什么是固井
固井技术基础说课讲解
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。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
固井基础知识
决定于设计的准确性和准备工作的好坏,受多种因素的综合影响；
影响后续工程的进行； 是一项花钱多的工程；
固井工程是准备时间长（1～2周）、施工时间短（1～2小时）、费
用高（占钻井成本的15% ～ 30%）、工序多、工作量大和技术性强 的工程。
一、固井概论
占 勘 探 开 发 投 资 比 例
高投资
居中（达到环空充填材料几何特征与强度均匀）
替净（实现流体置换完全与界面耦合紧密要求）
压稳（制止地下流体沿水泥基体周界运移窜通）
稳定（特定开采环境下产层枯竭前长期耐久性）
一、固井概论
保证固井质量的重要意义
完井工程和井底完成结构是实现开发效果的基本保证，固井工程是关 键环节； 水泥环层间封隔是后期作业、开采的保证；
除此之外还发生其他二次反应，生成物中有大量的硅酸盐水化产 物及氢氧化钙等。
一、固井概论
（2）水泥凝结与硬化
水泥的硬化分为三个阶段： 溶胶期：水泥与水混合成胶体液，开始发生水化反应，水化产 物的浓度开始增加，达到饱和状态时部分水化物以胶态或微晶 体析出，形成胶溶体系。此时水泥浆仍有流动性。 凝结期：水化反应由水泥颗粒表面向内部深入，溶胶粒子及微 晶体大量增加，晶体开始互相连接，逐渐絮凝成凝胶体系。水 泥浆变稠，直到失去流动性。 硬化期：水化物形成晶体状态，互相紧密连接成一个整体，强 度增加，硬化成为水泥石。
（l）对固井质量的基本要求
– 水泥浆返高和水泥塞高度必须符合设计要求； – 注水泥井段环空内的钻井液顶替干净； – 水泥石与套管及井壁岩石胶结良好； – 水泥凝固后管外不冒油、气、水，不互窜； – 水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。
（2）在固井中常出现的固井质量问题
固井、完井与试油
未来固井、完井与试油技术的发展将更加注重多学科交叉 融合，包括地质学、物理学、化学、材料科学等领域，为 解决技术难题提供更多思路和方法。
谢谢观看
利用数字化技术，实现远程控制和智能化操作，提高试油效率。
环保试油技术
在试油过程中，注重环境保护，减少对地层和周边环境的污染。
04
固井、完井与试油的关 系
三者之间的相互影响
01
固井对完井的影响
固井是完井的基础，固井质量的好坏直接影响到完井的顺利进行。固井
的目的是封隔地层，防止地层流体互相渗透，为完井提供良好的基础。
固井的工艺流程
下套管
将套管下入井眼，并固定在预 定深度。
候凝
等待水泥浆凝固，期间需进行 加压、循环等操作，以确保水 泥浆充分凝固。
钻井准备
在钻达设计深度后，进行通井、 洗井等作业，确保井眼畅通无 阻。
注水泥浆
将水泥浆注入套管和井壁之间 的环形空间，以固定套管并封 隔地层。
起出套管
待水泥浆完全凝固后，将套管 起出井眼。
试油前的准备
包括钻井、测井等 前期工作，确保井 筒干净、无阻。
诱流
通过加压等方式， 使油、气、水层中 的流体流入井筒。
封堵
对已测试的层位进 行封堵，确保其他 层位不受影响。
试油技术的发展趋势
高压、高温、高含硫化氢等复杂油气藏的试油技术
针对复杂油气藏，发展相应的试油技术，提高测试成功率。
数字试油技术
完井技术的发展趋势
智能化完井
环保型完井
利用物联网、大数据等技术手段，实现完 井过程的智能化监测与控制，提高生产效 率和安全性。
注重环境保护，采用低毒、环保的化学剂 和材料，降低对环境的污染和破坏。
固井名词解释
］井名词解释1.固井：在井内下入一定尺寸的套管，并在井壁与套管环空注入水泥的工艺流程。
2.固井质量：固井结果满足固井目的的程度。
3.低返：环空实际水泥面未达设计深度。
4.套管程序：一口井下入的套管层数、类型、直径及深度等。
5.表层套管：用于封固上部浅气层、坍塌层和流沙层，安装井口装置及悬挂依次下入的各层套管的套管。
6.技术套管：用于封隔不同的压力层系、封隔易坍塌及漏失层等技术复杂层位的套管。
7.生产套管：为生产层建立一条牢固通道、保护井壁、满足分层开采、测试及改造作业而下入的最后一层套管。
8.尾管：用于裸眼井段，乎悬挂在上层套管上而又不延伸到井口的套管。
9.套管强度：指套管承受外载能力的总和（包括抗挤强度、抗内压强度和抗拉强度）。
