振动胶塞固井技术在JF1-8-4井的应用
振动固井技术
振动固井技术内容摘要：振动固井是在下套管、注灰、顶替和候凝的过程中，采用机械振动、液压或空气脉冲、水力冲击等手段，产生振动波作用于套管、钻井液和固井液来提高固井质量的一项新技术。
实践证明，振动可以提高水泥石强度，,提高顶替效率，消除水泥中的气泡，形成完好的水泥环，还可以缩短候凝的时间，防止固井后的油、气、水混窜，有利于提高一、二界面的胶结强度。
关键词：振动固井固井质量脉冲式谐振器一、概述国外在60年代就开始这方面的研究工作,主要以前苏联和美国为代表。
前苏联已有5个油田近百口井成功地使用了这项技术,有效地提高了固井质量,获得明显的经济效益。
国内在这一领域开始进行系统研究,1992年大庆钻井研究所对振动固井技术进行探索性研究,1994年大庆钻井技术服务公司与大庆石油学院合作,研究并设计了一种水力脉冲振动套管鞋。
从室内试验和现场试验结果看,它的振动作用是比较明显的,但还没有真正应用到现场。
1998年辽河油田钻井二公司和航天工业总公司606研究所电子仪器厂协作研制成功了井下水力脉冲振动发生器,并进行了17口井的现场试验,合格率为100%,优质率为94%,取得良好效果。
动态振动固井是在常规振动固井技术的基础上进行的改进，动态振动式相对于传统固定位置条件下的振动而言的，是指振动器一边在套管中自上而下运动，一边在套管中振动，并在一定范围内传动振动波。
固井施工过程中，在注水泥，顶替和候凝时，采用自发振动的激振器让振动波对套管，钻井液和水泥浆产生作用，提高固井质量。
通过激振器在全井阶段中的运动，实现整个套管柱的阻尼共振效应，全面激活界面、钻井液和水泥浆，改善流体流动性，提高顶替效率、水泥石强度和界面胶结质量，防止活跃地层流体侵入环空，从而达到提高固井质量的目的。
二、振动固井技术1、振动对固井质量的作用振动能提高水泥石强度：前苏联乌发石油研究院科技人员通过室内试验,证实了这样一种结论,即对水泥浆建立振动场,不论振动场强或弱,均可提高水泥石的强度。
国内首创新配方胶筒可节约生产成本
周末，他们还 “ 赖”在单位继续研究 。技术人员
从解析胶筒发生涨大、气泡的原因开始，不断进
行摸索，一共研 发形成 了１ ６ 类２ ０ ０ 多组新型胶筒 配方，然后将这些不同种类的胶筒标准试片置于 高温高压反应釜 中。根据反应釜内胶筒试片的形 变量，通过模拟地下施工条件评价其耐高温、耐 高压和耐气浸性能，最后筛选出一种最优 良的橡 胶配方进行现场试验。
支座 ，并已成功安装到位于山东潍坊的我国最高
隔震建 筑上 。
内现有胶筒在气井高温高压气体浸入条件下会发 生涨大、起泡 、龟裂等现象，导致封隔器等井下 工 具膨 胀扩径 、失效，而 国外胶 筒价格又非 常 贵，施 工成本过高，这两种情况严重制约了徐 深
气 田深 层增 产改 造前 进 的步伐 。 其 实不 止大 庆油 田，在 国 内，无论 是 长庆 油
比，节 约成 本２ ０ ０ 万元 。
《 中 国橡 胶 网 》
时代新材 成功研 制 出橡 胶隔震支
座
从株洲 时代新 材料科 技股份 有限公司 了解
到 ， 该 公 司成 功 研 制 出可抗 ８ 级 地 震 的 橡 胶 隔 震
技术人员 张晓川告 诉记者 ，徐深气 田埋藏
深 、温度 高 ，含腐 蚀 性气 体 ，井底 工 况 恶劣 。国
经过一年多的刻苦攻关，２ Ｏ １ ３ 年１ １ 月 ， 该
回收 的两 种最常用方法 （ 即焚烧和橡胶磨 屑 回 收 ），二氧化碳 （ ｃ ０ 。 ）排放量大幅减少。 根据美国橡胶制造商协会 （ Ｒ Ｍ Ａ ）的数据，
在 美 国大 约 ４ ５ ％ 的废 轮胎 是 通 过 焚烧 法 处 置 ， 约
新型涡轮式井下径向振动固井装置的研究与应用
新型涡轮式井下径向振动固井装置的研究与应用随着石油勘探开发领域的不断发展，井下固井技术日益成熟，其中涡轮式井下径向振动固井装置因其独特的工作原理和优势在实际应用中得到了广泛的研究与应用。
本文将对新型涡轮式井下径向振动固井装置进行研究与应用的情况作详细阐述。
