc)/(pc-l)式中Pc為設(shè)計(jì)水泥漿密度。7、替鉆井液量?=珂V］、I］分別表示生位以上不同壁厚管柱的每米內(nèi)容積和段長(zhǎng)。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)+2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：△P=0?2LV2fp/DL—套管長(zhǎng)度，m；p—流體密度，g/cm3；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?644Re-0?70當(dāng)Re=2100時(shí)，f=0?00758△P也可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示：△P=0?00098L+(3-4)MPa。式中L為井深。10、井底循環(huán)溫度計(jì)算T=T0+108L/168式中，T為井底循環(huán)溫度（°C）,T0為循環(huán)出口溫度（°C）,L為井深。第五章常見(jiàn)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(guò)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①洗井不充分，泥漿中固相含量過(guò)高；②泥漿粘度以及切力過(guò)高；③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(guò)小，導(dǎo)致環(huán)空流速過(guò)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(guò)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(zhǎng)時(shí)間大量的油氣顯示，則應(yīng)提高泥漿比重，延長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間，適當(dāng)提高洗井排量，直至油氣消失。3、在洗井過(guò)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(zhǎng)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(méi)有完全清洗出來(lái)。如果是由于泥漿性能問(wèn)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怀浞郑瑧?yīng)提高洗井排量延長(zhǎng)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(kāi)，應(yīng)拔套管并對(duì)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(shuō)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(chǎng)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(shuō)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(shuō)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(guò)調(diào)整的水泥漿密度仍未達(dá)到設(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(wú)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(wú)備用罐車，但注入量沒(méi)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(wú)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環(huán)出來(lái)，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(guò)長(zhǎng)或灌香腸，使施工無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，其原因可能為a.施工排量過(guò)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(guò)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(jí)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(zhǎng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)迅速稠化造成二次開(kāi)泵困難。（5）管線內(nèi)扒皮。（6）水泥雜質(zhì)過(guò)多或結(jié)塊過(guò)多。（7）用低級(jí)別水泥進(jìn)行深井施工。5、冬季施工注水泥開(kāi)始時(shí)開(kāi)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(wú)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）如果是下入水泥面控制接頭的井，應(yīng)通過(guò)計(jì)算是否是提前打開(kāi)。如提前打開(kāi)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(wú)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(jí)別與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)如何處理？答：應(yīng)立即停止施工，將水泥漿循環(huán)出來(lái)，重新洗井后，用正確級(jí)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(jí)別的水泥補(bǔ)足?；蛟O(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(jí)注水泥中，如果一級(jí)注灰結(jié)束后循環(huán)出大量水泥漿，應(yīng)如何處理？答：延長(zhǎng)二次循環(huán)時(shí)間，直到泥漿中完全無(wú)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(lái)，待堵漏后方可固井，如注灰量較多，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母郊樱瑴p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(kāi)始頂替，注意限制排量以減輕井下壓力，測(cè)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(guò)程中，壓力偏高，超過(guò)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(lái)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，切不可停泵，否則二次開(kāi)泵將十分困難，直至碰壓。3、替泥漿過(guò)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(guò)程中，頂替設(shè)備發(fā)生機(jī)械故障，無(wú)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(guò)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(guò)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(shuō)明套管已斷或脫扣，停止頂替，由鉆井公司進(jìn)行事故處理。若懸重正常，可繼續(xù)頂替。頂替過(guò)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(lái)后進(jìn)行事故處理。