10.套管柱：由不同钢级、壁厚、材质和螺纹的多根套管所连接起来下入井中的管柱。
11.前置液：为提高水泥浆顶替钻井液的效率，在钻井液与水泥浆之间注入的一段“液体”。
12.注水泥：通过专用设备将一定密度的水泥浆注到井内的过程。
13.压胶塞：当注入的水泥浆数量达到设计要求时，将胶塞压入井内的过程。
14.替钻井液：用顶替液推动胶塞，将套管内的水泥浆替到套管外的环形空间的过程。
15.碰压：当顶替液量达到套管串浮箍以上的容积时，胶塞座在浮箍上，使套管内压力突然升高的现象。
16.套管试压：为了验证套管串的密封情况而进行的压力试验。
17.敞压候凝：试压结束后，将管内的压力释放掉，等待水泥浆凝结的过程。
18.顶替量：常规套管固井时浮箍以上套管串的内容积。
19.水泥返深：环空水泥面在井下的深度。
20.分级箍：在分级注水泥时，装在套管预定位置具有开启和关闭功能的特殊接箍。
21.浮箍：用于控制胶塞的下行位置并防止水泥浆倒流的装置。
22.浮鞋：引导套管柱顺利入井，减少下入阻力并防止钻井液倒流的装置。
23.尾管悬挂器：用来将尾管悬挂在上一层套管底部并进行注水泥的特殊工具。
24.水泥伞：装在套管下部防止水泥浆下沉的伞状物。
固井原理及过程范文
固井原理及过程范文固井是一种在钻井过程中使用水泥浆填充井眼周围的空隙的技术。
固井的主要目的是确保井壁的完整性和稳定性，并防止地下水、气体或含油层的污染。
它还可以提供井身和钻杆之间的支撑和保护，以防止受碎屑或压力的影响。
固井原理可以简单地概括为以下四个步骤：1.井眼的准备：在钻井过程中，钻头钻入地下岩石层并形成井眼。
钻井液会不断地循环，保持井眼的稳定和清洁。
一旦到达目标深度，就需要做好准备来进行固井的下一步。
2.水泥浆搅拌：在进行固井之前，需要将水泥和其他一些添加剂混合成水泥浆。
这种浆料必须具有一定的流动性，以便能够在井眼中完全填满并能够进入每一个细小的空隙。
3.水泥浆注入：一旦水泥浆制备好，就可以通过特殊的泥浆泵将其注入井眼。
注入过程通常从靠近钻井平台的地方开始，然后往井底方向推进，以确保整个井眼被水泥浆填满。
注入时需要控制注入速度和压力，以便水泥浆能够均匀地分布在井眼周围。
4.固井质量控制：一旦水泥浆完全填满井眼并到达设计深度，就需要进行固井质量控制。
这包括检查井壁的完整性和稳定性，以确保固井过程没有产生问题。
通常会用测井工具测量井眼的尺寸和形状，以确保水泥浆均匀分布并没有任何漏洞。
固井也可以分为不同的类型，根据井眼周围的情况和井的具体要求来确定。
1.表面固井：用于浅井或不需要承受高压力的井，如水井或地源热泵井。
表面固井主要是为了维持井眼的完整性，防止地下水或其他物质的渗透。
2.中间固井：用于承受中等压力和温度的井，如油气开采井。
在中间固井中，水泥浆需要具备一定的强度和耐用性，以应对油气压力和温度的变化。
3.高压固井：用于深井或要承受高压力和高温的井，如深海钻井。
这种固井需要使用特殊添加剂和材料，以确保井眼的完整性和耐用性。
总之，固井是钻井过程中非常重要的一步，它确保了井眼的完整性和稳定性，并保护了地下水资源、气体资源和含油层的安全。
在固井过程中，对水泥浆的制备和注入要求非常严格，并需要进行质量控制以确保固井的成功。
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。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
固井基础讲解
3、固井工程的特殊性 ➢是一次性工程,如果质量不好,一般情况下难以补救; ➢ 是隐蔽性工程,主要流程在井下,施工时不能直接观察, 质量控制往往决定于设计的准确性和准备工作的好坏, 受多种因素的综合影响;
➢ 影响后续工程的进行; ➢ 是一项花钱多的工程; ➢ 施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程。
• 地面高压管汇 • 地面低压管线
• 井下分隔器
➢ 水泥承留器 ➢ RTTS分隔器 ➢ 桥塞
• 常用固井附件包括： 浮箍、浮鞋、扶正器、胶塞
刚性
弹性
固井材料 ➢ 水泥 ➢ 添加剂
水泥
目前国内外使用的油井水泥主要是硅酸盐水泥， 主要成分为水硬性硅酸钙。
根据不同井况的需要，API水泥分A至H八个级别。 此外还根据水泥抗硫酸盐能力进行分类，分为普通 型(O)、中抗硫型(MSR)和高抗硫型(HSR) 水泥分类：