1.新型涡轮式井下径向振动固井装置的工作原理涡轮式井下径向振动固井装置利用高速旋转的涡轮叶片产生的离心力将固井液中的固相颗粒分离出来，然后通过径向振动的力作用将固相颗粒固定在井壁上，从而实现井壁的固化。
2.新型涡轮式井下径向振动固井装置的优势（1）高效性：新型涡轮式井下径向振动固井装置采用高速旋转的涡轮叶片，使得固井液中的固相颗粒能够快速分离和固化，提高了固井作业的效率。
（2）节能环保：由于新型涡轮式井下径向振动固井装置采用涡轮叶片的旋转而非振动方式，减少了能源的消耗和噪音的产生，对环境的影响较小。
（3）高质量固井：新型涡轮式井下径向振动固井装置能够将固相颗粒牢固地固定在井壁上，提高了固井的质量和可靠性。
3.新型涡轮式井下径向振动固井装置的应用研究（1）固井液配方优化：通过研究和改进固井液的组分和配方，使其具有更好的分离性和固结性，提高固井质量。
（2）涡轮叶片材料的研究：涡轮叶片作为涡轮式井下径向振动固井装置的核心部件，其材料的选择和研究对于提高装置的耐用性和性能至关重要。
（3）装置结构的改进：通过改进涡轮叶片的数量、形状和旋转速度等参数，提高涡轮式井下径向振动固井装置的分离效果和固化效果。
（4）现场试验和实际应用：通过在实际勘探开发现场进行试验和应用的方式，验证新型涡轮式井下径向振动固井装置的性能和效果，并进行优化改进。
4.新型涡轮式井下径向振动固井装置的应用前景新型涡轮式井下径向振动固井装置具有高效性、节能环保和高质量固井的优势，未来在石油勘探开发领域具有广阔的应用前景。
随着井下固井技术的不断发展和完善，涡轮式井下径向振动固井装置有望成为井下固井技术的新趋势，为油田开发提供更好的技术支持。
新型井口脉冲振动固井装置的研制与应用
井 口脉 冲振 动 固井装置 的研 制
所谓井 口脉冲振动 固井 ，是在注水泥作业完成 以后 ，在井 口对候凝 的水泥浆施加压力脉冲 ，使环
、
二界面的胶结质量 ，防止固井后环空气窜。 目
￥ 基金项 目：国家 自然科学 基金重点项 目 （ 准号 ： ０ ２４ ３ ） 及教育部 “ 批 ５０ ３０ ０ 长江学者和创新团队发展计划” 项 目 （ ＇４ １ 。 Ｉ Ｉ １ ） ＲＩ ）
动 ，来改善水泥浆流变及其它性能 ，达到提高水泥
浆顶替效率之 目的，已在 ５ 个油 田上百 口井中进行 了井下脉冲振动固井现场试验 Ｊ 。 ２ Ｏ世纪 ９ 年代末 ，美 国 Ｊ ａｅ ａ ０ Ｈ ｂｒ ｎ等人提 Ｐ ｍ 出顶部水 泥浆 脉冲振 动 固井技术 （ ｏ ｅ ｅｔ ｇ Ｔ ｐＣｍ ｎ ｎ ｉ
口脉冲振动 固井装置。２０ ０ ３年 ６月 以来 ，经 过 ｌ ０ 多 口井的现场应用 ，取得了很好 的效果 。
Ｐ ｌ ｔｎ ， ｕ ａｏ ） 注水 泥结 束后 ，通 过井 口向环空 水泥 ｓｉ 浆实施脉冲振动 ，以提高水泥浆胶结后的抗压强度
和消除水泥浆在凝固过程 中胶凝失重 ，改善水泥浆
图 １ 井 口脉 冲 振 动发 生 器 原 理 图
现水泥浆小颗粒填充部分空隙，消除水泥浆中的气 泡 ，密度变得均匀 ，提高水泥浆凝固的密实性。
（ ）提高水泥石强度。室 内实验证明 ，脉 冲 ２ 振动后 ，水 泥 浆凝 固后 的胶 结强 度 提 高 １％ 一 ５ ２％ ， ０ 抗压强度可 以提高 １％ 一 ０ ，有利于提 ８ ２％ 高两界面的水泥石胶结质量。 （ ）破坏水 泥浆的胶凝结构 ，防止水泥浆 失 ３ 重 。在水泥浆水化过程中，由于水泥浆颗粒之间的 引力作用和胶凝作用 ，水泥浆会 形成一定 的静切
井下低频水力振动固井装置研究及其应用
固井工程中的油气水窜是常见的固井问题，我们通常使 用CBL测井评价，也有应用VBL评价的第一第二胶结面质
量。通常，SBT才能较为准确地评价出小的窜槽。
Channeling in SBT chart
存在众多的影响固井质量因素……
Fig. 1 套管不居中问题
Fig. 2 井径不规则
Fig.3 高压水气窜问题
