固井工艺技术

2024-10-08

固井工艺技术（共7篇）

1.固井工艺技术篇一

固井复杂问题

固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度（占20%～30%）。固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。固井又是一个系统工程，影响因素复杂多样，具有其特殊性。

主要表现在以下几个方面：

（1）固井作业是一个一次性工程，如质量不合格，即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。

（2）固井作业是一项系统工程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科，施工时未知因素多，风险大。

（3）固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。因此，要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工，并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案，确保优质高效地完成固井作业。

固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥胶结质量等方面，为此，固井复杂问题和事故也可以分为以下几类。

第一类：套管及下套管复杂情况，包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件和工具失败、下套管后漏失或循环不通等。

第二类：水泥浆浆体性能事故，包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水泥浆过度缓凝等。

第三类：注水泥现场施工复杂情况，包括注水泥漏失、环空堵塞、注水泥替空等复杂情况和事故。

第四类：水泥胶结质量复杂情况，包括油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等。

下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法分别加以论述。

1、下套管复杂情况 1、1套管阻卡

套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘吸卡，二是井眼缩经卡，三是井眼坍塌或砂桥卡。

1）

管阻卡的原因及影响因素

1.套管粘吸卡是由于套管的外径往往大于钻杆的外径，套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积，上扣时间要大于钻杆的上扣涉及，且下套管时又难以旋转，因此，卡套管的发生机率较大。

2.井眼缩径卡套管是由于井眼不稳定，特别是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼，导致井眼缩径，造成缩径卡套管事故。

3.井眼坍塌或砂桥卡套管是在下套管过程中或下套管结束后发生井眼坍塌或形成砂桥造成卡套管事故。

4.下套管前没有认真通井，对缩径段没有很好地划眼，易造成卡套管事故。

5.下套管作业没有认真准备（包括组织、工具等），造成下套管时间过长或中间停顿等，易发生卡套管事故。

6.中途测试、取心、电测后没有通井而直接下套管易发生卡套管事故。7.钻井液性能不好，没有形成很好的滤饼，井眼摩阻系数大，尤其是高密度、分散型钻井液，发生卡套管的机率大。

8.下套管前对漏失层没有很好地堵漏，加之下套管时速度过快，易压漏地层，造成井塌引起卡套管事故。

9.高压层下套管前没有压稳，在下套管过程中发生溢流，环空夜柱压力下降，易发生井塌，造成卡套管事故。

10.井口不，下套管上扣时反复错扣，下套管时井下套管静止时间长且没有活动套管，易发生卡套管事故。

11.钻井液密度设计不合理，如密度设计较低，造成井眼坍塌或没有压稳蠕动性地层引起井眼缩径，造成卡套管事故。

12.下套管时遇阻，盲目下压，造成下套管由遇阻演变成套管卡死。2）

防发生套管阻卡的技术措施

1.下套管前认真通井，对缩径段反复划眼。

2.设计合理的钻井液密度，保证压稳地层，防止井眼坍塌，减少蠕动性地层的蠕动速度和井眼缩径。

3.中途测试、取心及电测后要求认真通井才能下套管。

4.下套管前认真处理好钻井液性能，降低钻井液粘度、切力和失水，并充分循环处理钻井液，方可下套管。

5.对于深井、长裸眼井和定向井、水平井等，必要时在下套管前要求加入塑料小球或混入5%～10%的原油，降低井眼摩阻系数。6.下套管作业要认真准备（包括人员组织、工具等），仅可能减少下套管时间和中间停待。

7.下套管前对漏失层要求很好地堵漏，并控制下套管的速度，防止压漏地层。8.在高压层下套管前要求压稳，防止在下套管过程中发生溢流，保持井内压力平衡。

9.在下套管过程中如发生井漏、井塌等复杂情况，一般要求起出套管，下载处理井眼，正常后再重新下套管。

10.下套管时如遇阻，应反复活动套管，并接方钻杆或循环头循环处理钻井液，不能盲目下压，防止套管卡死。

11.下套管前要校正井口，做到天车、转盘和井口三点一线，防止下套管上扣时错扣。

12.必要时使用套管扶正台，采用人工或机械扶正套管，防止下套管上扣时错扣并加快下套管速度。

13.尽可能使用自动灌浆设备，减少因灌浆造成的下套管停顿时间，使用自动灌浆设备时要及时注意其工作状况，如失败要采用人工灌浆。

14.下完套管后要求先灌满钻井液后再慢慢开泵循环，等循环畅通后慢慢提高循环排量，防止混入空气造成开泵困难和压漏地层。

15.采用人工灌浆时，在灌浆间隙要不停地活动套管，上下活动套管距离不小于2米，发现井下有遇阻迹象时要停止灌浆，并采用大距离活动套管或接方钻杆循环等措施，等正常后再灌浆和下套管。16.下套管过程中要及时注意井口返浆，如发现异常应立即停止下套管进行处理，待正常后方可继续下套管。3）

套管阻卡的处理方法套管遇卡后，应在保证套管串不被破坏的前提下开展处理工作，而且，应根据不同的卡套管类型采用不同的处理方法较卡钻相比，套管遇卡处理难度更大，手段也相对较少。

（1）套管粘卡

发生套管粘卡后，推荐采用以下步骤进行处理：

1.强力活动套管；发生套管粘卡后一般是先接方钻杆或循环头开泵循环，后在套管和设备（井架、提升系统）安全的条件下，尽最大可能上下活动套管，采用此种方法一般可以消除套管粘卡。

如果强力活动次数后（通常为10次左右）仍不能解卡，一般要停止强力活动。此后，在一定范围内活动没有卡住的套管，防止卡点上移。

2.泡解卡剂；在强力活动套管无效后，处理套管粘卡的主要方法是通过泡解卡剂的方法来处理套管粘吸卡。其基本步骤一般如下：

第一：选择合适的解卡剂。解卡剂一般分为水基、油基两种，其密度要根据井内地层压力选定，对于高压井，要选择高密度的解卡剂。一般油基解卡剂适合大多数地区，但在个别地区，水基解卡剂也取得了较好的应用效果。第二；计算卡点位置。现场一般采用计算在一定拉力条件下的套管伸长来计算卡点位置。计算公式如下：

L=ESI/F 式中 L——自由套管的长度，m；

E——钢的弹性系数，2.1×105MPa； I——自由套管在力F作用下的伸长，m；

F——自由套管所受超过自身质量的拉力，N； S——套管截面积，m2。

第三：计算解卡剂的用量。根据计算的卡点位置，在卡点位置及其以下部分注入合适的解卡剂。要求具有一定的附加量，一般在20%左右。

第四：井内压力平衡计算。根据井内地层压力、钻井液密度、地层岩性、解卡剂的密度和用量，进行井内压力平衡计算，确保不会发生井涌、井喷和井塌事故。第五：解卡。根据不同的解卡剂的类型、地层特性和现场的实际卡套管的情况，在解卡剂注入一定时间后采用类似强力活动套管处理方法解卡。（2）套管缩径卡和井眼坍塌或砂桥卡

1.套管缩径卡时，井内一般可以循环钻井液，可以通过类似套管粘卡的处理方法进行处理。

2.井眼坍塌或砂桥卡时，如可以循环钻井液且井口尚能返浆，应坚持先小批量低压循环钻井液，后逐步提高钻井液的密度、切力，正常后固井。

3.如果套管已经下到井底，且循环钻井液漏失，应根据现场实际情况进行处理。大多数情况下选择小批量固井的方法，争取把下部地层封固，必要时再对上部地层进行挤水泥作业补救。