固井基础知识介绍
固井工程基础介绍
固井工程基础介绍
➢固井概述 ➢固井工艺 ➢固井设备及工具 ➢固井材料
一、概述
1. 固井概念及常规作业程序 2. 固井的目的 3. 固井工程的特殊性 4. 固井质量评价
1、固井概念
狭义：向井内下入套管，并向井 眼和套管之间的环形空间注入 水泥的施工作业称之为固井。
• 固井泵车（撬）
• 批混车
• 灰罐车
固井工具
• 水泥头 • 循环头 • 地面高压管汇 • 地面低压管线 • 井下分隔器 • 固井附件
• 水泥头
套管水泥头（双塞）示意图 1－顶盖；2－密封圈；3－本体；4－释 放挡销；5－释放指示销；6－套管联接 短节
• 循环头
当套/尾管下入中途或下入套/尾管过 程中遇阻时，将循环头下端的套管扣或 分体短节连接于套管顶部，循环头上端 的接头连接于钻台至泥浆泵的管线上， 建立泥浆循环。
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、气与水层,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,控制井口喷与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,就是一次性下入的管材,没有加厚部分,长度没有严格规定。
为保证固井质量与顺利地下入套管,要做套管柱的结构设计。
根据用途、地层预测压力与套管下入深度设计套管的强度,确定套管的使用壁厚,钢级与丝扣类型。
2、注水泥注水泥就是套管下入井后的关键工序,其作用就是将套管与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、井口安装与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与油层套管的重量,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。
套管头还就是防喷器、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。
4、检查固井质量安装好套管头与接好防喷器及防喷管线后,要做套管头密封的耐压力检查,与与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验,钻穿套管鞋2~3米后(技术套管)要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验,用声波探测水泥环与套管与井壁的胶结情况。
固井质量的全部指标合格后,才能进入到下一个作业程序。
固井
14
三、影响固井质量的因素
井眼 套管 水泥浆
钻井液
（a） （a）套管不动
（b）
（c） （c）钻井液将被替完
15
旋转套管提高顶替效率示意图
（b）套管开始转动
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
8. 电测数据：
电测数据的精确度直接影响到固井设计、水 泥化验、固井准备等的质量。 电测数据偏差大，将误导固井施工，导致固 井质量问题。
s
Rr
100 %
30
三、影响固井质量的因素
井径电测不准，导致：
水泥浆量设计偏差，水泥浆返高不合格
扶正器加放设计偏差，套管不居中
井底电测温度不准，导致设计的实验温度：
12
三、影响固井质量的因素
用公式来表达顶替效率：
Vc 100 % V
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。
13
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；
合理加放扶正器，提高套管居中度；
越低，顶替效率越高。
要得到较高的顶替效率，通常要求居中度必须
s
Rr
100 %
达到67％以上。
16
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
固井技术基础（量大、多图、易懂）
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。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
固井总结汇报