Innovative design and test: No risk even tool failure occurred Dowhole Hydraulic Driving type Optimized frequency output in conventional cementing large pulsation output Easy to engage into the casing string
5
10
15
20
25
Frequency Hz
Cement Slurry, low density
Slurry
APIGcement+20%ball+8%microsilica+1%AF+0.8%AD-1+0.5%QJ-625+65%water
Density
3
g/cm 1.49
Filtrate
Pulsation Amp. mm 0 Hz 0 5 10 15 20 ℃
Which way is the best?
套管短节
Fig.5 井下水力振动发生装置 (1) 安全性／可控性 差
Which way is the best?
Fluids passage Spring
Seal
Piston
基于偏心式振荡器的井下可移动振动固井系统研制
２０２４年第５３卷第２期第４８页石油矿场机械犗犐犔 犉犐犈犔犇 犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０２４，５３（２）：４８ ５６文章编号：１００１ ３４８２（２０２４）０２ ００４８ ０９基于偏心式振荡器的井下可移动振动固井系统研制李进付（中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营，２５７０００）①摘要：综合分析了国内外振动固井工艺技术，在下完钻井套管的固井候凝过程中，利用振动固井工具或设备产生振动波，并对套管和固井泥浆产生振动压实效应，可以提高固井完井的质量。
现有振动固井工具大多数安放在井口位置，或固定安放在井筒某一处位置，或固定安放在套管底部，且不可回收，不能提高全井段振动固井效果。
以偏心式振荡器力学理论为基础，研制了一种可重复利用、可回收的新型井下可移动式振荡器，形成一套完整的振动固井系统，使得在整个固井候凝过程中全井段任意位置都能发挥作用，同时对于正常固井及其他设备不造成影响。
室内和现场试验表明：可移动井下振动固井系统对于已候凝２ｈ以内的抗压强度可提升４％，胶结强度提升７％，同时可显著提高第二界面固井质量，使用方便，操作简单，具有较强的经济性和广泛的推广应用前景。
关键词：振动固井；偏心式振荡器；可移动式振动固井工艺；水泥浆；胶结强度；第二界面质量中图分类号：ＴＥ９２１．５０２ 文献标识码：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３４８２．２０２４．０２．００７犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狅犳犝狀犱犲狉犵狉狅狌狀犱犕狅狏犪犫犾犲犞犻犫狉犪狋犻狅狀犆犲犿犲狀狋犻狀犵犛狔狊狋犲犿犅犪狊犲犱狅狀犈犮犮犲狀狋狉犻犮犗狊犮犻犾犾犪狋狅狉ＬＩＪｉｎｆｕ（犇狉犻犾犾犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犛犻狀狅狆犲犮犗犻犾犳犻犲犾犱犛犲狉狏犻犮犲犛犺犲狀犵犾犻犆狅狉狆狅狉犪狋犻狅狀，犇狅狀犵狔犻狀犵２５７０００，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｎｇｗａｉｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｆｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｔｈｅｃａｓｉｎｇ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎｗａｖｅｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｏｏｌｓｏｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄｖｉ ｂｒａｔｉｏｎｃｏｍｐａｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｏｎｔｈｅｃａｓｉｎｇａｎｄｃｅｍｅｎｔｉｎｇｍｕｄ，ｔｈｅｒｅｂｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｇｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ．Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｏｏｌｓａｒｅｐｌａｃｅｄａｔｔｈｅｗｅｌｌｈｅａｄ，ｆｉｘｅｄａｔａｃｅｒｔａｉｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅｌｌｂｏｒｅ，ｏｒｆｉｘｅｄａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｃａｓｉｎｇ，ａｎｄｃａｎｎｏｔｂｅｒｅｃｙｃｌｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｅｎｔｉｒｅｗｅｌｌｂｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｈｅｏｒｙｏｆｅｃｃｅｎｔｒｉｃｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｒｅｕｓａｂｌｅａｎｄｒｅｃｏｖ ｅｒａｂｌｅｄｏｗｎｈｏｌｅｍｏｖａｂｌｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｆｏｒｍａｃｏｍｐｌｅｔｅｓｅｔｏｆｖｉｂｒａｔｏｒｙｃｅｍｅｎ ｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｌａｙａｒｏｌｅｉｎａｎｙｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｗｅｌｌｓｅｃｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｃｅ ｍｅｎｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｈａｓｎｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｃｅｍｅｎｔｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒ① 收稿日期：２０２３ ０９ ０８ 基金项目：中国石油化工集团有限公司重点科研攻关项目“东营凹陷页岩油钻完井提速提效技术研究”（Ｐ２１０６０ ３）。
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：固井技术在油气井钻井工程中起着至关重要的作用。
固井工作需要进行充分的准备工作，选择合适的固井工艺，并在液体注入与硬化过程中进行控制与评估。
固井工作完成后，需要进行后续的封堵和分析工作。
通过合理的固井技术，能够保证井壁的稳定性，防止地层流体泄漏，从而提高油气采收率，并保护地下水资源的安全。
径向振动固井工具
文章编 号： １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ ３ （ ａ ） 一 ０ ０ ８ ３ － ０ １
目前 ， 在 石 油 天 然 气 及 地 质 勘 探 固井 工 程 中， 存 在 水 泥 浆失 重 ， 凝固不均匀， 导致 固 井 质量 欠 佳 的 问 题 ， 影 响 经济 效 益 ， 甚 至 导 致 井 眼 无 法 正 常 工作 。 特 别 是 有 些 水 泥 浆 性 能稍 差 的 时 候 ， 由于水 泥 胶 结 不好 导 致 整 个 井报 废 ， 因此 针对 可 能 存 在 的 固井 质量 问 题， 本着消除安 全隐患 ， 提 高 经 济 效 益 的原 则， 设 计 了振 动 固井 工具 。 现 有 振 动 固井 工 具 由于 结 构 和 施 工 工 艺 的 限 制 ， 导 致 脉 冲 波传 递 受 阻 ， 因而 无 法 达 到 预 期 效 果 ， 因此 设 计了径 向振 动 固井工 具 。
