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《完井固井技术》课件
水泥浆凝固不良
可能是由于水泥浆配比、温度等原因造成， 应调整配比、控制温度等措施。
密封性差
可能是由于水泥环厚度、质量等问题造成， 应加强质量检测和验收。
05
固井质量检测与评价
固井质量检测方法
声波检测法
利用声波在井壁上的反射和传播特性 ，检测固井质量。
筛管完井
在套管内放置筛管，以保护油气层，同时 允许流体通过筛孔流入井内的完井方式。
砾石充填完井
在套管内填充砾石，以保护油气层并防止 流体流入地层的完井方式。
完井工艺
射孔工艺
使用射孔枪或电缆传输射孔器，在油气层 部位打孔，以建立油气通道。
酸化压裂工艺
通过酸液或压裂液对油气层进行酸化或压 裂处理，以增加油气渗透率和产能。
声波速度是评价固井质量的重要指标，声波 速度越高，说明固井质量越好。
压力变化
压力变化是评价固井质量的辅助指标，压力 变化越小，说明固井质量越好。
固井质量影响因素分析
水泥浆配方
水泥浆的配方是影响固井质量的关键因素 ，包括水泥、水、添加剂等材料的配比。
施工工艺
施工工艺对固井质量也有很大影响，包括 注水泥方式、注水泥量、注水泥速度等。
地层条件
地层条件也是影响固井质量的因素之一， 包括地层的岩性、渗透性、地层压力等。
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固井技术规定
第一章总则
第一条固井是钻井工程的关键环节，其质量好坏不仅关系到钻井工程的成败和油气井的寿命，而且影响到油气田勘探开发的整体效果。为保证固井工程质量，特制定本规定。
第二条固井工程必须从设计、准备、施工、检验四个环节严格把关，采用适合地质特点及各种井型的先进固井工艺技术，确保质量，达到安全、可靠、经济。
第三条固井作业必须按固井设计执行，否则不得施工。
第二章固井设计
第一节设计格式与审批
第四条固井设计格式按勘探与生产分公司发布的《xx井xx套（尾）管固井设计》要求执行。
第五条固井审批程序按勘探与生产分公司发布的《中油股份公司勘探与生产工程技术管理办法》执行。
第二节套管柱强度要求
第六条套管柱强度设计方法SY/5322- 执行。其中，在高压气井和超深井的强度设计时，必须考虑密封因素。
对安全系数的要求见下表数据。
第七章套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。遇到盐岩层等特殊地层时，该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m
第八条套管柱强度设计应考虑热采高温注蒸汽过程中套管受循环热应力的影响。
第九条对含有硫化氢等酸性气体井的套管柱强度设计，在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。有关压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求，应由采油和地质部门在区块开发方案中提出，作为设计依据。
第三节冲洗液、隔离液和水泥浆要求
第十条冲洗液及隔离液
1、使用量：在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度的300～500m。
固井技术现状及发展趋势
固井技术现状及发展趋势
一、国内外固井技术
（一）油井水泥及油井水泥外加剂
油井水泥及油井水泥外加剂发展速度突飞猛进，国外基本水泥共有十三类水泥，油井水泥外加剂共有13大类200多个品种。为适应向API水泥标准的转化，我国油井外加剂也发展到10大类100多个品种。
1、基本水泥
目前国外BJ、福拉斯马斯特、道威尔、哈里伯顿和诺斯科等五大能源技术服务公司都生产基本水泥，我国只生产一类油井水泥（波特兰水泥）。基本水泥共有十三类：波特兰水泥、高铝水泥、市售低密度水泥、市售膨胀水泥、微细波特兰水泥、微细波特兰水泥和微细高炉矿渣混合物、高细度水泥、高炉矿渣、微细高炉矿渣、波特兰水泥和高炉矿渣的混合物、可储存的液体水泥、酸溶水泥、合成树脂水泥。
2、油井水泥外加剂