4.如果套管没有下到井底，可选择先固井，后采用增加一层尾管固井封固下部地层的方法补救。1.2套管断裂

1）套管断裂的原因及影响因素

1.套管设计时安全系数设计偏低，没有考虑如温度变化、套管弯曲等因素对套管强度的影响，造成套管强度不够而发生套管断裂。

2.套管本身质量问题，特别是丝扣加工质量不过关，造成丝扣处脱落。3.套管浮箍以上由于没有对套管丝扣联接处加以固定，在钻水泥塞时造成套管脱落。

4.钻遇硫化氢气层，钻井液中含有硫化氢而产生氢脆作用，造成套管断裂。5.在技术套管中钻进，没有采取有效的防护措施，钻杆接头将套管磨穿，造成套管断裂。

6.地层水含有腐蚀性物质，如水泥环封固质量不好，易造成套管腐蚀破坏断裂。7.套管遇卡后，施加拉力太大，造成套管脱落。

8.在压裂和注水泥施工时，由于施工压力太高，超过了套管的抗压强度，造成套管断裂破坏。

9.在热采井内，套管受热膨胀，但由于套管外面又有水泥固结，限制了套管的自由伸长，在套管内部产生压应力，当压应力超过材料的屈服极限时，套管就会断裂。

2）防止套管断裂的技术措施

1.下套管时防止套管错扣，不允许在错扣焊接。

2.套管遇阻卡后，不能强拉强提，上提拉力不能大于套管本体和丝扣抗拉强度的80%。

3.表层套管和技术套管下部的留水泥塞套管应用防止螺纹松扣脂或在松扣处采用铆钉固

定，防止在钻水泥塞或下部钻进过程中造成套管脱落。

4.对于含有硫化氢的井，下套管前必须充分循环钻井液，压稳产层，清除钻井液中的硫

化氢。同时，应采用访硫套管和井口装置。

5.应尽可能提高表层和技术套管鞋处的固井质量。

6.在已下套管的井内钻进，要控制转盘的转速。钻铤未出套管鞋时，转速不大于60r/min，钻铤出套管鞋后也不要超过150r/min.对于深井和复杂井，钻井周期长，对套管要采取相应的保护措施。

7.对于热采井固井，应采用优质钢材，在固井时要提拉一定的预应力，消除因温度升高，钢材受热膨胀产生的压应力。1、3 套管挤毁

1）管挤毁的原因及影响因素

1.套管强度设计不合理，造成套管挤毁。

2.灌钻井液不及时，造成在下套管过程中掏空太长，引起套管挤毁。

3.套管加工质量不好，如壁厚不均匀或椭圆度太长或钢材性能达不到标准。4.在挤水泥时，没有下挤水泥封隔器，挤水泥施工压力超过上部套管的抗内压强度，造成上部大直径套管挤毁。

5.存在特殊地层，如岩盐层，由于岩盐层蠕动，蠕变压力大于套管的抗外挤强度，就会造成套管挤毁。2）防止套管挤毁的技术对策

1.下套管时要及时灌浆，控制套管掏空深度。

2.在岩盐层等蠕动性特殊地层段套管强度设计应采用蠕变压力设计，并考虑不均匀载荷的影响。

3.挤水泥作业设计时要考虑套管抗压和抗外挤强度的影响。4.控制下如套管的质量，防止不合格的套管入井。

6.尽可能提高封固段的水泥石胶结质量，尤其是蠕动性特殊地层，提高套管抗外挤能力。

1、4管附件和工具复杂情况

1)浮箍、浮鞋复杂情况

1.浮箍、浮鞋堵塞：下完套管后，循环不通，开泵压力持续上升，井口不反浆。预防措施：对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物。解决措施是在浮箍、浮鞋以上套管射孔，重新建立循环后固井。

2.浮箍、浮鞋失效：下完套管或注水泥结束后，浮箍、浮鞋失效或密封不严。预防措施：a.对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物对浮箍浮鞋的损害；b.如果浮箍浮鞋已经失效，对于常规固井可以采用关井候凝的方式，对于尾管固井或双极固井，则采用管内外液柱平衡压力固井方式。2）双极箍复杂情况 1.双级箍打不开

双级箍打不开是指一级固井结束后，不能顺利打开双级箍的二级固井循环孔，造成二级固井无法正常进行。

造成双级箍不能顺利打开的可能原因有：①非连续式双级箍打开塞与打开塞座密封不严，无法施加压力，造成无法打开双级箍；②双级箍本身加工质量和设计有缺陷，双级箍在重力作用下本体变形或双级箍本体与打开套配合间隙过小，造成双级箍打开套下行阻力大，无法打开双级箍；③一级固井水泥浆性能设计不当，如稠化时间短，返到双级箍以上时水泥浆已经稠化，或是水泥浆与钻井液相容性差，造成双级箍处的水泥浆胶凝，无法顺利打开双级箍；④一级固井后发生环空堵塞，造成双级箍无法打开；⑤双级箍放置位置不合适，井斜角大且狗腿度大，打开塞未座牢，造成双级箍无法打开；⑥井口连接双级箍时打钳位置不对，双级箍内外套发生微变形。

防止双级箍打不开的技术措施有：①禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；②选择质量好，设计合理的双级箍产品；③尽可能设计水泥浆不要返到双级箍以上位置，如一级固井水泥浆必须返到双级箍以上，其稠化时间要附加重力塞的下落时间，且选用性能良好的固井隔离液防止双级箍处的水泥浆胶凝；④双级固井前要充分循环处理钻井液，确保井眼稳定；⑤选择合适的双级箍放置位置，对于常规的机械打开双级箍，其井斜角一般不要大于60～80；对于大斜度井采用液压式双级箍。

双级箍打不开的处理方法有：①如果水泥浆没有返到双级箍，在套管内下入小钻具，下压双级箍的打开套，靠机械式打开双级箍；②如果水泥浆已经返到双级箍以上，先测声幅，在水泥浆面以上50m左右射孔，建立循环，进行二级固井；③如果双级箍以上没有特殊地层且没有高压地层，可下入专用工具关闭双级箍，再钻开内套，进行试压，如满足下次开钻要求或油气生产测试要求，可从井口反注水泥浆固井。

2.双级箍关闭不上

双级箍关闭不上是指在二级固井后，关闭塞不能顺利关闭双级箍的二级固井循环孔，造成双级箍处密封不严。

造成双级箍不能顺利关闭的可能原因有：①管内外静压差大，造成关闭双级箍压力高；②双级箍本身加工质量和设计有缺陷，双级箍在重力作用下本体变形或双级箍本体与关闭套配合间隙过小，造成双级箍关闭套下行阻力大，无法关闭双级箍；③连接双级箍打钳位置不对，双级箍本体发生微变形，造成双级箍无法关闭；④第一次施加的关闭压力不够，再施加关闭压力时，关闭塞与塞座密封不严。

防止双级箍关不住的技术措施有：①禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；②提高双级箍本身加工质量，设计合理的关闭套配合间隙；③采用重浆替浆，尽可能减少管内外压差，减少最终关闭压力值；④在双级固井二级固井投关闭塞后尾随0.5～1.0方水泥浆，万一双级箍不能正常关闭，提高双级箍关闭套密封能力；⑤提高第一次关闭压力。

双级箍关不住的处理方法有：①继续增加关闭压力试关闭双级箍；②如果高压下仍然关闭不上，关井候凝；③对于双级箍没有关闭的井，在下钻钻双级箍附件时注意用钻具尝试关闭双级箍关闭套。3）尾管复杂情况

尾管固井工艺对尾管悬挂器的要求是“下的去、挂的住、密封严、倒的开、提的出”。其复杂情况主要包括以下几种： ⑴下尾管中途遇阻

下尾管中途遇阻一般分两种情况，一种是在上层套管内遇阻，二是在裸眼段遇阻。如果在上层套管内遇阻，一般是由于尾管悬挂器的卡瓦提前座挂引起的，在裸眼段遇阻除悬挂器原因外还可能是地层的原因。

尾管悬挂器（液压式）的卡瓦提前座封的原因有：①对于液压尾管悬挂器由于尾管遇阻，开泵循环泵压超过悬挂器座封销钉剪切压力，造成尾管悬挂器的卡瓦提前座封；②下尾管速度太快，也可能造成卡瓦提前座挂而遇阻；③尾管悬挂器本体锥体本位外径设计太大，如上层套管内壁不干净、稍有变形或井眼缩径，就可能引起下尾管中途遇阻。

防止尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的技术措施有：①如果下尾管遇阻，需要循环钻井液，控制开泵循环泵压不超过悬挂器座挂销钉剪切压力；②控制下尾管速度，一般一根套管下放时间不少于20s,一个立柱下放时间不少于45s;③在尾管悬挂器本体锥体上下各加一个外径大于锥体的刚性扶正器；④适当提高悬挂器的座挂剪钉压力。

尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的处理方法是：一般液压尾管都带有复位弹簧，上提尾管使其复位，后慢慢下尾管，并注意指重表悬重变化。⑵尾管悬挂器座挂不上

尾管悬挂器座挂不上是指在尾管悬挂器不能有效地将尾管重量悬挂在上层套管上。

尾管悬挂器座封不上的原因有：①上层套管内壁没有刮壁不干净、套管内壁磨损严重、或套管壁厚小强度低或座挂位置正好处于接箍等原因可能造成悬挂不上；②悬挂器本身设计缺陷，如：座挂卡瓦锥度设计不当，不能实现自锁，尾管悬挂器座封液压缸设计间隙不合适，造成活塞不能有效上行等；③尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；④悬挂重量大，悬挂器本体发生变形，活塞上行阻力大；⑤钻井液固相含量高，性能不稳定，造成座挂液压缸堵塞。