（2）對(duì)于下入封隔器的井，有可能封隔器提前打開(kāi)，看能否活動(dòng)套管，如不能，應(yīng)停止施工。（3）水泥漿閃凝，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(kāi)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)可不考慮排量達(dá)標(biāo)的問(wèn)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(wèn)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(chǎng)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(cè)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(guò)高。13、如果在替泥漿后期，替量已達(dá)設(shè)計(jì)量，卻仍未碰壓，針對(duì)不同原因，應(yīng)分別如何處理？答：①計(jì)量問(wèn)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(wèn)題膠塞未下井，膠塞內(nèi)無(wú)鋼板或鋼板碎。未裝膠塞。應(yīng)替至設(shè)計(jì)量附加0.1—0.2m3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(kāi)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)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(wèn)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(guò)程中發(fā)生提前碰壓，應(yīng)如何處理？答：①首先查看是否屬于假碰壓，試壓10—15MPa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(duì)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(guò)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(duì)于下入管外封隔器的井，判斷是否封隔器提前打開(kāi)；對(duì)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：①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(kāi)。參考局鉆井工程研究院《固井工具現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(guò)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(duì)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(duì)于泥漿比重在1.20--1.50g/cm3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(cè)與評(píng)價(jià)一、固井質(zhì)量的鑒定1、我國(guó)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)圭寸固質(zhì)量、油、氣、水層不竄不漏。上述三方面要求對(duì)于注水泥工藝來(lái)說(shuō)，水泥環(huán)質(zhì)量鑒定是評(píng)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?jī)?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(cè)井來(lái)鑒定。水泥與地層界面竄移（由于界面竄槽與過(guò)厚的外泥餅所致），主要依據(jù)變密度測(cè)井來(lái)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(cè)井以及聲波變密度和井溫測(cè)井來(lái)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(guò)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(cè)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(cè)井。測(cè)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(wú)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(cè)井聲波測(cè)井。亦是水泥固結(jié)測(cè)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(cè)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(cè)井曲線是用接在多芯電纜的標(biāo)準(zhǔn)聲波儀測(cè)得的，扶正器使測(cè)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(méi)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(guó)內(nèi)一些油田主要以聲波測(cè)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8—10cm，以此為100基數(shù)，聲幅值在10—15%以下為優(yōu)質(zhì)，30%以下為合格。如果對(duì)聲波測(cè)井有疑問(wèn)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(cè)井方法來(lái)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(cè)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(cè)井配對(duì)使用，可提供第二界面資料。1）變密度測(cè)井介紹變密度測(cè)井是記錄接收器的波列，接收器距發(fā)射器1?524m(5ft)處，在同一個(gè)測(cè)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(cè)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(guò)一水平軌跡，隨著與探測(cè)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(lái)，獲得變密度測(cè)井圖，最暗區(qū)對(duì)應(yīng)于波形的最大偏移，最亮區(qū)則對(duì)應(yīng)最大負(fù)偏移，最大的連續(xù)暗亮區(qū)域?qū)Ρ榷缺硎境鲎畲蟮穆暡ㄕ穹?。變密度測(cè)井總稱為水泥膠結(jié)測(cè)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(cè)井；CBL—首波幅度的水泥膠結(jié)測(cè)井。這兩種測(cè)井要求的最佳源距不同，CBL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(zhǎng)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(cè)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(cè)井微地震測(cè)井圖解析①自由套管。傳播時(shí)間范圍內(nèi)直而強(qiáng)的暗亮對(duì)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）。