固井总结汇报固井是指在石油或天然气开采过程中，使用特殊的工艺和材料，将井眼和地层固定在一起，以保证井眼的稳定和地层的密封。
固井是石油工程中非常重要的环节，对于确保油气井的安全、高效开采至关重要。
本文将围绕固井的原理、常见技术、操作步骤以及存在的问题和改进方法等方面展开讨论。
首先，固井的原理是利用水泥浆、固井剂等材料填充到井眼和地层间的空隙中，形成一个坚固的固化体，将井眼和地层牢牢固定在一起。
通过固井操作，可以确保井壁的稳定，防止地层裂缝的产生以及油气外溢的风险。
常见的固井技术包括表面固井、封盖固井、固井水帘、脱水固井等。
表面固井是针对井口周围地层环境复杂的情况，通过将水泥浆注入井口，形成一层密封层，以防止油气泄漏。
封盖固井是针对地下水资源保护的需要，通过注入导轨胶浆或其他胶凝材料，形成一层密封层，以阻止地层水的渗透。
固井水帘是通过在井眼周围形成一层水的帷幕，以降低井眼周围的温度，保护井壁。
脱水固井是利用高渗透性水泥砂浆，将井壁周围的地层水分排除，增加固井浆体的密实性。
固井的操作步骤一般包括井口准备、固井液配制、固井液处理和固井浆体搅拌、注入井筒、固井浆体凝固和固井质量检测等。
在井口准备阶段，需要对井口和井眼进行清理和涂覆，以确保固井液的质量。
在固井液配制阶段，需要按照配方比例将水泥和其他添加剂充分混合。
固井液处理阶段，需要对固井液进行过滤处理，以去除杂质和固井液中的不溶性物质。
固井浆体搅拌阶段，是将固井液注入搅拌器中充分搅拌，使其达到均匀稠度。
注入井筒阶段，需要将固井浆体注入井筒顶部，并通过管道注入到井眼和地层中。
固井浆体凝固阶段，是指固井浆体充分凝固并形成固化体。
固井质量检测阶段，对固井后的质量进行检测和评估。
然而，在固井过程中可能会遇到一些问题，如井眼泥浆失控、固井浆体凝固不良、井壁破裂等。
这些问题可能导致井眼的塌陷、油气外溢等危险情况的发生。
为了解决这些问题，可以采取一些改进措施，如合理调整固井液的配方、增加固井液的密度、加强井壁强度等。
固井简介-精品文档
汇报人： 2023-12-15
目录
• 固井概述 • 固井材料与设备 • 固井工艺与技术 • 固井质量评价与检测方法 • 固井工程应用案例分析 • 未来发展趋势与挑战
01
固井概述
定义与作用
定义
固井是指通过水泥浆的注入，将套管 和井壁之间的环形空间固定，以防止 井壁坍塌、油气水窜槽等问题，从而 确保油气开采的安全和稳定。
常规固井设备
包括固井水泥车、混浆泵 、压塞泵等，用于实现固 井过程中的混合、泵送和 压塞等操作。
特殊固井工艺
防气窜固井
采用特殊的水泥浆体系和 施工方法，防止气体在固 井过程中上窜或下窜。
防漏失固井
采用低失水、高强度、防 漏的水泥浆体系，防止水 泥浆漏失。
防腐蚀固井
采用具有防腐性能的水泥 浆体系和外加剂，防止对 套管和水泥环的腐蚀。
固井设备与工具
固井设备
包括水泥车、压风机、搅拌器等，用于输送、搅拌和泵送水 泥浆。
固井工具
如套管鞋、扶正器、胶塞等，用于确保套管居中、提高固井 质量等。
03
固井工艺与技术
常规固井工艺
01
02
03
常规水泥浆体系
包括硅酸盐水泥、铝酸盐 水泥、硫铝酸盐水泥等， 适用于不同地层和井深。
常规固井方法
包括一次性固井、分级固 井、尾管固井等，根据井 况和工程要求选择合适的 方法。
安全管理
固井作业属于高危行业，安全管理是固井作业的重要环节，需要加 强安全管理和培训，提高员工的安全意识和技能水平。
复杂地层
复杂地层是固井作业的难点之一，如高应力地层、破碎地层等，需 要加强地层研究和对策制定，提高固井质量和效果。
THANKS
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。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
第9章 固井
第九章固井固井是油气井在建井过程中的重要环节，通俗地讲，固井就是在所钻出的新井眼中，下入部分或全部长度的套管柱，并在井壁和套管的环形空间里注上水泥浆的施工过程。
固井包括两大部分下套管和注水泥。
长期的钻井实践告诉我们，钻井对固井的要求是：㈠固井质量不仅影响能否继续钻井，还影响以后能否顺利地生产，油井的寿命，以及油气藏的采收率，因此，为提高固井质量，套管强度满足长期生产和作业要求。
㈡固井需要消耗大量的钢管和水泥，生产中固井费用约占总成本的10～25%，故应在保证固井质量的前提下，尽可能地节约材料，降低成本。