防止尾管悬挂器座封不上的技术措施有：①下尾管前对上层套管内壁刮壁，尤其是钻井周期长或老井侧钻的井；②选择合理的座挂位置，应避开套管内壁磨损严重和套管接箍等位置；③控制尾管下放速度，防止尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；④合理的尾管悬挂器座挂液压缸设计间隙，并在地面做拉伸试压座挂试验；⑤提高钻井液稳定性能，并设计合理的液压缸防堵塞结构；⑥悬挂器一经座挂不宜再上提解挂，重新座挂；⑦液压尾管悬挂器下部的浮鞋应设计有旁通孔，万一座挂不上可以座井底倒扣完成固井施工。尾管悬挂器座挂不上的处理方法有：①尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂，首先要校对悬挂器座挂位置，如座挂位置处于套管内壁磨损严重和套管接箍等位置，应放压，改变座挂位置，重新憋压座挂；②如果尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂，应采取逐步升高座挂压力的方式反复尝试座挂，不可盲目升压，以免一次将座挂球座打通；③如座挂球座已经打通还没有座挂成功，可采用大排量循环钻井液的方法座挂尾管悬挂器；④如最终悬挂器座挂不上，且下部尾管重量不是很大，可选择座井底倒扣注水泥方式固井，否则，只好提套管。⑶尾管悬挂器密封失效

尾管悬挂器密封失效是指尾管悬挂器中心管与密封芯子之间的密封件失去密封能力，造成尾管注水泥“短路”。

尾管悬挂器密封失效的原因有：①密封芯中密封圈在组装时损坏；②密封圈不耐高温；③在判断是否已经倒开扣时上下提中心管造成密封圈损坏。

防止尾管悬挂器密封失效的技术措施有：①精心组装密封圈，防止在组装时发生反转或损坏；②提高中心管的光洁度，防止在倒扣或判断是否倒开扣时造成密封圈损害；③尾管悬挂器入井前必须进行密封性能试压；④密封圈要耐高温。尾管悬挂器密封失效后的处理方法：一般只能将送放工具提出，在尾管内下封隔器注水泥。

⑷尾管悬挂器倒不开、提不出尾管悬挂器倒不开、提不出是指尾管下到井底后，悬挂器倒扣装置和尾管连接的反扣部位倒不开扣，或者倒开后无法提出送放工具，造成悬挂器无法脱手。尾管悬挂器倒不开的原因有：①倒扣时，倒扣螺母处受力，造成倒扣困难；②倒扣螺母处有脏物，造成粘扣；③倒扣螺母设计强度低，在下尾管时已经变形；④井斜角大，且井眼狗腿度大，倒扣时倒扣扭矩无法正常传到井底。防止尾管悬挂器倒不开的技术措施有：尾管悬挂器在入井前要进行严格仔细的检查。

尾管悬挂器倒不开的处理方法有：如倒扣时，反转严重，应仔细计算中和点，保证倒扣螺母处不受力，并较少倒扣摩阻；在增加倒扣扭矩时，注意一次倒扣的圈数不要超过钻杆的允许的抗扭强度，防止钻杆扭断；如判断扣已经倒开，则通过适当迅速上提下放的方法，使悬挂器脱手。2水泥浆性能复杂情况

固井水泥浆性能复杂情况是指由于水泥浆性能设计不当或水泥浆性能发生变化造成固井施工复杂情况。主要包括：水泥浆闪凝、水泥浆过度缓凝、水泥石强度衰退等。

2.1水泥浆闪凝

水泥浆闪凝是指在注水泥或替浆过程中由于水泥浆性能发生突变，水泥浆提前发生稠化或凝固，造成固井失败。⑴水泥浆闪凝的原因

①

材料方面的原因。用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆昂用水与实验室实验用的不一致或由于材料质量控制不好，造成水泥浆稠化时间或凝固时间与实验室测试结果不一致。

②实验条件不同造成的。由于实验室测试条件与现场实际情况不符，尤其是温度对水泥浆稠化时间和凝固时间影响很大，如果实验温度远小于实际温度或遇到异常高温层则易发生水泥浆闪凝。

③现场施工的原因。在现场施工过程中配置的水泥浆密度远高于设计值可能导致水泥浆闪凝。另一方面，水泥浆外加剂混配不匀也可能造成水泥浆闪凝。

④井内流体混入水泥浆中，尤其是高矿化度盐水会严重缩短水泥浆稠化时间和凝固时间。

⑤固井水泥浆与钻井液相溶性差，钻井液混入水泥浆中。⑵防止水泥浆闪凝的技术措施 ①控制固井材料质量和稳定性。用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆用水与实验室实验用的材料要求一致，外加剂要求混配均匀。

②准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值。

③在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03kg/L范围内。④注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体。⑤采用优质冲洗液、隔离液有效分隔钻井液和固井水泥浆。⑥做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作。⑶水泥浆闪凝后的处理方法

水泥浆发生闪凝后要立即根据现场施工情况，在保证设备和井下安全的条件下用高泵压顶替，如果可能，应迅速接水泥车顶替，尽可能多将水泥浆替到环空内，后采用挤水泥的方法补注水泥。2.2 水泥浆触变性

水泥浆触变性是指由于水泥浆在流动时具有较好的流动性能，但稍静止其迅速形成胶凝结构，水泥浆失去流动能力。⑴水泥浆形成触变性的原因 ①材料方面的原因。如水泥浆中添加了超细材料或钙质含量较高的外加剂，易形成较强的网状结构，造成水泥浆触变性强。

②井内流体混入水泥浆中，尤其是高含钙离子的地层水也会引起水泥浆触变性。③高密度钻井液中固相含量高，水灰比小，也易形成触变性

④水泥车混合能力偏低，混合能小，混配的水泥浆的触变性一般较强。⑵ 防止水泥浆触变性的技术措施

①

采用高效的分散剂，改善水泥浆流变性。

②

注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体，防止地层流体侵入水泥浆中。

③

采用大功率、高混合能力的水泥车施工。④

保持注水泥施工连续，防止停泵。⑶ 水泥浆发生触变后的处理办法

水泥浆发生触变性后要根据现场施工情况，可在配浆水中加入分散剂，并确保连续施工。

2.3水泥浆过度缓凝

水泥浆过度缓凝是指由于水泥浆稠化时间过长，造成水泥石强度发展缓慢甚至不凝固，造成无法有效封固油气水层。⑴水泥浆过度缓凝的原因

①

水泥浆中添加了过量混凝剂。

②

施工时混配的水泥浆密度远低于设计密度。

③

井下实际温度远低于实验温度，由于温度对水泥浆强度发展影响很大，温度愈低，水泥浆强度发展愈缓慢。

④

水泥浆顶替效率低，水泥浆中混入钻井液，造成水泥浆过度缓凝。⑵防止水泥浆过度缓凝的技术措施 ①添加合适的水泥浆缓凝剂，在保证施工安全的条件下，稠化时间在施工时间的基础上一般附加30～60min.②

采用水泥浆促凝剂或水泥浆早强剂加快水泥浆早期强度的发展。

③

在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03Kg/L范围内。④

采取有效措施，提高水泥浆顶替效率。

⑤

准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值，按实际温度进行室内水泥浆实验。

⑥

做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作，大样不合格的水泥浆不允许入井。

⑶水泥浆过度缓凝后的处理办法

水泥浆过度缓凝后只能延长水泥浆候凝时间，待水泥浆凝固后才能进行下步作业。

2.4水泥石强度衰退

水泥石强度衰退是指在井下条件下，水泥石发生强度退化，封隔能力降低的现象。在高温下，常规的油井水泥在大于110℃条件下一般会发生强度衰退。⑴水泥石强度衰退的原因

①

常规水泥浆一般在110℃以下，水化后形成低渗透率、高强度的雪硅钙石，当温度进一步升高，其强度降低，渗透率增加，封隔能力下降。

②

水泥石渗透率较高，遇到高腐蚀的地层流体侵入水泥石，造成强度衰退。③

在高温热采内，由于注入蒸汽，造成井下水泥石受高温发生强度衰退。⑵ 防止水泥石强度衰退的技术措施

①当井底静止温度大于110℃时，添加水泥浆高温强度稳定剂(硅粉)，110～130℃时，其加量为35%，当温度大于130℃时，加量为35%～45%，温度愈高，硅粉加量愈大。

