固井技术及现场监督

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1、固井技术及现场监督主要内容固井概述固井生产组织管理固井技术固井质量评价案例第一部分固井概述固井概念固井特点影响固井质量的因素一、固井概念什么是固井？或是固井作业？简单地说：固井是将一层钢管（套管）下入到井内预定深度，再在钢管和井壁之间注入水泥浆封固的作业。具体地说：为了加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气、水层，保证分层试油和合理开采油气，在井筒内下入优质钢管，并在井筒和钢管环空充填好水泥的作业。一、固井概念哈里巴顿公司认为，完成以下任何工作都可被视为固井作业：（1）套管的支承和固定；（2）阻止地层之间的流体窜槽；（3）防止地下矿物水和各种

2、电解液对套管腐蚀；（4）防止套管在后续钻井中发生振动；（5）封隔循环漏失层和高渗透层。一、固井概念固井作业的范围？概括地说，固井作业包括下套管作业和注水泥作业。注水泥作业分类注水泥作业通常可分为正常注水泥（一次注水泥）和补救注水泥（二次注水泥）。正常注水泥按作业方式分为常规注水泥、内管法注水泥、分级注水泥、尾管注水泥、回接注水泥、注水泥塞等；补救注水泥有挤水泥作业、重新注水泥作业、注水泥塞等。一、固井概念正常注水泥（一次注水泥）补救注水泥（二次注水泥）注水泥常规注水泥特殊注水泥单级注水泥内插管注水泥分级注水泥尾管注水泥回接注水泥注水泥塞注水泥塞挤

3、水泥重新注水泥树状图一、固井概念按注水泥封固目的还可分为，表层套管注水泥作业，封固地表疏松层、地表水层等；中间套管注水泥作业（也称技术套管），封固目的层段上部高压、低压、易塌易漏等复杂地层；油层套管注水泥作业，封固目的层，为油气生产提供可靠的通道。二、固井特点1、固井作业是一项施工时间短、工序内容多、工作量大、技术性强的工程。2、固井作业是一项系统工程。涉及：◎学科多，地质、石油、机械、化学、流体力学和电子等学科；◎部门多，有组织管理、供应运输、现场施工等多部门；◎内容多，有施工准备、下套管、注水泥等作业。二、固井特点3、固井作业是一项隐蔽性工程

4、。◎主要流程在井下，不能直接观察；◎质量控制决定于设计的准确性和准备工作；◎施工未知因素多、风险高。4、固井作业是一项高成本的工程。◎开发井，占钻井费用的1/3；◎勘探井，占钻井费用的1/5。二、固井特点5、固井作业是一次性工程。◎正常固井质量不好，一般难以补救；◎采用挤水泥等办法补救，耗时、耗物、经济损失大、效果不明显。6、影响后续作业的工程。固井质量直接影响◎油气田合理开发；◎后续钻井的正常进行。三、影响固井质量的因素由固井作业的特点知道，固井作业是一项系统工程，涉及多学科、多工种、多部门，工序繁、隐蔽性强、风险高，因此有众多影响固井质量的因

5、素，主要有：三、影响固井质量的因素1、顶替效率：顶替效率概念，是水泥浆注入段水泥浆体积与该段环空容积的百分比。顶替效率是影响水泥段封固质量的最重要因素之一。顶替效率越高、固井质量越好。提高顶替效率的含义就是用水泥浆尽量驱替干净环空的钻井液。三、影响固井质量的因素用公式来表达顶替效率：式中：η——顶替效率；Vc——封固段环空水泥充填的容积；V——封固段环空总容积。三、影响固井质量的因素顶替作用力分析水泥浆顶替钻井液，驱动力主要有：泵的压力、流动的水泥浆对钻井液的粘滞力、水泥浆对钻井液的浮力。阻碍钻井液运动的力主要有：钻井液本身重力、套管和井壁对钻井

6、液的粘附力、钻井液本身的粘度和切力。三、影响固井质量的因素提高顶替效率的条件、措施有：准备良好的井眼条件；良好的钻井液性能；科学地选用和加放扶正器，提高套管居中度；选用性能优良的水泥浆和前置液；采用正确的流态顶替；活动套管等。三、影响固井质量的因素（a）（b）（c）旋转套管提高顶替效率示意图（a）套管不动（b）套管开始转动（c）钻井液将被替完套管井眼水泥浆钻井液三、影响固井质量的因素2、套管居中：通常用套管居中度或偏心度来表示，这是提高顶替效率的最关键因素。在相同注替条件下，居中度越高，或是偏心度越低，顶替效率越高。要得到较高的顶替效率，通常要求

7、居中度必须不小于67％。三、影响固井质量的因素居中度及其与顶替关系的图、公式表达：式中：W—窄边间隙RH—井眼直径或上层套管内径RC—套管内径三、影响固井质量的因素三、影响固井质量的因素偏心度的图、公式表达：式中：S—偏心度R—井眼半径r—套管半径ε—套管中心与井眼中心的偏离距离Rrε三、影响固井质量的因素保证套管居中的条件：良好的井眼条件正确选用扶正器科学加放扶正器三、影响固井质量的因素3、水泥浆环空返速、流态：直接决定着顶替效率的高低；紊流顶替是注替水泥浆的首选流态；塞流顶替也可以得到较好的驱替效果；施工中，如果不能实现紊流顶替和塞流顶替，在

8、安全（设备、井眼）的条件下，应使用最大泵入排量，这样也可获得较高的驱替效率。三、影响固井质量的因素决定水泥浆返速、流态的要素：泥浆性能前