外加剂只能改变水泥浆的物理性能而不能改变其化学成分，水泥浆只不过是外加剂的载体。国外油井水泥外加剂主要以哈里伯顿、BJ、休斯、德莱塞、道威尔、西方五家公司的产品为代表，我国油井外加剂也发展很快，水泥外加剂品种比较多，主要分为13大类。包括：促凝剂、缓凝剂、降失水剂、分散剂、消泡剂、减轻外掺料（减轻剂）、加重外掺料（加重剂）、防漏外掺料（防漏剂）、防止水泥石高温产生强度退化的外掺料、触变水泥、隔离液和冲洗液、清除钻井液污染剂、特种外加剂。
（二）国外固井技术
1、新型“钻井”固井液技术
美国壳牌石油公司及几个其它石油公司的一批科研开拓者，在多功能钻井液（UF）性能、胶凝浆特性、泥饼固化、界面胶结等方面作了大量的实验（剪切胶结，激活剂的扩散实验，水平井大型井筒顶替模拟试验），研制出新型“钻井”固井液技术，只是在原有钻井液配方的基础上，添加不多的高炉淬厂渣或其它可水化材料，基本上不影响钻井液的其它性能。新型“钻井”固井液技术采用UF钻井、MTC固井提高了钻井液和固井液的相溶性，有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液的不相溶问题，从而实现了第一、二界面的良好分隔和胶结强度，特别是提高第二界面的胶结质量，减少和阻止油气、水流体的层间窜通，而且由于激活剂的扩散和渗透，使泥饼形成了固化的致密泥浆，阻止循环漏失和水泥浆液柱回落。新型“钻井”固井液与普通油井水泥浆相比，调节性能的外加剂价廉，而且具有低失水、强度发展快、沉降稳定性好、耐污染等特点，新型“钻井”固井液技术淡化了顶替机砗投ヌ婕际酰?饩隽朔掀?昃?号欧旁斐傻幕肪潮；の侍狻?br>
固井工艺技术介绍
固井工艺技术介绍
固井工艺技术是指在石油钻井中，通过在井壁和套管之间注入特定的
材料来加固井壁，防止地下水和油气的混合以及套管的沉降。固井工艺技
术在石油钻井中起到至关重要的作用，它不仅能够提高井下环境的安全性，还能够保持油井的稳定性和产能。
井壁加固是指在钻进过程中，通过注入水泥浆或其他特定材料来增加
井壁的强度和稳定性。井壁加固的主要目的是防止地下水和油气的混合，
防止井壁的坍塌，以及防止井身的扭曲和变形。井壁加固一般分为两种方法：一种是通过液体钻井泥浆注入井壁，将泥浆中的固体颗粒填充到井壁
裂缝中，形成一个固体屏障；另一种是通过水泥浆注入井壁，将水泥浆填
充到井壁裂缝中，形成一个密实的固体屏障。
套管连接是指在井壁上安装套管的过程。套管连接方法有很多种，其
中最常见的是螺纹连接和焊接连接。螺纹连接是通过将两个套管的螺纹互
相扭合来连接，螺纹之间的空隙可以通过填充密封剂来减少。焊接连接是
通过将两个套管的端部加热至熔化状态，然后将它们焊接在一起。套管连
接的选择取决于井深、地质条件和工艺要求等因素。
水泥浆配制是指将水泥粉料和水混合，形成一种特定的水泥浆。水泥
浆配制的目的是制备出具有特定性能和流动性的水泥浆，以满足固井施工
的要求。水泥浆配制过程中需要选择合适的水泥粉料和掺和剂，以及控制
水泥浆的颗粒分布和比重等参数。
泥浆循环净化是指在钻井过程中，通过泥浆泵将泥浆从井底泵至地表，并对泥浆进行净化和回收。泥浆循环净化的主要目的是清除泥浆中的固体
颗粒和杂质，以保持泥浆的性能和流动性。泥浆循环净化过程中需要使用
各种过滤器和离心机等设备，以实现对泥浆的过滤和分离。
固井技术
固井技术
1套管强度设计
套管强度设计是固井设计的主要组成部分，套管柱强度设计合理与否直接关系到一口井的安全和成本。国外统计表明，套管成本约占钻井总成本的25%左右。套管强度设计不合理会导致两种完全不同的结果，要吗就是不安全，影响钻井作业和油气井的开发，甚致使井报废；要吗就是过分安全，导致成本过高。这两种结果都不是我们所需要的，我们所需要的是既安全又经济的原则。为此，国内外对套管强度设计进行了大量的研究，提出了诸多的套管设计方法。主要有等安全系数法、最大载荷法、边界载荷法、西德设计法、美国AMOCO设计法等。这些方法就其实质并无多大差别，都是使套管所受外载小于或等于所选套管强度一定值。只是在套管外载的计算、套管强度及安全系数的选择、设计方式及设计步骤上有所不同。由于这个原因，同样一口井用不同方法设计结果是有差别的。那吗，到底哪种方法设计最好你呢？答案是不肯定的。这要取决于设计井的具体条件、油田的实际情况和设计人员的设计水平和经验。但是，所有这些设计方法中，最先进最合理的设计方法是AMOCO 设计法，这种方法采用了套管三轴应力强度设计，外载计算考虑了各种工况和井下条件。因为套管在井下本来就是处于三轴应力状态。所以，本讲稿主要是对三轴应力设计进行详细介绍，与套管设计相关的计算，其他设计方法在附录中介绍。一个科学合理的套管强度设计必须合理解决好三个问题，即套管强度选择及计算，套管柱有效外载计算及安全系数的确定。围绕这三个问题所进行的工作就是套管强度设计。