㈢固井施工时间短，工作量大，现均称之为“一锤子买卖”，因此，应在做到优质，低成本的情况下，精心设计，精心施工。
第一节套管柱的设计一、概述套管柱设计的总原则是：既经济又安全。
要绝对做到很不容易。
这是因为油气井在钻井过程中要下入多层套管，不同套管的目的不一样，其所受的外载也就不同，套管设计的侧重点和方法也要相应的发生变化。
同时，不同类型的井，不同地区的井，同地区井的状况不同，情况也不一样，这就决定设计的多样化。
设计过程中尽管方法有多种，但基本原则是相似的，本章我们介绍API的常规设计法。
目前套管柱设计普遍采用的是系安全系数法，意思是根据套管柱在井下的工作条件，按一定的安全系数与套管强度之间建立一个平衡关系，通式如下：外载×安全系数≤套管强度根据上面的关系式，先确定各层套管各处的外载，选择套管，选择时考虑套管强度即最小屈服强度，而不是极限强度。
二、套管柱的外载分析和套管强度套管柱的生命经历三个不同时期：套管柱入井、注水泥和以后生产。
不同时期，套管柱受力不同，不同地层、地质条件下，受力也不同。
下套管时有动载，酸化压裂时套管内压力大于正常采纳时内压力。
这说明套管柱受力是复杂的。
但影响套管柱设计的基本载荷是轴向拉力、外挤压力和内压力。
㈠轴向拉力及套管抗拉强度1、轴向轴向拉力是套管柱自身重力产生的，在一些条件下还应考虑附加拉力。
什么是固井
什么是固井一、固井：在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管，并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。
二、井身结构包括以下几方面的内容：所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸（钻头尺寸）、各层套管的水泥反高等。
三、设计井深的主要依据：地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。
四、套管的类型：⒈导管；⒉表层套管；⒊技术套管；⒋生产套管；⒌尾管。
五、井深结构设计的原则：①能有效的保护油气层，使油气层不受钻井液的损害；②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短；③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂；④下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不至于造成卡阻套管。
六、套管柱的受力：轴向压力、外挤压力和内压力。
七、套管柱的附件：⒈引鞋（套管鞋、浮鞋）；⒉回压法；⒊套管扶正器；⒋磁性定位套管；⒌联顶节。
八、水泥熟料主要成分：①硅酸三钙（C3S）；②硅酸二钙（C2S）；③铝酸三钙（C3A）；④铁铝酸四钙（C4AF）。
九、水化作用：油井水泥与水混合后，水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映，某些水化产物还能发生二次反映。
十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段：①胶溶期；②凝结期；③硬化期。
十一、稠化时间：指油井水泥浆在规定压力和温度条件下，从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。
十二、稠度：水合水泥混合后会逐渐变稠，变稠的速率。
十三、注水泥的设备：水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。
十四、碰压：胶塞被推至浮箍时，泵压突然升高。
十五、注水泥主要工序包括：循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。
十六、提高泥浆的顶替效率：⒈紊流顶替；⒉打前置液；⒊活动套管；⒋调整完井液和水泥浆的性能；⒌使用扶正器。
十七、引起油、气、水窜的原因：水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因，井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。
固井讲义