②当地层流体腐蚀性强时，加入如非渗透剂、超细材料等降低水泥石的渗透率。③在高温热采井水泥浆中要加入适量的高温强度稳定剂。⑶水泥石高温强度衰退后的处理办法

水泥石发生高温强度衰退后，其封隔能力严重下降，目前没有较好的处理办法，应注意井下作业的安全性。3注水泥施工复杂情况

注水泥施工复杂情况是指在注水泥施工中，由于水泥浆性能、井下复杂地层或施工工艺等方面的原因，造成注水泥作业复杂情况或失败。主要包括注水泥漏失、灌香肠、注水泥替空等复杂情况和事故。3.1注水泥漏失

注水泥漏失是指在注水泥或替浆过程中，由于环空液柱压力和环空摩阻之和超过地层破漏压力，水泥浆漏失到地层，造成水泥浆返高不够、油气水层漏封和水泥胶结质量差。

⑴注水泥漏失的原因

①地层方面的原因有地层渗透率高，发生水泥浆渗漏；地层胶结差，地层承压能力低，破漏压力低；地层裂隙、断层发育，造成水泥浆漏失； ②套管与井眼环空间隙小，循环摩阻大，造成注水泥漏失；

③水泥浆密度设计高、水泥浆封固段长，造成环空液柱压力高，易发生注水泥漏失；

④钻井液密度、粘度大，循环摩阻大，造成注水泥漏失； ⑤注水泥和替浆排量大，循环摩阻大。⑵防止注水泥漏失的技术措施

①

适当加入堵漏材料，提高地层承压能力；

②

按照固井设计要求的液柱压力，在下套管前进行地层承压试验； ③

采用低密度水泥浆固井，降低环空液柱压力； ④

采用双级固井或尾管固井，减少一次封固段长；

⑤

改变注水泥浆体结构，采用低密度前置液，降低环空液柱压力； ⑥

采用扩孔工艺技术，增加套管与井眼环空间隙； ⑦

采用分散剂改善水泥浆流变性能；

⑧

调整钻井液粘度并充分循环钻井液，减少循环摩阻；

⑨

采用低返速固井工艺技术，控制注水泥和替浆排量，减少循环摩阻。⑶注水泥漏失后的处理办法

注水泥漏失后要根据现场漏失情况并结合地层漏失原因，分析其可能对固井质量造成的影响及后果，采用相应的技术措施。如发生在注水泥过程中，可根据已入井的水泥浆量结合要封固的油气水层位置，可适当少注入水泥浆；如发生在替浆过程中，应根据水泥浆稠化时间和施工时间情况，采用低返速固井技术。3.2灌香肠

注水泥灌香肠是指在注水泥过程中，由于水泥浆闪凝、套管内堵塞或环空桥堵等原因造成水泥浆返不到设计井深，套管内水泥塞过长等。⑴注水泥灌香肠的原因

①

水泥浆稠化时间短，注水泥施工长，造成注水泥灌香肠事故； ②

水泥浆发生闪凝，造成注水泥或顶替泵压高； ③

环空发生井塌或桥堵，造成环空堵塞； ④

套管内落物，造成套管内堵塞。⑵防止注水泥灌香肠的技术措施

①

设计合理的水泥浆稠化时间，保证稠化时间大于注水泥施工1小时左右为宜；

②

采用合适的固井前置液体系，防止水泥浆发生闪凝；

③

在下套管和固井前充分循环钻井液，井眼稳定后再下套管和注水泥，防止发生井塌或桥堵；

④

严防套管内落物。

⑶发生注水泥灌香肠后的处理方法

水泥浆发生灌香肠后要立即根据现场施工情况，在保证设备和井下安全的条件下用高泵压顶替，如果可能，应迅速接水泥车顶替，尽可能多将水泥浆替到环空内，后采用挤水泥的方法补注水泥。3.3注水泥替空

注水泥替空是指在注水泥替浆过程中，由于替钻井液量超过设计量(一般为套管内容积)，造成套管下部环空没有水泥浆。⑴注水泥替空的原因

①

替浆量计算错误或计算不准确； ②

替浆量计量发生错误或误差大；

③

固井胶塞未装，或胶塞与塞座密封不严；

④

替浆碰压排量太大，造成承托环损坏，无法碰压引起替空； ⑤

套管有破损或上扣不紧，造成替空。⑵防止注水泥替空的技术措施

①

替浆量要计算准确并准确计量； ②

按规范质量可靠的胶塞；

③

替浆快结束时，要降低排量碰压，防止造成承托环损坏引起替空； ④

使用合格套管并按规定扭矩上扣，不合格的套管不允许入井。⑶发生注水泥替空的处理办法

水泥浆发生替空事故后要立即停泵，后根据测井曲线用挤水泥办法补救。4水泥胶结质量复杂情况

水泥胶结质量复杂情况是指在注水泥施工结束后，由于水泥浆性能、施工质量或其他原因造成油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等影响胶结和封固质量的复杂情况。4.1油气水层漏封

⑴固井后油气层漏封主要的原因

①油气水层本身或以下为漏失层，注水泥过程中或候凝过程中发生了漏失，造成油气层漏封；

②发生了注水泥替空事故，造成下部油气水层漏封；

③发生了注水泥灌香肠事故，造成水泥浆不能顶替到环空中； ④发生了环空桥堵；

⑤

水泥浆性能控制不好，如失水大、抗压强度低、水泥石强度衰退等原因造成油气水层漏封；

⑵发生注水泥后油气水漏封的处理方法

① 射孔循环，补注水泥。发生注水泥后油气水漏封后要先进行电测，判断水泥浆返高后在水泥面以上射孔，建立循环，补注水泥浆。

② 反向注水泥。如果水泥面在漏失层以下，可直接从环空中反向挤水泥。③ 局部循环注水泥。如果发生了环空桥堵，可在上下分别射孔，建立循环，补注水泥浆

⑤

注水泥。在漏封的油气水层直接射孔，挤水泥补救。4.2油气水层水泥胶结质量差

⑴固井后油气层水泥胶结质量差的主要原因

①水泥浆性能方面的原因。如在高渗透地层使用API失水的水泥浆体系造成水泥浆向地层过的滤失，水泥浆水化后质量差；水泥浆早期强度发展慢，地层油气层窜；水泥石高温强度发生强度衰退等。

②水泥浆顶替方面的原因。如井身质量差，井眼不规则，水泥浆顶替效率低；钻井液流变性能、水泥浆流变性能或前置液流变性能差，且没有设计合理的密度差，顶替排量设计不合理，水泥浆顶替效率低；套管不居中，水泥浆窜槽等。

③水泥浆油气水窜。注水泥或固井后，由于没有很好地压稳油气水层，地层流体侵入水泥浆中，引起水泥胶结质量差。

④注水泥漏失。由于在注水泥或候凝过程中，水泥浆发生漏失，造成水泥胶结质量差。

⑤环空间隙小，水泥环簿，更易发生替浆过程中窜槽，造成水泥胶结质量差。⑥在封固可溶解性地层时，水泥浆性能控制不当，地层被水泥浆部分溶解破坏水泥浆性能且易形成微间隙。

⑦注水泥施工质量差，影响入井水泥浆性能。如入井水泥浆密度不均匀、水泥车混合能低等。⑧下步井下作业对水泥胶结质量差的影响。如钻水泥塞、试压、射孔等。⑨钻井液滤饼与水泥浆相溶性差，水泥胶结后与滤饼形成三明治结构。⑵ 提高油气水层水泥胶结质量的技术措施

①优化水泥浆性能。如在高渗透地层、尾管固井、放气窜固井等使用低API失水的水泥浆；对油气水窜严重的井使用合适的水泥浆早强剂，提高水泥石早期强度；对于高温高压井固井，使用水泥浆高温强度稳定剂，防止水泥石高温强度发生强度衰退等。

②提高水泥浆顶替效率。如改善井身质量；合理调节钻井液流变性能、水泥浆流变性能或前置液流变性能，且设计合理的密度差；应用流变学理论，优选合适的顶替排量；强化套管居中，减少水泥浆窜槽等。

③注重平衡压力固井设计，防止地层流体侵入水泥浆中。

④防止注水泥漏失。对于存在潜在漏失的井，下套管、注水泥前先堵漏，提高地层承压能力。

⑤合理增加环空间隙，提高水泥环厚度。⑥

在封固可溶解性盐层时，使用半饱和或饱和盐水水泥浆，防止形成微间隙。⑦

提高注水泥施工质量。

⑶发生水泥浆胶结质量差的处理方法一般采用挤水泥工艺补救。在水泥胶结质量差的油气水层直接射孔，后挤水泥补救。

4.3固井后发生环空油气水窜

固井后环空油气水窜是指在注水泥结束后，由于水泥浆胶凝，在由液态转化为固态过程中，水泥浆难以保持对气层的压力或由于水泥浆窜槽等原因造成水泥胶结质量不好，气层气体窜入水泥石基体或沿水泥与套管或水泥与井壁之间间隙造成层间互窜甚至窜入井口，甚至发生固井后井喷。⑴固井后油气水窜的主要的原因