1.1 套管强度设计理论
1.1.1 套管API强度（单轴应力强度）
常用的固井方法
常用的固井方法
1、内管柱固井
如上图所示，把与钻柱连接好的插入头插入套管浮箍/鞋的密封插座内，然后通过钻柱注水泥进行固井作业，称为内管柱固井。内管柱固井主要用于大尺寸(16″~30″)导管或表层套管的固井，其优点为：在无大尺寸胶塞、水泥头的情况下，可对大尺寸套管进行固井；通过钻柱注水泥、顶替，可大大减少对水泥浆的污染；减小水泥浆的浪费，有效保证固井质量。
2、单级双胶塞固井
单级双胶塞套管固井是海上钻井最常用的固井方法，它是采用双套管胶塞(顶、底塞)进行固井的，其工艺流程如图所示。一般地，自升式平台或导管架上的固井使用普通套管胶塞，而浮式平台上的固井使用SSR胶塞。在使用单级双胶塞固井时，套管柱附件主要由浮鞋、浮箍、扶正器和胶塞等组成，各附件的功能在以后的章节里会讲述。
3、尾管固井
尾管固井是用钻杆将尾管送至悬挂设计深度后，通过尾管悬挂器把尾管悬挂在外层套管上，然后开始注水泥作业的固井方法。尾管悬挂器可分为机械式和液压式两种类型，我们通常使用的是液压式尾管悬挂器，其固井工艺流程如上图所示。
4、注水泥塞
要处理井漏、弃井、回填枯竭层位、侧钻和隔绝地层等作业时，就需要注水泥塞技术，平衡水泥塞是最常用的方法。注水泥塞时，首先将钻具下至注水泥塞设计深度的顶部，注水泥并替出水泥浆(要保证管内水泥面高于环空水泥塞面高度)，然后慢慢起出钻具离开水泥塞顶面，循环冲洗干净管柱，使水泥塞留在原位置如上图示。
5、挤水泥
挤水泥是用液压迫使水泥浆进入裸眼或经套管或尾管孔眼进入地层中的注水泥作业，典型挤水泥作业如上图所示。
固井技术基础
固井技术基础（量大、多图、易懂）
概述
1、固井的概念
为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。
2、固井的目的
1. 封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行；
2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回泥浆池；
3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件；
4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染；
5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件；
3、固井的步骤
1. 下套管
套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。为保证固井质量和顺利地下入套管，要做套管柱的结构设计。根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。
2. 注水泥
注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。
3. 井口安装和套管试压
下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。注平衡液等作业。
固井技术
注水泥（固井技术）
第一节. 注水泥设计和计算的基本条件和参数
1. 注水泥设计的主要条件与参数:
(1)井所在区域;
(2)海域水深, 转盘到海平面高度, 转盘到泥线高度;
(3)设计井深(测量井深和垂直井深);
(4)井眼轨迹, 造斜点, 最大井斜角;
(5)井的性质, 探井还是生产井;
(6)油气层估计深度;
(7)薄弱地层的破裂压力值, 高孔隙地层压力;
(8)井底
(9)钻井液类型及主要性能;
(10)套管资料；
(11)套管程序;
(12)其它条件；
2. 通过实验应取得的参数与资料:
(1)水泥浆类型;
(2)水泥浆密度;
(3)流变性能;
(4)自由水含量;
(5)失水量;
(6)可泵时间;
(7)稠化时间;
(8)抗压强度;
(9)混合水需要量;
(10)水泥造浆量;
(11)添加剂种类及加入量(固体添加剂为重量百分比, 液体添加剂为体积
百分比)。
第二节. 注水泥质量控制和安全措施
1. 根据注水泥设计和计算参数作出完全符合井况和钻井作业要求的固井
设计。
2. 井眼准备必须达到:
①井壁稳定、不垮塌、不漏失;
②通过循环和处理后钻井液性能稳定, 井眼畅通无阻卡;
③岩屑清除彻底;
④地层孔隙压力, 薄弱地层破裂压力准确;
⑤通过循环建立正确的循环压力。
为此,要求在完钻后彻底通井划眼, 大排量循环, 彻底清除岩屑。一般规定,大斜度井固井, 尾管固井, 在电测后至下套管(尾管)前循环通井不少于2～3次。
3. 套管程序必须符合地层情况, 同一井段不得出现两套以上的地层压力,
套管鞋一定要坐在坚硬地层。
4. 海上作业, 一般规定, 浮箍至浮鞋之间不得少于两根套管; 浮箍位于油气层底界以下不少于25米。
固井工艺技术介绍
固井工艺技术介绍
固井是一种油田工程术语，是一种在钻井完毕后进行的一种工艺技术。固井的主要目的是为了保证油井的安全生产以及生产效率的提升。固井工
艺技术主要包括固井设计、固井材料、固井操作和固井质量监控等内容。
接下来将介绍固井工艺技术的相关内容。
首先是固井设计。固井设计是固井工艺技术的第一步，也是至关重要
的一步。固井设计需要考虑井口条件、地层情况、井身结构、井口状况等
多方面因素，来确定固井的材料、技术和工艺等细节。合理的固井设计可
以确保井下油气的安全生产，提高固井的成功率。
其次是固井材料。固井材料主要包括固井水泥、固井搅拌液等。固井
水泥是固井中最关键的材料之一，它需要满足强度、粘度、密度等多种性
能要求。固井水泥主要用于封堵地层裂缝、巩固井壁等。固井搅拌液主要
用于保持井筒稳定、减少钻头抛失等。固井材料的选用要根据具体情况进
行合理选择，以确保固井质量。
再次是固井操作。固井操作是固井工艺技术的核心环节，包括固井设
备搭建、固井材料加入、固井搅拌、固井施工等过程。固井操作需要专业
的操作人员和先进的设备来完成，要注意操作规范、施工流程、安全防护
等方面。固井操作质量直接影响固井结果，必须高度重视。
最后是固井质量监控。固井质量监控是固井工艺技术的最后一环，通
过监测固井过程中的各项参数和数据，来评估固井质量是否符合要求。固
井质量监控包括实时监测、常规检测和质量评估等内容，需要及时处理发
现的问题，并采取相应的措施来保证固井质量。
总的来说，固井工艺技术是油田工程中非常重要的一个环节。通过科学合理的固井设计、选择优质的固井材料、规范操作和严格的质量监控，可以确保油井的安全生产和高效运营。希望相关从业人员能够加强对固井工艺技术的学习和实践，不断提高固井水平，为油田工程的发展做出更大的贡献。
固井简介-精品文档
通用硅酸盐水泥
主要成分包括硅酸三钙、硅酸二 钙、铝酸三钙，具有强度高、抗 渗性好等优点，适用于多种地质 条件。
外加剂
为改善水泥某些性能而加入的化 学剂，如缓凝剂、减水剂、防渗 剂等。
钻来自百度文库液与固井液
钻井液
在钻井过程中用于冷却、润滑钻头和井壁，携带岩屑，维持地层压力等作用的 流体。
固井液
在固井过程中使用的液体，具有保护和巩固井壁、封隔地层、保护油气层等作 用。
固井技术发展趋势
高性能水泥浆体系
研发具有更高强度、更低失水、 更优耐久性的水泥浆体系，满足 复杂地层和高温高压等极端条件
下的固井需求。
智能化固井技术
利用先进的传感器、数据传输和处 理技术，实现固井过程中的实时监 测、数据分析和优化决策，提高固 井质量和效率。
绿色环保固井技术
研发环保型的水泥浆体系和外加剂 ，减少对环境的影响，同时降低固 井过程中的能源消耗和碳排放。
水泥浆性能
水泥浆的密度、抗压强度、流 动度等性能对固井质量有重要 影响。
施工工艺
固井施工工艺的选择和操作对 固井质量也有很大影响，如水 泥浆顶替效率、施工压力控制
等。
05
固井工程应用案例分析
油气田固井工程应用案例
胜利油田
胜利油田是我国东部重要的油气田之一 ，其固井工程应用广泛，包括常规油气 井、深井和超深井的固井施工。通过采 用先进的固井技术和材料，胜利油田的 油气井寿命得到了显著提高。