固井工艺第一章前言一、固井概念及固井工程的特点在一口井的井眼和套管之间注入水泥的过程称为固井。
固井的主要目的是封堵环形空间，环形空间中的水泥环阻止了地层流体的流动，并达到地层之间相互隔离的目的。
固井工程的特点：（1）固井作业是一次性工程，如质量不好一般难以补救，即使采用挤水泥的方法补救，却耗时、耗物，造成不必要的经济损失。
（2）固井作业是一项系统工程、隐蔽工程，涉及的学科多、内容多，且主要流程在井下，施工时未知因素较多，有一定风险。
（3）固井质量直接影响油气田安全合理开发或后继钻井的正常进行。
（4）固井工程是一项时间短，费用高，工序内容多，工作量大和技术性强的工程。
固井工程的主要内容为下套管和注水泥两大部分。
下面着重介绍注水泥工艺。
二、油气井注水泥的目的和注水泥质量的基本要求1、油气井注水泥的目的套管注水泥、尾管注水泥、挤水泥和打水泥塞等注水泥作业，其目的和要求完全不同，但究其基本要求有以下三方面：一是如何使环形空间完全充满水泥浆；二是如何使水泥浆在注替和凝结过程中压稳油、气、水层，不产生井漏，并封隔好油、气、水层；三是保护生产管柱（各类型套管柱）。
注水泥可分为以下两类，即正常注水泥(称为一213次注水泥)和补救注水泥(称为二次注水泥)。
对于钻井工程来讲，主要涉及一次注水泥，注水泥的目的主要有以下几方面：（1）封隔油、气、水层，阻止地层间流体相互窜流，保护生产层；（2）封隔严重漏失层或其它坍塌等复杂地层；（3）支撑套管和防止地下流体对套管的腐蚀。
2、注水泥质量的基本要求根据注水泥封隔油、气、水层，保护生产层和加固井壁的主要目的，注水泥质量的基本要求如下：（1）水泥浆返高和套管内水泥塞高度必须符合地质和工程设计要求，过高和过低都是不允许的；（2）注水泥段环形空间的钻井液应全部被水泥浆顶替干净，即在封固井段无钻井液窜槽存在；（3）水泥环与套管和井壁间有足够的胶结强度，能经受住酸化压裂等增产措施；（4）水泥石应具有良好的密封性能和低渗透性能，能较好地防止油、气、水窜及油气水的长期侵蚀和破坏。
固井基础知识
第二部分固井基础知识第一章基本概念1、什么叫固井？固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆，把套管与井壁紧固起来的工作。
2、什么叫挤水泥？是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。
3、固井后套管试压的标准是什么？5英寸、51/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过?0.5MPa，7英寸，95/8英寸分别为10MPa和8MPa，30分钟不超过0.5MPa；103/4—133/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0.5MPa。
4、什么叫调整井？为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井。
5、什么叫开发井？亦属于生产井的一种，是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。
6、什么叫探井？在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。
7、简述大庆油田有多少种不同井别的井？有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。
8、什么叫表外储层？是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层）。
包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。
9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？固井质量要求，调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米）。
10、调整井（小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井（小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？调整井按质量标准井斜不大于3度。
探井按质量标准井斜不大于5度。