①因为顶替效率不高而造成水泥浆窜槽，随着泥浆胶凝、脱水和收缩，进而形成气窜通道。

②由于水泥浆固时化学收缩或水泥浆自由水析出以及温度压力变化，在水泥石与提高及水泥石与地层之间形成微环隙，造成环空油气水窜。③水泥浆失重引起环空油气水窜。在水泥浆进入环空初期，由于水泥浆的静胶凝强度小于48Pa，水泥浆仍保持液态性质，能够顺利传递液柱压力，进而压稳气层，此时不会发生环空气窜；当水泥浆的静胶凝强度大于240Pa,已具有足够的强度阻止环空油气水窜的发生；而在水泥浆静胶凝强度为48～240Pa之间，水泥浆属于由液态向固态转化期，水泥浆逐步失去传递液柱压力的能力，也是油气水窜易发生时期。

⑵防止固井后油气水窜的主要技术措施

①

提高水泥浆顶替效率，防止水泥浆窜槽。

②

采用综合固井技术措施，提高水泥胶结质量，防止油气水窜。③

采用水泥浆膨胀剂，防止水泥浆石收缩。

④

采用合适的防油气水窜水泥浆体系，如：触变水泥、可压缩水泥浆、延缓胶凝水泥浆、化学交联非渗透水泥浆体系等，减少水泥浆失重对环空油气水窜的影响。

⑤

采用防油气水窜工艺技术措施。如环空加压技术、管外封隔器技术、脉冲注水泥技术等。⑥

固井前要对固井后发生环空油气水窜的危险程度进行合理预测，力求更加准确地预测环空气窜的危险程度并评价水泥浆防气窜能力，进而经济、有效地解决固井后油气窜的问题。

⑶发生固井后油气窜的处理方法发生固井后油气窜后很难处理，一般采用挤水泥工艺补救，即在发生油气水层井段直接射孔，然后挤水泥补救。

2.固井工艺技术篇二

一个油井数千米深, 经常在钻探过程中遇到井堕入、郑塌、井喷和其他复杂的情况, 请您正常严重时之前政府眼睛报废。上述情况, 必须满足套管注解水泥奉间隔等复杂的好钻井船继续层只有一个稳定的通道石油和天然气。因此, 为了“快速钻井质量目标层, 保证油气田的开发, 固井工程的主要目的是:封隔器在钻探过程中复杂的地层, 如容易崩溃, 容易泄漏, 确保钻井顺利;封隔油、气、水层, 防止对方层之间;支撑套管和井口臵, 石油和天然气的通道建立。

套管在井的总成本, 往往是最高的单一的成本。相反, 硬水沟工程表示:“最重要的操作复杂工程比重为100年。固水井品质的长度也正常生产和生活的油田。关键是封建水井品质管, 柱凿眼的高强度和密封空间有问题。所以的要求而采取的水泥必须几个方面:

家具设计必须确保柱管柱管套有足够的相关部分的哪个部分项浦港挤港内的镇压强度, 没有确保不去管, 坑道不断套不会变形现状、柱连接的情况下, 应该让管。我们将使用规则收紧螺纹上扣扭矩, 确保套管连接密封;环形空间的水泥环的深度均匀和连续的胶结料, 和需要水泥环和套管和套管固井之间, 密封好, 为了确保环形空间不是逃跑, 不泄漏, 以满足正常生产要求的石油和天然气井和分层作业。

井身结构指的是深度的层次结构及各层砂浆套管、水泥报答量身定做的高规格的眼睛和管套。水井躯干结构不仅关系到公社整体利益也请您直接影响的品质和油井寿命的意思。每次特定人物的管是导管:建立套钻表面井液循环。表层套管=奉过激用具不安的软层和水购买层要积极研究臵井口资仁、喷井和控制。支持技术的重量和油层套管。技术套管或衬管:划分难以控制的复杂地层, 确保钻井工作顺利。技术套管或衬管不是必须的, 因为没有或少在技术套管/尾管。油层套管或衬管:单独的生产层和其他阶层, 不同压力的石油、天然气和水层封隔器, 建立一个石油和天然气井的途径, 保证长期的生产, 并能满足合理的驱动石油、天然气和刺激。

2 当前固井工艺技术的研究方向

水泥是一种重要的部分钻井完井工程, 或好或坏的关系, 生命的石油和天然气开采的固井技术和油气操作效果, 提高固井质量是注水泥工作者关注和解决的重要技术问题。在固井技术在国内外研究方向及存在的问题, 主要有以下几方面:

(1) 选择和食品添加剂泥浆水性能评估水泥砂浆;

(2) 综合固郑技术、科学、固水井设计、固水井质量评价;

(3) 设计和密封防堕入体制研究;

(4) 向井、水定平井固郑技术和完郑方法、高压水井;

(5) 的技术和郑固井运用的方法

(6) 郑完渗 (低压透纳率) 井固郑技术和完郑方法、

(7) 贮藏层保护固郑技术;

(8) 旋转尾巴管固郑技术、2级固郑技术、固郑技术;

(9) 固郑技术和设备改造烂泥更新一揽子测试机器;

(10) 固水井工具和软件开发和应用研究;

(11) (在) 水井钻井液性水泥砂浆技术;

(12) 系列和注水泥砂浆添加剂技术标准化。

不但涉及石油和天然气井固井施工顺利完成, 影响质量的石油和天然气井投产后好或坏, 生命的长度的石油和天然气井和石油和天然气井生产的高和低, 成本在整个钻井工程是一个很大的密度 (20%~30%) 。固井技术发展目标一直是如何进一步提高固井质量和降低固井事故等。注水泥是一个系统工程, 复杂多变的因素, 有其特殊性, 主要表现在以下几个方面:

(1) 固井操作是一个一次性的项目, 如质量不合格, 甚至使用补救方法如挤压难以取得良好的效果。

(2) 固井的工作是一个系统工程, 涉及材料的秘密行动, 液体、化学、机械、机械和其他学科, 许多未知的因素, 在施工的风险。

(3) 固井操作时间短, 工作量大, 雄厚的技术, 成本高。

固井作业要求, 因此, 要精心设计, 精心准备, 精心施工, 并有一个完整的预防性固井复杂的预处理条件, 保证优质高效的完成固井施工。

3 油井水泥级别和类型

使用硅主要水泥油井酸硅水压在国内外水泥盐酸成分, 主要的钙, 加入适量石膏和研磨剂 (或加入适量的石膏和石膏或水) 磨石细产品。

水泥:干水泥和水 (通常加入外加剂) 混合浆被称为。水泥:水泥凝结硬化后形成的。水泥环:水泥在井下环形空间。水平的水泥:适应不同深度的需求, 防止地层流体在硫酸盐腐蚀的水泥石, 各种层次和类型的油井水泥可供选择。

注意:合水泥的反应, 水的碳水化合物的反应却持续的过程。砂浆的碳水化合物的水泥凝胶状态, 芯片的发展, 最终逐渐形成的右倾化水泥席。水泥的碳水化合物的反应却放热反应, 可以使用的工程正在泥浆特性验证空间较高的回报率。这是石油和天然气水井注解水泥水泥碳水化合物的反应是一定温度和施压的条件。温度和压力的水泥碳水化合物速度是很大的影响, 和普通的温度和压力的增加, 水泥碳水化合物速度、温度产生的影响非常突出。一般的性能泥浆水确定模拟井下温度和压力的情况。

碳水化合物的反应=氢氧化碳水化合物产品、钙硅凝胶酸钙、铁、钙、酸铝碳水化合物的碳水化合物酸钙、碳水化合物的钙铝酸。

在氢化碳水化合物的钙的产物, 水晶巨大性寝宫作为钙酸铝硫磺碳水化合物, 小结石碳水化合物铝酸钙较小的水晶硅碳水化合物, 钙和铁酸素是水钙体质芯片开始品行入药体。胶酸凝钙硅碳水化合物, 纤维薄的矿物伸展之外, 连续颗粒的渔网精髓结构形成碳水化合物, 例如:钙酸铝硫磺制作插图相互钙, 增加颗粒水泥空格提高债券, 他们之间的高强度水泥。