石油钻井工程中的固井技术资料
石油钻井工程中的固井技术资料在石油钻井工程中，固井技术是至关重要的环节。固井技术的目标是通过填充固体材料来封堵井眼，确保井筒的完整性和稳定性，防止地下水和油气的交叉污染，以及阻止井壁塌陷和井筒崩塌。本文将详细介绍石油钻井工程中的固井技术资料。
一、固井技术的基本原理
固井技术的实施过程主要包括井眼准备、固井液调配、固井材料选择、固井设备准备以及固井工艺的具体操作。在进行固井前，需要进行井壁评价和蓄压测试，以确定固井的良好效果。
井眼准备阶段主要包括清洗井眼、扩大井眼、完善套管等。清洗井眼是为了去除井底的残留物，确保井眼的干净和光滑；扩大井眼是为了适应套管的下降和固井液的流动；完善套管是为了在固井过程中起到支撑井壁的作用。
固井液的调配需要根据井壁的性质选择合适的固井液配方。固井液具有支撑井壁、冷却钻头、悬浮井底碎屑、降低井壁渗透性等功能，同时还能保护油气层。常用的固井液包括泥浆、水基泥浆和油基泥浆等。
固井材料的选择旨在填充井眼，实现固井的目的。常用的固井材料包括水泥、水泥浆和填料等。其中，水泥是一种常用的固井材料，采用适当比例的水泥浆进行封堵。
固井设备准备包括钻井套管、固井钢丝绳和固井泵等。钻井套管是
为了强化井眼的完整性和稳定性，保护油气层。固井钢丝绳是为了将
固井材料输送到井底。固井泵是为了提供足够的压力，将固井材料送
入井眼。
固井工艺的具体操作包括钻井井壁处理、套管下降、固井材料注入、套管固定和养护等。在固井过程中，需要密切监控井眼的压力和固井
液的流动，确保固井效果的稳定和可靠。
二、固井技术的资料需求
固井技术
液压式悬挂器分类 DYXDYX-A型悬挂器
SYXSYX-A型悬挂器
液压式悬挂器分类 DYXDYX-C型悬挂器
SSXSSX-A型悬挂器
液压尾管悬挂器组成部件、 液压尾管悬挂器组成部件、工作原理和操作程序
良好的尾管悬挂器应具备以下性能： 良好的尾管悬挂器应具备以下性能： 下得去、挂得住、倒得开、 下得去、挂得住、倒得开、提得出 (江苏油田51/2寸挂4寸 尾管固井 ) 江苏油田51/2寸挂 寸挂4
导 管
根据用途不 同分：导管（ 同分：导管（隔 水管）、 ）、表层套 水管）、表层套 技术套管、 管、技术套管、 生产套管。 生产套管。
表层套 管
技术套管
油 层 套 管
二、1 二、1、固井工艺技术
1、一次注水泥技术 2、分级注水泥技术 3、筛管顶部注水泥技术 、 4、尾管注水泥技术 、 5、管外封隔器工艺技术 、 6、热采井地锚工艺技术 、 7、内管注水泥工艺技术 、 8、管外注水泥技术 、 9、反循环注水泥技术 、 10、延迟凝固注水泥技术 、 （主要应用在 小尺寸的内插管、套管补贴等，
最好应用超细水泥）
2、注水泥设计 、
设计依据： 井别：油井、气井、注水井、注气井、注汽井 油层压力：高压层、低压层、漏失层（地层裂缝带 ） 腐蚀性气体或液体：含H2S、CO2、高矿化度地下水 注水泥返高：长井段注水泥、水泥返至地面 注水泥选择： 水泥浆性能：高、中、低密度、缓凝、耐高温、耐 腐蚀 注水泥方式：一次注水泥、多级注水泥、套管外封 隔器注水泥（水泥充填封隔器）
固井施工技术措施
固井施工技术措施
固井施工技术措施是指在井下工程中，为了保持地层稳定，防止井筒
坍塌和漏失泥浆等情况，采取的一系列技术措施。固井施工技术的主要目
的是确保井筒的稳定和安全，保证井眼的通畅，以便顺利进行井下作业。
下面将详细介绍固井施工技术措施。
一、固井施工前的准备工作
在进行固井施工之前，首先要做好准备工作。这些准备工作包括：确
定固井设计方案、准备好所需的固井材料和设备、核对井下工作情况、清
理井眼，确保井筒通畅等。
确定固井设计方案是固井施工的第一步，固井设计方案包括井眼设计、固井材料选择、固井方法等内容。设计方案要综合考虑井下地层情况、井
筒结构、施工工艺等因素，确保固井效果符合要求。
准备好所需的固井材料和设备是固井施工的基础。固井材料主要包括
水泥、沙子、混凝土等，固井设备主要包括搅拌设备、注浆设备、固井管
道等。这些材料和设备的准备要充分，确保在固井过程中能够及时使用。
核对井下工作情况是为了了解井下地层情况和井筒结构，为固井设计
方案的制定提供依据。清理井眼是为了确保井筒通畅，避免在固井过程中