11、调整井（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？调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、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？（1）常规固井（2）双密度固井（变密度固井）（3）双级注固井（4）低密度固井（5）尾管固井13、目前大庆油田形成几套固井工艺？（1）多压力层系调整井固井工艺技术。
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什么是固井
一、固井：在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管，并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。
二、井身结构包括以下几方面的内容：所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸（钻头尺寸）、各层套管的水泥反高等。
三、设计井深的主要依据：地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。
四、套管的类型：⒈导管；⒉表层套管；⒊技术套管；⒋生产套管；⒌尾管。
五、井深结构设计的原则：①能有效的保护油气层，使油气层不受钻井液的损害；②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短；③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂；④下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不至于造成卡阻套管。
六、套管柱的受力：轴向压力、外挤压力和内压力。
七、套管柱的附件：⒈引鞋（套管鞋、浮鞋）；⒉回压法；⒊套管扶正器；⒋磁性定位套管；
⒌联顶节。
八、水泥熟料主要成分：①硅酸三钙（C3S）；②硅酸二钙（C2S）；③铝酸三钙（C3A）；④铁铝酸四钙（C4AF）。
九、水化作用：油井水泥与水混合后，水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映，某些水化产物还能发生二次反映。
十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段：①胶溶期；②凝结期；③硬化期。
十一、稠化时间：指油井水泥浆在规定压力和温度条件下，从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。
十二、稠度：水合水泥混合后会逐渐变稠，变稠的速率。
十三、注水泥的设备：水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。
十四、碰压：胶塞被推至浮箍时，泵压突然升高。
十五、注水泥主要工序包括：循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。
十六、提高泥浆的顶替效率：⒈紊流顶替；⒉打前置液；⒊活动套管；⒋调整完井液和水泥浆的性能；⒌使用扶正器。
十七、引起油、气、水窜的原因：水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因，井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。
十八、水泥浆失重：指水泥浆柱在凝固过程中对其下部或地层作用的压力逐渐减小的现象。
十九、防止油、气、水窜的措施：①采用两用水泥；②分级注水泥；③减小水泥浆返高；④环空憋压候凝；⑤使用特种水泥。
二十、特殊固井技术：习惯上把除了常规一次注水泥技术方法。
二十一、特殊固井技术的种类：⑴、内管注水泥；⑵、尾管固井工艺；⑶、分级注水泥技术。
二十二、完井：指从打开生产层到把井交付给采油生产期间的全部生产过程。
二十三、完井包括：打开生产层、下油层套管固井、射孔到试采的全部工艺过程。
二十四、井下复杂情况：钻井作业过程中，由于钻井液的类型与性能选择不当及井身质量较差等原因造成井下钻具的遇阻遇卡、钻进时严重憋跳钻、井漏、井喷等现象，不能维持钻进与其他钻井作业正常进行。