4 结语

在油气井固井工程中, 时常由于注水泥方案设计和施工过程控制不合理而发生漏失、窜槽、气窜及替空等复杂情况。如果能在固井前对设计方案的可行性、合理性及实施效果做出评价, 在施工过程中对施工参数和井下注替参数的动态变化进行实时监测, 就可以大大提高固井设计和施工过程控制的准确性。固井工艺技术发展, 对提高固井质量和作业安全性起到了非常积极的作用。

摘要：固井工程是钻井完井工程中的一个重要环节, 固井工艺技术的好坏关系到油气寿命和采油气作业效果, 提高固井工艺技术是固井工作者十分关注并致力解决的重要技术问题。固井质量一般受到很多因素的影响, 因此, 在设计中能否全面地、合理地考虑到这些因素, 对获得一个合理的设计结果是至关重要的。固井是一项综合的工程, 想要固好井必须从各方面入手, 采取有效措施, 降低各项因素对固井的影响。

3.固井质量测井技术以及精度分析篇三

【关键词】固井质量；质量分析；测井精度

1.测井技术概述

1.1水泥胶结测井（CBL）

水泥胶结测井是声幅测井的一种，声幅测井仪采用一发三收系，换能器频率按相似比原则升高，通过测量套管的滑行波（又叫套管波）的幅度衰减，来探测管外水泥的固结情况。CBL下井仪器常用源距为3英尺（1m）和5英尺（1.5m）。发射换能器T发出声波，其中以临界角人射的声波在泥浆和套管的界面上折射产生，沿这个界面在套管中传播的滑行波，套管波又以临界角的角度折射进人井内泥浆到达接收换能器R被接收。仪器测量记录套管波的第一正峰的幅度值，即得到CBL曲线值。这个幅度值的大小除了决定于套管与水泥胶结程度外，还受套管尺寸、水泥环强度和厚度以及仪器居中情况的影响。

1.2声波变密度测井（VDL ）

声波变密度测井也是一种测量固井质量的声波测井方法，它能反映水泥环的第一界面和第二界面的胶结情况。变密度测井的声系由一个发射换能器和一个接收换能器组成，源距一般为1.5m，声系通常附加另一个源距为1m的接收换能器，以便同时记录一条水泥胶结测井曲线。套管井中声波的传播及其与胶结情况的密切关系.在套管井中，从发射换能器T到接收换能器R的声波信号有四个传播途径，沿套管、水泥环、地层以及直接通过泥浆传播。通过泥浆直接传播的直达波最晚到达接收换能器，最早到达接收换能器的一般是沿套管传播的套管波，水泥对声能衰减大、声波不易沿水泥环传播，所以水泥环波很弱可以忽略。当水泥环的第一、第二界面胶结良好时，通过地层返回接收换能器的地层波较强。若地层速度小于套管速度，地层波在套管波之后到达接收换能器，这就是说，到达接收换能器的声波信号次序首先是套管波，其次是地层波，最后是泥浆波。声波变密度测井就是依时间的先后次序，将这三种波全部记录的一种测井方法，记录的是全波列。该方法与水泥胶结测井组合在一起，可以较为准确地判断水泥胶结的情况。

套管波与地层波的幅度有一定的规律：（1）自由套管（套管外无水泥）和第一、第二界面均未胶结的情况下，大部分声能将通过套管传到接收换能器而很少耦合到地层中去，所以套管波很强，地层波很弱或完全没有。（2）有良好的水泥环，且第一、第二界面均胶结良好的情况下，声波能量很容易传到地层中去。这样套管波很弱，地层波很强。（3）水泥与套管胶结好与地层胶结不好（即第一界面胶结好，第二界面胶结不好）的情况下，声波能量大部分传至水泥环，套管中剩余能量很小，传到水泥环的声波能量由于与地层耦合不好，传人地层的声波能量是很微小的，大部分在水泥环中衰减，因此造成套管波、地层波均很弱。

声波变密度侧井需要通过一定的方式进行的记录。黑色相线表示声波信号的正半周，其颜色的深浅表示幅度的大小，声信号幅度大则颜色深，相线间的空白为声信号的负半周。

1.3扇区水泥胶结测井（SBT ）

扇区水泥胶结测井SBT是目前检查固井质量及管外窜槽的最新最有效的测井仪器之一。该仪器从纵向和横向（沿套管圆周）2个方向测量水泥的胶结质量。其测量系统分区扇形覆盖整个井眼，以一种缠绕方式对水泥胶结整体进行定量测量。该仪器设计的短源距使补偿衰减测量结果基本上不受地层的影响，并能用于各种流体的井内，包括重泥浆和含气井液。只要保持滑板与套管内壁接触，一般的偏心不影响测量结果。分扇区水泥胶结测井仪采用两组一发三收声系，分别固定在不同方向上，评价两个不同方向上的水泥固井质量，SBT仪器用推靠臂把六个测量极板推靠到套管内壁上去。相邻四个极板构成螺旋状双发双收声衰减率测量系统，把管外环形空间六等分，分别考察水泥胶结质量，实现测量的高分辨率3600全方位覆盖。在每个测量极板上具有一个发射探头和一个接收探头，通过6个极板上的收发探头的组合，可以形成每隔60度扇区的6个双发双收声波测井系列。

2.测井精度影响因素分析

2.1仪器刻度所产生的影响

仪器下井时在自由套管段进行自由套管刻度，刻度时，需选择与目的层段套管内径相同的自由套管进行刻度。分别取得首波开门时间、门宽、首波幅度值等。因为首波声幅是一个相对自由套管的数值，所以刻度的结果影响声幅相对值的大小，影响最终的解释结论。

2.2仪器偏心所产生的影响

仪器的偏心主要影响声幅值。当仪器偏心后，各方向的套管波到达接收探头的时间不同，因而要比仪器居中时测量的声波幅度小，而且仪器偏心后，仪器与套管壁发生碰撞，此时的开门时间上的声幅大小并不是首波幅度，这样会严重影响测井质量。

2.3水泥候凝时间所产生的影响

水泥环界面胶结程度的变化规律如下：（1）一界面胶结强度随候凝时间增长而增长；（2）二界面胶结程度开始随着时间增长而增长，大约48小时以后，有减小的趋势。由此可见，在固井结束以后，太短时间内测井，水泥胶结尚未完成，时间太长，二胶结面会变差，因此，最佳测井时间应在48小时到72小时之间。

2.4快地层所产生的影响

快地层是指岩性致密、传播声波速度快的地层。在一、二界面都胶结好的情况下，套管波幅度很小，由于快地层的地层波传播速度很快，发射波穿过套管与水泥，通过地层并且在声幅开门时间到达。由于声幅门内测到了地层波的信号，因此幅值较高。这种情况，用常规测井解释方法，声幅测井将得到错误的解释，但在变密度图上和自然伽马图上可以分辨出快地层。

2.5微间隙所产生的影响

由于固井水泥在胶结过程中有一个体积膨胀到收缩的过程，以至固结后的水泥环与地层或套管之间形成一个有水的微小间隙，即微环空。实践证明，微环空间隙不会大于0.1mm，因此微环空间隙不会对流体产生连通性，但是CBL/VDL测井时，由于波的传播方向与界面平行，微环空的存在会使水泥环与套管、地层的声耦合明显变差，从而降低了仪器反映水泥固结质量的灵敏度。具体表现在胶结好的层段，声幅测井幅值偏大，变密度图上地层波不连续。尤其在老井中复查固井质量时经常出现原先胶结好的层段，却看不到明显的地层波。究其原因就是时间太久，形成微环空引起的。通常经过加压，微环空影响会减小。所以一般新井固井以后要尽量选择在试压以前进行测井。因为在固井以后就试压，也会在套管和水泥环之间产生微间隙，从而影响固井质量。

以上5个方面是影响CBL/VDL测井的主要因素，由分析可见，它们产生的原因及其影响结果各不相同。所以，对于仪器操作者，选择合适的测井时间并正确地刻度是测井成功的关键。测井解释人员要结合地质情况及井身结构，并考虑声幅、自然伽玛、变密度、传播时间曲线等因素的影响，这样才能做出准确的固井质量评价。

【参考文献】

[1]郭海敏.生产测井导论[M].北京：石油T业出版社，2003.