发生堵塞等情况。
1.井下地层分析
在进行固井施工之前，要对井下地层进行分析，了解地层性质、岩石
类型、地质构造等情况。这样可以帮助确定固井设计方案，选择合适的固
井材料和设备。
2.井筒清洗
在进行固井施工之前，要对井筒进行清洗，清除井眼中的杂物和粉尘，确保井筒通畅。这样可以避免在固井施工过程中发生堵塞等情况。
3.固井套管
在进行固井施工之前，要安装固井套管，用于支撑井筒和防止井筒坍塌。固井套管可以起到支撑井壁、防漏失泥浆的作用。
《现代固井技术专题》课件
详细描述
一次固井工艺通过在钻井过程中完成注水泥和顶替等工序，实现了一次性完成固 井作业的目的。这种方法可以减少钻井时间和成本，提高固井质量，并且降低了 钻井事故的风险。
二次固井工艺
总结词
二次固井工艺是wenku.baidu.com种改进的固井方法，适用于复杂井眼和地层条件。
详细描述
二次固井工艺包括两个阶段，首先是预固井阶段，将水泥浆注入到套管和井壁之间的环形空间，然后是二次固井 阶段，通过更高的压力将水泥浆注入到更深的井段，以实现更好的封隔效果。这种方法可以解决复杂地层和井眼 条件下的固井问题。
2023-2026
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现代固井技术专题
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 现代固井技术概述 • 现代固井材料与工具 • 现代固井工艺技术 • 现代固井技术应用案例 • 现代固井技术的发展趋势与展望
PART 01
现代固井技术概述
固井技术的定义与重要性
固井技术定义
固井技术是石油钻井工程中一项关键技术，主要涉及在钻井 完成后，通过一系列工艺措施，将套管和水泥浆固结在井筒 内，形成一定厚度的水泥环，以封隔油气水层、保护套管和 井口装置。
详细描述
随着油气勘探开发向深海、沙漠、极地等复 杂环境拓展，固井技术面临的环境和挑战也 越来越复杂。未来固井技术的发展需要不断 提高技术可靠性，降低成本，适应各种复杂 环境和满足高标准要求。同时，还需要加强 基础研究和技术创新，推动固井技术的持续
固井技术(油气井钻井工程中的环节)2024
固井技术（油气井钻井工程中的环节）引言：
一、固井前的准备工作
1.确定井口注入液体的类型：根据不同的井口情况和需要达到的效果，选择合适的固井液体类型。一般来说，常用的固井液体有水泥浆、聚合物浆料等。
2.准备固井液体：按照井口注入液体的类型，准备相应的固井液体。这其中包括水泥、添加剂等。
二、固井工艺的选择与设计
1.固井方式的选择：根据井眼的地质情况、井深、钻井环境等因素，选择适合的固井方式。常见的固井方式有单胶囊固井、双胶囊固井以及二级固井等。
2.固井设计：根据地层情况、井口注入液体类型以及固井目的，设计固井方案。固井设计需要考虑井深、井眼直径、地层特征等因素。
三、固井液体的注入与硬化
1.液体注入：将准备好的固井液体注入井口，注入过程需要通过压力控制保证注入效果。
2.硬化过程：固井液体在注入井口后，会发生硬化过程。这个过程将使固井液体逐渐变硬，形成固体胶体，从而形成固定的井壁。
四、固井质量的控制与评估
1.固井质量的控制：通过监测井口注入液体的压力、流量等指标，控制固井的质量。一般来说，压力和流量的变化可以体现固井质量的好坏。
2.固井质量的评估：固井完成后，通过各种方法对固井质量进行评估。例如，可以使用超声波传感器对固井质量进行检测，判断是否存在裂缝、空洞等问题。
五、固井后的后续工作
1.固井封堵：对已经固化的固井液体进行封堵处理，以保证井壁的密封性。这个过程中需要根据固井质量评估的结果，采取相应的措施。
2.固井记录与分析：对固井过程进行记录和分析，以便今后类似井口的固井作业有所借鉴。
总结：
固井工艺技术
固井工艺技术
固井是石油工业中非常重要的一项技术，它用于确保油井的安全和持续生产。固井工艺技术是指在油井中注入固井材料，将井口封闭起来，防止油井周围地层中的水、气体和其他杂质进入油井，并保持井下压力稳定。
固井工艺技术包括以下几个步骤：
首先是井壁处理。井壁处理是为了增强井壁的稳定性，防止井壁坍塌。通常会用到钻井液，在井眼壁上形成一层过滤膜，以防止井壁溶解或冻结。