如果水泥與地層間沒(méi)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(shuō)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(wú)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(zhǎng)度。如果兩個(gè)界面膠結(jié)好，則是弱的套管波。強(qiáng)的地層波。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(méi)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(cè)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(duì)幅度。4、關(guān)于膠結(jié)指數(shù)（BI）CBL聲幅（波）測(cè)井。它記錄聲波經(jīng)套管傳播到接收器時(shí)的幅度，CBL數(shù)值反映管外水泥環(huán)（石）情況及與之套管間膠結(jié)情況。自由套管段時(shí)，聲波的能量衰減最小，因此聲幅曲線的幅度最高，因此水泥厚度與水泥石的強(qiáng)度增加，會(huì)使聲波信號(hào)能量的衰減增大，使聲幅曲線的幅度減小膠結(jié)指數(shù)（BI）主要評(píng)價(jià)第一界面膠結(jié)質(zhì)量。計(jì)算公式如下：BI=（lgCBLf-lgCBLmea）/（lgCBLf-lgCBLmin）式中：BI—膠結(jié)指數(shù)；CBLf—自由段套管的CBL值（幅度值）；CBLmea一需要''解釋〃段的CBL值；meaCBL—認(rèn)為是100%膠結(jié)好段的CBL值，一般取全聲幅曲線中水泥段中的最小CBL值。BI值越大，其膠結(jié)質(zhì)量就越好，當(dāng)BI=1表示完全膠結(jié)。第九章、固井工藝（一）調(diào)整井固井技術(shù)1．壓穩(wěn)技術(shù)（1）地層壓力預(yù)測(cè)與泄壓措施；（2）抗竄水泥外加劑固井技術(shù)；（3）應(yīng)用封隔器封隔高壓層；（4）鎖水抗竄劑與封隔器聯(lián)用防竄技術(shù)；（5）控制水泥面技術(shù)；（6）控制隔離液高度。2．防漏固井技術(shù)在保證高壓層壓穩(wěn)的同時(shí)，防止欠壓層漏失是多壓力層系調(diào)整井的又一難點(diǎn)。（1）防漏固井技術(shù)參數(shù)的分析及優(yōu)選。含：環(huán)空靜壓力分析；環(huán)空摩阻分析；激動(dòng)壓力分析。（2）防漏施工措施的制定與實(shí)施。含：定量控制水泥漿注入量；控制水泥漿密度；改善流體流動(dòng)性，控制施工壓力，尤其是激動(dòng)壓力等。3．替凈技術(shù)。保證套管居中，合理卡放不同功能的扶正器；加大水泥漿與洗井液的密度差；優(yōu)化施工排量；合理設(shè)計(jì)并應(yīng)用前置液活動(dòng)套管等。4．密封技術(shù)。包括：水泥漿性能，提高水泥石強(qiáng)度；應(yīng)用粘砂套管，提高第一界面膠結(jié)強(qiáng)度；應(yīng)用高質(zhì)量浮箍、浮鞋，以實(shí)現(xiàn)敞壓候凝等。（二）水平井、側(cè)鉆水平井等特殊工藝井固井技術(shù)水平井完井方法從裸眼完井、割縫篩管完井發(fā)展到尾管固井完井以及鉆孔篩管完井。其配套技術(shù)包括：1．《水平井固井優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件》進(jìn)行套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)和居中設(shè)計(jì)。2．應(yīng)用研制水平井及側(cè)鉆水平井套管附件。如剛性旋流扶正器、滾輪式剛性扶正器等。3．水平井及側(cè)鉆水平井外加劑配套技術(shù)，要求水泥漿失水少，零自由水以滿足水平段的封固要求。4．組合應(yīng)用化學(xué)沖洗隔離液。5．完備周密的固井施工技術(shù)措施及施工監(jiān)控技術(shù)。（三）深層高溫高壓長(zhǎng)封井為代表的探井固井技術(shù)1．深井固井設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用《深井固井優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件》進(jìn)行套管柱強(qiáng)度、套管居中及注水泥漿流變?cè)O(shè)計(jì)。2．深井管串附件的研制與應(yīng)用配套應(yīng)用深井浮箍、浮鞋、彈性限位扶正器及旋流扶正器。3．深井水泥外加劑的優(yōu)化與應(yīng)用包括：抗高溫低失水水泥外加劑系列，雙密度水泥漿系列；抗高溫防竄水泥漿外加劑；多凝水泥漿。4．配套應(yīng)用沖洗隔離液?！熬盼濉逼陂g，深井鉆井全部采用油基泥漿，為清除一、二界面油膜，應(yīng)用優(yōu)化組合沖洗隔離液。5．雙級(jí)注固井技術(shù)。近幾年深井采用雙級(jí)注固井工藝技術(shù)，減少一次封固段長(zhǎng)度，提高了施工安全性。尾管固井工藝技術(shù)。6．尾管固井工藝技術(shù)在深井普遍推廣，可以節(jié)約套管，同時(shí)也提高固井質(zhì)量。7．深井固井的施工技術(shù)大功率水泥車及氣動(dòng)立式下灰系統(tǒng)的應(yīng)用，固井施工三參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用，雙密度固井降低壓力等等。（四）小井眼固井工藝技術(shù)1、管串居中、流變特性及固井水力學(xué)研究；2、低摩阻水泥漿體系的研究與應(yīng)用技術(shù)；3、小井眼固井地面工具與地下管串附件配套研究與應(yīng)用。4、小井眼固井施工工藝技術(shù)。（五）欠平衡井固井技術(shù)欠平衡鉆井完井有兩個(gè)難點(diǎn)：一是鉆井液應(yīng)用水包油鉆井液，密度低；二是欠平衡鉆井后要求實(shí)現(xiàn)近平衡固井，井底壓力不平衡，處于活性狀態(tài)。1、優(yōu)化水泥漿配方，減少油氣層損害。為降低固井環(huán)空液柱壓力并保證水泥石強(qiáng)度，水泥漿配方為G+25%石英砂+18%微珠+1.2%降失水劑+0.6%分散劑+1%穩(wěn)定劑，采用1.60g/cm3水泥漿密度，防止污染油氣層。同時(shí)也探討應(yīng)用G級(jí)水泥加石英砂密度為1.90g/cm3水泥漿應(yīng)用，主要為了防止氣竄。2、應(yīng)用優(yōu)化沖洗隔離液YJC-1，加大對(duì)一、二界面的沖洗效果。3、應(yīng)用尾管固井工藝技術(shù)（六）雙級(jí)注固井工藝技術(shù)1、雙級(jí)注固井目的。雙級(jí)注水泥能減少一次注水泥固井施工難度，降低環(huán)空液柱壓力，減少固井中漏失的可能性，但施工后，下小鉆具鉆塞通井到井底，振動(dòng)套管使第一界面水泥膠結(jié)松動(dòng)，產(chǎn)生微間隙，影響固井質(zhì)量。（不鉆膠塞雙級(jí)箍已開(kāi)始推廣應(yīng)用）2、雙級(jí)注水泥程序：注一級(jí)前置液—注一級(jí)水泥漿—壓第一級(jí)膠塞—替泥漿—碰壓—敞壓候凝—投入打開(kāi)塞（重力式雙級(jí)箍）--打開(kāi)分級(jí)箍通道—循環(huán)洗井—注二級(jí)前置液—注二級(jí)水泥漿—壓入關(guān)閉塞—替泥漿—碰壓—套管試壓—關(guān)閉循環(huán)孔—結(jié)束。（七）尾管固井工藝技術(shù)在上部已經(jīng)下有套管的井內(nèi)，只對(duì)下部所鉆井的裸眼段下套管注水泥進(jìn)行封閉，對(duì)這一部分用一特殊工具懸掛在上層套管內(nèi)或座在井底，未延伸到井口的套管叫尾管，此種固井方法為尾管固井方法。1、尾管固井特點(diǎn)（1）水泥漿稠化時(shí)間的確定：從配水泥漿起至多余水泥漿完全循環(huán)出井口為止?？紤]一定安全系數(shù)。（2）對(duì)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(duì)下井套管內(nèi)徑要用通井規(guī)檢查。（5）尾管與套管重疊段選150—300米，對(duì)尾管掛進(jìn)行懸掛能力校核。（6）對(duì)鉆具長(zhǎng)度，鉆桿收縮距，要認(rèn)真計(jì)算。