4.固井工艺技术篇四

一、半年工作回顾

2015年1-6月份，固井一中队本着科学组织、优化运行，从严管理、提质增效的原则，共固油层44口，技套2口，表层42口，其它作业18口，共注水泥6635吨，固井质量合格率100%。实现劳务总收入315.39万元，利润2.63万元。出车657台次，设备完好率99.8%;1-6月份无重大交通责任事故。但是受油价影响，中队固井工作量明显下降，1-6月份油层与往年相比减少79口；技套相比减少2口；表层42口减少82口；其它作业减少45口；劳务收入与往年同期相比减少588.31万元。中队坚定信心、迎难而上，各项工作平稳有序。

（一）管理水平稳步提升

牢固树立“质量第一”的服务意识，不断提高固井施工质量。严格现场施工巡回检查和施工过程控制，把好每道施工程序的项点质量关，确保现场施工全过程达到固井施工设计要求。将固井安全质量列入在考核中，有效调动了全体职工的工作热情和固好井的积极性。

严格设备的标准化和规范化管理，落实设备回场检查制度、每月自检制度，建立“一车一档”制度，合理安排设备的运行和保养，使设备达到运行合理化。1-6月份中队组织设备自检6次，共检查车辆90余台次，查出问题27个，已全部整改。

生产中坚持做好日常经营分析，以“单井、单车、单项目”考核为重点，把成本落实到车组和岗位，加强油材料、修理费的控制与考核，降低设备运行维护成本，百公里耗油与往年同期相比减少1.78%，材料消耗与往年同期相比下降46.83%。

（二）QHSE工作持续强化

加强职工安全教育，认真学习各项安全活动，结合安全形势抓培训教育，宣贯《安全生产法》、《环境保护法》等法律法规，开展我为安全作诊断等活动，强化安全形势宣讲，深化安全培训教育，提高了全员安全意识。结合中队实际情况，组织开展人员培训教育活动，制作安全月板报展板一期，重温了安全承诺书并签字，组织34人次参加安全月试题考核，考核成绩全部合格。参加了公司组织的安全知识竞赛和演讲比赛，充分参与安全月活动。同时，对中队办公区域、车场的用电设备、灭火器进行全面检查，检查结果全部合格，未发现安全隐患。精细交通管理，保证交通安全。中队开展安全宣传活动组织学习道路交通法律、法规知识，尤其是针对雨季行车方面进行讲解，对中队全体人员进行“五不两确保”公开承诺，使中队员工的交通安全意识不断的提升，并观看交通安全警示教育片，通过录像形式让中队每位职工充分认识到安全给自己、家庭、企业带来的重要性。同时，中队加强了出车前的安全检查，严格按照公司规定队列化行驶及定点停车检查制度，共利用GPS监控20次，保证了中队队列化安全行驶。

（三）职工技术水平不断增强。

狠抓队伍培训教育，开展以标准化操作、岗位练兵和提高操作技能等为主要内容的业务培训，举办各类培训6次，培训100人次。

积极倡导“学习改变命运，知识成就未来”的学习理念，鼓励职工学理论、学科技、学文化、学业务，设立了学习标兵“光荣榜”，出台激励政策，最大限度的激发全队职工争先创优的积极性，有力地促进职工队伍技术力量的提高。

（四）队伍稳定富有成效

中队坚持融入中心、深入人心的工作方式，狠抓观念引导和形势宣讲，引导干部员工转变观念比作为，立足岗位创效益，组织开展“形势任务大讨论”活动，围绕“如何应对严峻的生产经营形势”、“如何实现节本降耗”、“如何抓好安全生产”等议题展开讨论，人人谈发展，人人谈认识，找出差距和不足。

狠抓思想政治工作，加强队伍调整期间思想教育，开展员工思想动态调查分析，推进培育好家风好家训工作，达到了聚人心、促和谐的目的。

（五）党建思想文化工作全面加强。

广泛开展“三严三实”教育讨论活动，加强党支部建设，规范基层组织生活，提高民主生活会质量，发挥党支部战斗堡垒作用。

以“讲家风故事”为中心，创新工作思路开展以“爱岗、敬业、爱家、文明”为主题的主流价值观教育，明确导向、营造氛围、鼓舞士气。设立“一接一箱一线”绿色公开通道，同时积极开展“三务公开”阳光管理工程，将“党务、队伍、业务”公开透明在会议室公开栏，增强各项工作的透明度。

二、存在的问题及分析

1、对QHSE管理重视程度不够。思想认识不深刻，现场管理标准要求低，对规章制度执行不严，导致生产现场“低老坏”现象屡禁不止，员工学习HSE规程和技能的积极性不高，存在违反操作规程和劳动纪律等现象。

2、队伍教育管理有待强化。当前员工素质偏低、履岗能力较差的问题依然存在，干部员工思想观念守旧，队伍年龄、知识和技能结构不尽合理，高技术人员十分短缺，队伍建设任务繁重。

三、下半年工作思路及打算突出质量效益，强化QHSE管理、经营管理、人才培养，打造国际化固井队伍。

1、狠抓QHSE制度执行，提升全员安全意识和素质，提升现场安全管理水平。

2、努力提高职工的技术素质和操作技能。加强对职工的轮岗培训，让他们到不同的岗位上去操作实习，并组织有效的岗位练兵活动。

3、加强环保管理，强化环保教育，杜绝现场跑冒滴漏现象。

4、加快人才队伍建设，加快专业化、国际化和高技能人才培养。

5.固井工艺技术篇五

影响定北8井尾管固井质量的因素分析

针对定北8井尾管固井的难点,采取防窜性能好的水泥浆体系、优化流体结构、带封隔器的悬挂器、合理的施工压力控制等综合的防窜漏工艺.由于在施工过程中发生了井漏和其它复杂情况,减小了压稳领浆段长度、增大了地层压力和液柱压力的压差,为气窜创造了通道导致气窜的`发生,同时由于井漏的影响,导致水泥浆的顶替效率低从而影响水泥浆的胶结强度和固井质量.为以后深井尾管固井提供借鉴和指导意义.

作者：张军义睢力强作者单位：张军义(华北石油局井下作业公司,河南郑州,450042)

睢力强(邢台路桥建设总公司,河北邢台,054001)

刊名：地质装备英文刊名：EQUIPMENT FOR GEOTECHNICAL ENGINEERING 年，卷(期)：2009 10(3) 分类号：P634 关键词：固井压稳气窜

6.试论分级固井注水泥工艺技术研究篇六

关键词：分级固井,注水泥,分级箍,技术应用

1分级箍在石油气固井工程中的应用

1.1分级箍结构

分级注水泥工艺技术一般分为两种方式,其一是非连续型双击注水泥式;其二是连续双击注水泥式。

另外,分级箍类型也有很多种,目前我国石油勘探企业相继自行研发制造了分级箍,然而在实际下井作业时,相对与国际先进水平其可靠性仍然较低,图1所示的我国固井工程中常用的分级结构,常用的尺寸包括三种:φ139.7 mm、φ177.8 mm、φ244.5 mm。

1.2工作原理及工作特点

我国某大型油田钻井企业根据施工要求,自行设计了滑套式分级箍,一共设计了四个型号,即φ139.7mm、φ177.8 mm、φ244.5 mm与φ339.7 mm。这四种型号的滑套式分级箍在对油田的开采过程中使用的范围很广,在油田开采领域中成为成功的系列产品。

其工作机理及工作特点为:第一级注水泥施工结束后,投入硬压塞顶替第一级泥浆,当顶替第一级泥浆完毕后进行固井碰压,接着在水泥车上或者泵房内实施放压,并且在此过程中时刻注意浮箍浮鞋的工作情况,如果其运行正常,那么投入重力塞,以保证加压开孔的顺利实施,随后,通过水泥车继续替入泥浆,以使分级箍的开孔压力控制在4~5 MPa范围,滑套下落时注意控制速度,不得快于每分钟60米,接着迅速将循环孔打开,循环出分级箍以上的水泥浆。此时一级泥浆作业替入结束形成凝固现象,开始进行二级泥浆替入作业。当二级水泥作业完成后,即投入上胶塞,一旦上胶塞落入上胶套后,继续实施替浆作业,当压力值达到3~4 MPa时,就可以关闭套销钉,那么上胶塞、上胶套及关闭套座一并座入关闭套卡簧槽内,由此将循环孔堵塞住,泵压仍然持续上升,碰压的压力值为15~20 MPa,进而通过水泥车对其继续施加压力,以使碰压的压力值上升至22~26 MPa范围后,将循环孔关闭。最后进行检查工作,首先通过在水泥车上放回水,检查是否将循环孔严密关闭。若经检查确认循环孔已被严密关闭,那么即时等候凝固,如果检查循环孔关闭并不严密,那么应重新进行加压,直至循环孔关死。如果重新施压循环孔仍然不能关闭,那么可以通过憋压侯凝的途径进行侯凝,当水泥浆达到凝固状态后开始实施放压。值得注意的是,在侯凝阶段严密观察压力值的变化情况,一旦压力值超过固井规定的压力范围时即刻进行放压。