其次是套管下放。套管的下放是为了保护井壁、封堵钻井液的污染物、控制油井压力和避免井失。下放套管时需要注意套管的质量控制、套管的连接、套管的封堵材料等。
然后是水泥浆的排放。水泥浆是用于固井的重要材料，它能够将井眼中的钻井液和地层中的水、气体等隔绝开来，防止它们进入油井。水泥浆排放的过程中需要注意水泥浆的搅拌均匀、注入速度、水泥浆的质量等因素。
最后是充填固井材料。固井材料一般是由水泥和其他辅助材料组成，充填固井材料的目的是封堵井口，防止地层中的水、气体和杂质进入油井。充填固井材料时需要注意充填的速度、充填的均匀性、充填的压实度等。
除了上述步骤，固井时还要考虑以下几个因素：
首先是井眼直径和套管直径的匹配。井眼直径和套管直径的匹配是为了保证套管能够顺利下放，并且与井眼形成有效的密封。
其次是固井材料的选取。固井材料的选取要根据具体的井环境和施工条件来确定，以确保固井效果的良好。
最后，固井的质量监控也是至关重要的。通过合理的监控手段，可以及时发现固井质量问题，并及时采取措施进行调整和处理。
总之，固井工艺技术对于油井的安全和持续生产非常重要。通过合理的固井工艺技术，可以保证油井的封闭性和压力稳定，防止油井周围地层中的水、气体和其他杂质进入油井，从而保障油田的正常开发和生产。
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注水泥（固井技术）
第一节. 注水泥设计和计算的基本条件和参数
1. 注水泥设计的主要条件与参数:
(1)井所在区域;
(2)海域水深, 转盘到海平面高度, 转盘到泥线高度;
(3)设计井深(测量井深和垂直井深);
(4)井眼轨迹, 造斜点, 最大井斜角;
(5)井的性质, 探井还是生产井;
(6)油气层估计深度;
(7)薄弱地层的破裂压力值, 高孔隙地层压力;
(8)井底
(9)钻井液类型及主要性能;
(10)套管资料；
(11)套管程序;
(12)其它条件；
2. 通过实验应取得的参数与资料:
(1)水泥浆类型;
(2)水泥浆密度;
(3)流变性能;
(4)自由水含量;
(5)失水量;
(6)可泵时间;
(7)稠化时间;
(8)抗压强度;
(9)混合水需要量;
(10)水泥造浆量;
(11)添加剂种类及加入量(固体添加剂为重量百分比, 液体添加剂为体积
百分比)。
第二节. 注水泥质量控制和安全措施
1. 根据注水泥设计和计算参数作出完全符合井况和钻井作业要求的固井
设计。
2. 井眼准备必须达到:
①井壁稳定、不垮塌、不漏失;
②通过循环和处理后钻井液性能稳定, 井眼畅通无阻卡;
③岩屑清除彻底;
④地层孔隙压力, 薄弱地层破裂压力准确;
⑤通过循环建立正确的循环压力。
为此,要求在完钻后彻底通井划眼, 大排量循环, 彻底清除岩屑。一般规定,大斜度井固井, 尾管固井, 在电测后至下套管(尾管)前循环通井不少于2～3次。
3. 套管程序必须符合地层情况, 同一井段不得出现两套以上的地层压力,
套管鞋一定要坐在坚硬地层。
4. 海上作业, 一般规定, 浮箍至浮鞋之间不得少于两根套管; 浮箍位于油气层底界以下不少于25米。
5. 水泥返高面必须满足产层和复杂地层的封固要求, 一般应根据目的层性质确定水泥返高面:
(1)常压油气层固井, 水泥返到油气层顶界以上至少150米;
(2)高压油气层固井, 水泥返到油气顶界以上至少300米;
(3)隔水套管、表层套管固井, 水泥必须返到泥面;
(4)技术套管固井, 水泥一般返到上层套管鞋内以上100米左右;
(5)尾管固井, 水泥返至尾管顶部。
6. 根据油田经验, 确定裸眼容积附加数, 保证产层封固要求。规定如下:
(1)隔水管套固井, 按钻头直径计算的环空容积附加数为200％;
(2)表层套管固井, 按钻头直径计算的环空容积附加数为100％;
(3)技术套管和油层套管, 按钻头直径计算的环空容积附加数为50％;
(4)尾管固井, 按钻头直径计算的环空容积附加数为30％;
(5)如果采用电测环形容积, 南海西部地区附加数取5％～10％, 渤海地区取30％左右。
7. 保证水泥浆质量:
(1)根据井温和地层液体性质选择水泥类别。如果地层液体中含有硫酸盐溶液, 必须选择高抗硫酸盐型油井水泥;
