《固井与完井》ppt课件

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1、第七章固井和完井固井：下套管、注水泥井身结构设计套管柱设计注水泥技术固井质量的核心问题就是套管柱的强度和环形空间的密封及水泥环的胶结质量问题。完井钻开生产层完井井底结构完井井口装置试油第一节井身结构设计主要包括套管下入层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺寸的配合。一、套管的分类作用1、表层套管主要用途：封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层；安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。下深位置：根据钻井的目的层深度和地表状况而定，一般为上百米甚至上千米。2、生产套管（油层套管）主要用途：用以保护生产层，提供油气生产通道。下深位

2、置：由目的层位置及完井方式而定。3、中间套管（技术套管）在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可以是一层、两层或更多层。主要用来封隔不同地层压力层系或易漏、易塌、易卡等井下复杂地层。4、尾管（衬管）是在已下入一层技术套管后采用，即在裸眼井段下套管、注水泥，而套管柱不延伸到井口。减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头负荷；节省套管和水泥。一般深井和超深井中用。二、井身结构设计的原则1、有效地保护油气层；2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安全、快速钻进；3、钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压

3、力，不致压裂上层套管鞋处最薄弱的裸露地层；4、下套管过程中，井内钻井液液柱压力和地层压力间的压差不致于压差卡套管；5、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范围内，具有压井处理溢流的能力。三、井身结构设计的基础数据地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、地层坍塌压力剖面。6个设计系数：抽吸压力系数Sb；0.024～0.048g/cm3激动压力系数Sg；0.024～0.048g/cm3压裂安全系数Sf；0.03～0.06g/cm3井涌允量Sk；：0.05～0.08g/cm3压差允值p：PN:1

4、5～18MPa，PA：21～23MPa四、裸眼井段应满足的力学平衡条件（1）ρdmax≥ρpmax+Sb防井涌（2）(ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P防压差卡钻（3）ρdmax+Sg+Sf≤ρfmin防井漏（4）ρdmax+Sf+Sk×Dpmax/Dc1≤ρfc1防关井井漏其中：ρdmax--裸眼井段内使用的最大钻井液密度，g/cm3；ρpmax--裸眼井段钻遇的最大地层压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dpmax--最大地层孔隙压力所处的井深，m；ρpmin--裸眼井段钻遇的最小地层压力

5、的当量泥浆密度，g/cm3；Dpmin--最小地层孔隙压力所处的井深，m；ρfmin--裸眼井段最小地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3；Dc1--套管下入深度，m；ρfc1--套管鞋处地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3；五、井身结构设计方法1、求中间套管下入深度的假定点（1）不考虑发生井涌由ρf=ρpmax+Sb+Sg+Sfρdmax计算出ρf，在破裂压力曲线上查出ρf所在的井深D21，即为中间套管下深假定点。（2）考虑可能发生井涌由ρf=ρpmax+Sb+Sf+Sk×Dpmax/D21用试算法求D21；先

6、试取一个D21，计算ρf；将计算出的ρf与D21处查得的ρf进行比较，若计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可以确定D21为中间套管假定点。否则，重新进行试算。一般情况下，在新探区，取以上（1）、（2）两种条件下D21较大的值。2、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险首先求出裸眼中可能存在的最大静压差：△P=(ρpmax1+Sb-ρpmin)×Dmin×0.00981ρpmax1--钻进至D21遇到的最大地层压力当量密度，g/cm3。Dmin--最小地层孔隙压力所对应的井深，m；（当有多个最小地层压力点时，

7、取最大井深。）若△P<△PN，则确定D21为中间套管的下入深度D2。若△P>△PN，则中间套管深度应小于假定点深度。需根据压差卡钻条件确定中间套管下深。求在压差△PN下所允许的最大地层压力：在地层压力曲线上找出ρpper所在的深度即为中间套管下深D2。3、求钻井尾管下入深度的假定点D31根据中间套管鞋处的地层破裂压力当量密度ρf2，求出继续向下钻进时裸眼井段所允许的最大地层压力当量密度：用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper，与D31处的实际地层压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实际值，则

8、确定为尾管下深假定点；否则，另取D31进行试算。4、校核尾管下入到D31是否有被卡的危险校核方法与中间套管的校核方法相同。只是将压差允值△PN变为△PA。5、计算表层套管下入深度D1根据中间套管鞋处的地层压力当量密度ρp2，计算出若钻进到深度D2发生井涌关井时，表层套管鞋D1处所承受的井内压力的当量密度：根据上式，用试算法确定D1。试取一个D1，计算ρfE，