在应用分级箍之前,首先要在室内进行压力测试,通常情况下,试压值保持在20~30 MPa范围,压力测试完毕后,还需做纵向应力试验。在固井工程中,应力大约控制在450 KN,工程后期无须再做复合应力试验。

当上述工作全部结束后,在实际生产中应着重注意配合间隙的问题。比如注意上滑套、下滑套和分级箍间的装配间隙,当下滑套到达止环位置后,一定要确保水泥浆的垫层完全消除,那么必须对下滑套与双级箍之间所存在的间隙进行详细检查,从而使循环孔的开关过程得以顺利实施,进而有效增加分级箍在固井工程中应用的成功率。

2分级固井注水泥工艺技术的实际应用

2.1施工方案设计内容

进行施工前,首先根据该工程的地层岩性、电测井径、井身实际结构及井下具体条件,对相关施工进行设计,其中包括套管柱设计、水泥浆设计,井眼施工条件方面的准备工作等,在确定下套管施工工艺的基础上,对分级固井工程的施工方案进一步优化。

2.2分级注水泥工程的施工关键

在分级固井注水泥工艺技术的实际应用中,应根据井下的具体情况,合理选择分级注水泥技术。

一般情况下,在固井工程中使用连续性分级注水施工施工方式时,一定要注意保证井下条件的稳定性,当一级水泥浆满足设计量要求时,及时进行一级碰压操作,在泵房内或者水泥车上实施放压操作,严格检查浮箍浮鞋井下的工作状态是否正常,确定水泥浆不再回流后,再进行重力塞的投入操作,如果存在水泥浆回流的情况,那么就无法打开水泥循环孔。

在确定分级箍的具体位置时,井下工程环境需具备两个基本条件:①井下地层的稳定性;②井径的规则性。在分级箍上套管与下套管上分别装置套管扶正器,以使分级箍始终处于井眼的中部位置。因为通常情况下,第二级注水泥碰压的压力控制在15~20 MPa范围,所以在关闭循环孔时,应注意将井口压力的最大值也控制在15~20 MPa范围,与此同时还应注意钻井液静液柱压力差。在进行分级柱压力设计时,通过计算,一定要得出精确的分级柱压力的最大值,从而使其达到进口压力的实际需求,如果得出的最大压力值不能达到井口的压力需求,那么在进行替浆操作时应及时注入一定量的重泥浆,以此提高套管中泥浆的密度,然后减小循环孔的关孔压力,从而有效保证了井口施工过程中的安全性。另外还需注意,对井下施工条件较薄弱的部位应实施抗拉强度校核工作。

对于非连续式分级注水泥的施工方式,应根据不同井的具体条件科学合理应用,在具体工程实践中,注意充分结合多种类型的外加剂的使用,比如SXY系列、ST200S以及ST200R系列等等。

另外,对分级注水泥固井进行电测试验时,其结果应达到质量要求,上下均设有分割层,中间部位无须再设置水泥封隔。

3结束语

工程中应用的分级箍具有较高的固井合格率,逐渐发展成为系列化产品,同时获得了推广应用。分级注水泥施工方法在应用过程中主要包含对地质情况的考察、套管柱设计、下套管作业、固井和分级注水泥等环节,在施工过程中必须做好质量控制。

参考文献

[1]孟卫东,李保峰,刘保顺,等.裂缝性基岩油藏固井技术在栗2井的应用[J].石油地质与工程,2010,24(2):96~100.

[2]陈会年,秦金立,刁国玉,等.中国特殊双级注水泥器的研制现状与发展趋势[J].油气地质与采收率,2007,14(4):99~104.

[3]李玉芝.双级注水泥技术的应用[J].石油钻采工艺,2011,11(1):29~32,68.

7.固井工艺技术篇七

关键词：旋转固井；大位移井

1 基本情况

大港油田埕海油田人工井场位于河北黄骅市关家堡村以东的滩涂海域水深4m 的极浅海地区，大部分井的斜深在3500～4500m，垂深1067.9～1569.3m，水平位移在1000～2000m之间，水垂比在1.96～3.92之间，长裸眼段下套管作业难度大。大位移水平井Ф139.7mm生产套管需下入长裸眼（1500m左右），斜度大（85°左右）、水平位移大，下入摩阻较大，套管段可能会产生屈曲变形下入难度大，甚至不能下到预定深度；上部地层疏松，井壁易跨塌井径不规则，井眼几何形状在周向呈椭圆形，在轴（径）向呈弯曲曲线形，在保证套管安全下入的前提下，使扶正器下入数量受到限制极易影响顶替效率；井斜角大，裸眼段较长，对于井筒的低边钻井液很难被水泥浆顶替干净；易发生固相沉积，形成沉积带，而沉积带很难被完全清除，从而影响界面胶结质量；为了提高顶替效率，需要加大排量，容易造成堵塞环空，造成严重的固井事故。

2 旋转固井技术

旋转套管固井技术就是在套管注水泥期间从地面通过某一动力源旋转套管柱，使整个管管串旋转，让水泥更充分地顶替掉泥浆，它能大大提高套管注水泥的成功率，提高固井质量，从而使成本大大降低。井眼不规则和套管不对中是影响水泥浆顶替效率的两个主要因素。套管在井眼中完全居中是不可能的，一般都是靠向一边。套管越靠近井壁，靠近井壁一侧的环空泥浆的顶替就越困难。在井眼中，任何一种交替和迅速改变套管位置的运动都能把粘滞的泥浆刮入或混入循环的水泥浆中。上下活动能使偏心空间下部的静止泥浆分散开，但是却难于使水泥充满其间。当套管柱旋转时，套管对泥浆有拖拽作用能帮助搅动或驱扫静止的泥浆，从而提高水泥浆顶替泥浆的效率。另外，如果在尾管下入过程中遇阻，套管下不去，还可以通过旋转套管进行划眼，使套管顺利下到预定位置。

2.1 摩阻预测分析

摩阻系数的确定是摩擦阻力计算与分析的基础。下套管摩阻系数的选取是通过最后一次电测通井后记录不同井深时的上提大钩悬重和下放井口大钩悬重，计算出摩阻力，反算求得摩阻系数（其方法是，利用现场采集到的大钩负荷、井眼轨迹、钻具、钻井液密度、钻压及扭矩等工程参数来反演出管柱与井壁的摩擦系数），作为下套管预测摩阻力。最后用专用软件模拟分析是否可以实现旋转套管固井。

2.2 套管驱动系统CDS

在下套管作业前，把CDS系统与顶驱相连接，由顶驱提供旋转动力，CDS系统自带一个液压工作站，为锚定套管提供动力。自带密封系统，可以实现套管与CDS的密封，在循环的时候，泥浆不会从套管顶部溢出。如果需要使用该系统时，先给套管座上手提卡瓦，然后下放顶驱，使CDS的卡瓦部分进入套管，操作控制台使CDS锚定住套管，司钻上提顶驱，确认锚定成功后即可实现套管的上提下放、旋转、循环泥浆。

2.3 偏心导向引鞋

有利于清除掉不干净井壁，清除水平井低边沉屑水力和机械力相结合式设计，可打穿井眼阻力段，即便在井眼不稳的情况下，也可确保将套管下到井底。

2.4 扶正器安放

扶正器选型与安放位置设计由于在大斜度段或水平段，在套管柱的重力作用下扶正器要承受较大负荷，通过综合分析对比选用刚性螺旋扶正器和刚性滚轮扶正器比较合适，刚性螺旋扶正器安放在裸眼段，刚性滚轮扶正器安放在套管内。

刚性螺旋扶正器：

一是在井壁不规则时下套管过程中，螺旋扶正器可产生一定横向扭矩分力，使扶正器产生转动从而减轻下套管的阻力，

二是在管外环空中，当水泥浆穿过扶正器螺旋片时产生旋流，改善了环空流场，从而可提高水泥浆顶替效率，对提高固井质量十分有利。滚轮扶正器安放在上一层套管内，这样有利于减少下放的阻力和减少旋转时候的阻力。

3 结论与建议

①对大斜度井必需强化井眼准备技术措施，有效地清除岩屑床、降低（管柱、钻井液）摩阻，固井前适当降低钻井液粘切，确保套管能顺利下入。

②开展套管下入摩阻预测分析选用顶驱驱动系统和导向引鞋下套管技术，保证套管能顺利下入到预定位置。

③选择适当的扶正器类型并优化扶正器安放位置，确保套管居中度≥67%。

④根据井况，前期用软件分析，模拟是否可使用旋转套管固井技术。