二十五、钻井事故：由于检查不周到，违章操作，处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意而造成的钻具折断、顿钻及井喷失火等恶果。
二十六、井漏：指油气钻井工程作业中，钻井液或水泥浆漏入地层孔隙空间的现象。
二十七、井漏的表现形式：地面泥浆罐液面下降，或井口钻井液返出，或井口钻井液返出量小于钻井液排量。
二十八、井漏产生的基本条件：一是地层中存在能使钻井液流动的漏失通道；二是井筒与地层之间存在能使钻井液在漏失通道中发生流动的正压差。
二十九、井漏产生的原因：在钻井作业过程中采用措施不当，钻井液密度过高、下钻速度过快、在易漏层开泵过猛，都会使地层原本不会产生井漏的漏失通道的开口尺寸扩张、互相连通而发生井漏，或使原本无漏失通道的地层压裂而引发井漏。
三十、井漏的分类：按漏速分：微漏，漏速≦5m?／h；小漏，5－15；中漏，15－30；大漏，30－60；严重漏失，≧60。
按漏失通道形状分类：孔隙性漏失、裂缝性漏失、孔隙－漏缝性漏失、溶洞性漏失。
按井漏原因分类：压差性漏失、诱导性漏失、压裂性漏失。
三十一、井漏的预防：⒈设计合理的井身结构；⒉确定合理钻井液性能；⒊合适的钻井工程措施；⒋先期堵漏。
三十二、处理井漏的常规方法与措施：⑴、调整钻井液性能与钻井工程措施；⑵、强行钻进与随钻堵漏；⑶、桥浆堵漏和水泥浆堵漏；
三十三、卡钻：在钻井过程中，常因地层条件复杂、钻井液性能不好、技术措施不当及设备故障等原因，使钻具陷在井内产生不能自由活动的现象。
三十四卡钻的种类：⒈粘吸卡钻、⒉泥包卡钻、⒊井壁坍塌卡钻；⒋沙桥卡钻；⒌沉沙卡钻；
⒍缩颈卡钻；⒎键槽卡钻；⒏落物卡钻；⒐干钻卡钻。
三十五卡钻事故的处理方法：一通：保持水眼畅通，恢复钻井液循环。
二动：活动钻具，上下提拉或扭转，以提拉为主。
三泡：注入解卡剂，对卡钻部位进行浸泡。
四震：使用震击器。
五倒：套铣，倒扣。
六钻：在鱼顶以上进行侧钻。
三十六、卡钻事故的处理方法的种类：⒈浴井解卡法；⒉震击器解卡法；⒊倒扣、套铣和切割解卡法；⒋爆炸倒扣解卡法；⒌侧钻解卡法。
三十七、钻井事故：指钻杆、钻铤及其他入井工具和辅助工具在井下发生的各种事故。
三十八、落物事故：指物体落入井内妨碍钻进，需要停钻进行专门处理的事故。
三十九、常见的钻具事故：⒈钻具折断；⒉脱口；⒊划扣。
四十、钻具事故的处理：⒈卡瓦打捞筒；⒉卡瓦打捞矛；⒊公锥、母锥打捞；⒋辅助打捞工具。
四十一、落物事故的工具：⒈磁铁打捞器；⒉返循环打捞篮；⒊随钻打捞杯；⒋一把抓；⒌磨鞋
四十二、HSE管理体系：健康、安全与环境管理体系，HSE MS (Health , Safety and Environment Management System )。
四十三、PDCA循环模式：计划（Plan）、实施（Do）、检查（Check）、改进（Act）。
四十四、戴明模式的基本指导思想包括：①一切为了用户；②体系化综合管理；③一切用数据说话；④预防为主；⑤全体参与。
四十五、HSE管理体系的基本要素：⒈领导和承诺；⒉组织机构、资源和文件；⒊方针和目标；⒋规划；⒌评价和风险管理；⒍实施和监测；⒎评审和审核；⒏纠正与改进。
四十六、钻井工程设计的基本内容：⒈地质设计；⒉工程设计；⒊施工进度计划；⒋费用预算。
四十七、钻井工程设计必须以地质设计为依据：要求：⒈钻井工程设计要有利于取全、取准各项地质工程资料；⒉有利于发现油气层、保护油气层，充分发挥每个产层的生产能力；⒊要保证油气井井眼轨迹符合勘探开发的要求；⒋油水井的完井质量满足油田各种作业的要求，保证油气井长期开采的需要；⒌要充分体现采用本地区和国内外钻井先进技术，保证安全、
优质、快速钻井，实现最佳的技术经济效益。
四十八、设计的钻井液密度附加值，油井为1.3－3.5MPa，气井为3.0－5.0 MPa。
四十九、钻柱设计包括钻柱尺寸设计选择和强度设计两方面内容。
五十、在设计中，一般遵循两个原则：⒈满足强度要求，保证钻柱安全工作；⒉尽量减轻整个钻柱的重力，以便在现有的抗负荷能力下钻更深的井。
五十一、安全系数的规定：抗外挤安全系数（Sc）=1.0；抗内压安全系数（Si）=1.1；套管抗拉安全系数（ST）=1.8.
五十二、等安全系数法实质是在设计出的套管柱各个危险截面的各段的最小安全系数法等于（或大于）所规定的某个安全系数，以达到既安全又经济的原则。