(2)根据井底静止温度,确定是否使用防止水泥强度衰退的添加剂。例如井底静止温度达110℃时会导致水泥石强度的热衰退, 因此超过110℃时的井必须在水泥中加入水泥重量的35％～40％的硅粉;
(3)根据井底循环温度选用缓凝剂和其它添加剂。井底循环温度预测不准会导致添加剂的错误选择, 以致造成水泥浆闪凝或超缓凝;
(4)重视水质检查是保证水泥浆质量的关键因素之一。例如用淡水配水泥浆, 钻井平台的钻井水应作氯根检验, 凡氯根含量超过500 PPm, 必须更换钻井水。海上用泥浆池配混合水时, 一定要将泥浆池清洗干净, 否则, 会因钻井液材料而影响水泥浆质量;
(4) 必须保证现场材料与化验用材料的性能和质量的一致性。
8. 水泥浆体系必须符合地层和施工要求。
海上固井作业常用的水泥浆体系有如下几种:
(1)普通海水水泥浆体系, 适用于无特殊要求的导管固井和作表层套管尾随水泥浆;
(2)低失水水泥浆体系, 适用于技术套管固井作尾随水泥浆;
(3)低密度、高早期强度水泥浆体系, 适用于大斜度井固井, 全面提高水泥石强度;
(4)触变水泥浆体系, 适用于漏失层固井。当触变水泥浆进入漏失层时, 前缘的流速减慢并开始形成一种胶凝结构。最后由于流动阻力增加, 漏失层被堵塞。一旦水泥浆凝固, 漏失层将被有效地封堵;
(5)延迟胶凝强度水泥浆体系, 适用于气层固井。
9. 套管注水泥, 打水泥塞或挤水泥, 都必须进行水泥浆性能试验。
10. 水泥浆主要性能必须满足地层和作业要求:
(1)水泥浆密度, 必须大于钻井液密度。在地层承受能力较大的情况下, 对
于大斜度井固井,应尽量提高水泥浆密度。
(2)根据地层渗透率和套管程序设计水泥浆失水量, 一般规定如下:
①油层井段固井, 水泥浆失水量控制在100～300毫升/30分·7兆帕;
②高压气层井段固井, 水泥浆失水量控制在20～50毫升/30分·7兆帕;
③尾管固井, 水泥浆自由水为零, 失水量控制在50毫升/30分·7兆帕以下;
④大斜度固井自由水为零, 失水量控制在100毫升/30分·7兆帕以下;
⑤挤水泥作业的水泥浆失水量依地层渗透率决定, 详见本章第四节。
(3)稠化时间, 稠化时间是由作业时间和地层性质来决定的。一般固井作业, 稠化时间等于作业时间加上1～2小时, 但对于高压气层固井, 在保证安全施工的条件下,应尽量缩短稠化时间,避免气窜。
11. 套管附件必须配套使用:
(1)为提高套管在井眼中的居中度, 必须坚持使用扶正器;
(2)为减少钻井液对水泥浆的污染, 必须使用双胶塞固井;
(3)为保证下套管安全及固井后水泥浆不回流, 必须同时使用浮箍和浮鞋。 12. 应根据钻井液类型选择和使用有效的前置液类型。前置液类型分水基型和油基型两类,
分别适用于水基钻井液和油基钻井液。前置液中一般由清洗液和隔离液组成, 可以单独使用也可以配合使用。
常用前置液是由表面活性剂、清水、海水和硅酸钠与纤维素组成的化学物; 隔离液有高粘型隔离液, 如用海泡石水化后通过重晶石调节密度的液体; 多功能隔离液, 它既可用于水基钻井液也可用于油基钻井液; 低密度水泥浆也被用作隔离液使用, 广泛用于大斜度井固井。海上前置液实例介绍如下:
实例一: 9.54米3(60桶)双功能水基前置液(Dual Spacer)
泵入程序:
①9.54米3(60桶)双功能隔离液;
②1.59米3(10桶)钻井水;
③3.18米3(20桶)化学清洗剂;
④1.59米3(10桶)钻井水。
隔离液组分: 清水4542.5升(1200加仑) + 双功能隔离液母料(Dual Spacer)272.16公斤(600磅) + 辅助剂(MIX Aid)15.14升(4加仑) + 消泡剂15.14升(4加仑) + 加重晶石调整至所需要密度。
实例二: 9.54米3(60桶)海泡石高粘型隔离液
泵入程序:
①9.54米3(60桶)海泡石隔离液;
②1.59米3(10桶)钻井水;
③3.18米3(20桶)化学清洗剂;
④1.59米3(10桶)钻井水。
隔离液组分: 海泡石408.23公斤(900磅) + 清水8176.55升(2160加仑) + 消泡剂18.93升(5加仑)。
当上述材料搅拌至出现较高粘度后加重晶石调至所需密度。
实例三: 9.54米3(60桶)双功能油基前置液
本实例的60桶双功能油基前置液是由下列材料混合搅拌, 呈现一定粘度后加重晶石调至所需密度, 材料如下:
清水 7.5米3