１ 技 术 分 析
振 动 可以 有效 地 破 坏 水泥 浆 胶 结 ， 使 水 泥 凝固更 加 均匀 ， 这一 点， 已经 广泛 应 用于建 筑行业 ， 浇筑 混 凝土 时， 通过 高频低 振 幅的振 动， 改善 混 凝 土性 能 ， 提 高凝 固质 量 。 根据 混 凝 土振 捣原 理 ， 设 计了径 向振 动 固井工具 。 １ ． １ 结构 如 图１ 所示， 本 体 的两 端 加 工标 准 套 管 螺纹 ， 本体上端与浮箍 连接 ， 下 端 与 引鞋 连 接。 本 体 内部 加 工 有 台阶 ， 对导 流 套 起 限 位 作用， 整个芯轴两端 套有轴承 ， 下端 导 流 套 由特制的引鞋压紧， 由此 对 芯 轴 限位 。 另外 芯轴上 开有键槽， 通过键进行 传扭， 带 动 叶 轮和偏 心块旋 转。 芯 轴 两 端 的 轴 承 为 角 接 触球 轴承 ， 既 可 以起 到 扶 正 的作 用 ， 又可 以 起 到 止 推 轴 承 的 限 位 作 用 。芯 轴 两 端 的 锁 紧 螺母 配合芯 轴 上 的 调 整环 ， 将 叶 轮 和 偏 心 块 在 轴 向上 的 位 置 固定 ， 这 样 芯 轴 及 其所 带 动 的其 他 零 件 组 成 了工 具 的 工作总 成 。 １ ． ２ 工作 原 理 径 向振 动 固井工 具 接 在 浮 箍 下 端 ， 在 注 水 泥的过程 中， 当水 泥 浆 流 过 叶 轮 时 ， 叶 轮 叶片 收 到 流 体 的 冲 击 ， 开始旋 转， 从 而 带 动 芯轴旋 转， 芯轴 将扭矩传递给偏 心块， 偏 心 块 跟 着芯轴 一起 旋转 ， 产生 高 频 低 振 幅 的 振 动， 振动通过导流 套传递给本体， 本 体 将 振 动 传 递 到 环 空 内 的水 泥 浆 ， 到 达 活化 水 泥 浆， 优 化 水 泥 浆性 能 ， 提 高 固井 质量 的 目的 。
振动固井技术研究及在塔里木油田的尝试应用
１前 言 振 动技术最初是在建筑行业 中的混凝 土浇注过程 中用于加 强 水 泥 浆 胶 结 质 量 的 一 项 技 术 。 该 技 术 在 混 凝 土 凝 固 时 可 以 消除蜂 窝空洞 而使水 泥浆 胶结致 密 ，提高 混凝土颗 粒 问及 混 凝 土 与钢 筋 间的胶 结强度 。九十 年代初 期 ，笔者 曾在 固井 混 拌库采 用振动 棒进 行试验 混拌水 泥 ，通过振 动作 用可 以改变 干 水泥 的流动 速度 ，并经 过 固井 相关 知识 的学习 ，得知振 动 技术 已在 循环 钻井 液 、注 替水泥 浆和 水泥浆 候凝 等不 同阶段 用 机械 、水力 、磁力 手段 作用于 钻井 液和水 泥浆来 改善 固井 质 量 的一项新 技术 ， 出现 了井 口振动 发生装 置 、振 动胶 塞等 工艺 ，尤其笔 者单位 运用 振动胶 塞技 术在塔 里木 油 田得 到 了 成 功应用 ，固井井段优 良率达 到 了９ ６ ． ９ ％ ，标 志着振动 技术得 到 了 突破 。 ２ 振 动 固井 技 术 概 念 振动 固井 技术就是通过振动 的原理，改善钻井液循环 、水 泥浆注 替过程中施加振动来提高 固井质量 的振 动固井技术 。 ３振动 固井在 塔里木油田解放渠Ｊ Ｆ Ｉ 一 ８ － ４ 井 ３ ． １井 身 结构
一
关键 词：振动 固井技术；振动 固井在塔里木油 田的研 究与应 用 中图分类号 ：Ｔ Ｅ ２ ５ ６ 文献标识 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ６ ７ １ — ５ ７ ９ ９（ ２ ０ １ ５ ）０ ４ — ０ １ ５ １ — ０ １ 与低密度水泥浆两种 ； ３ ． ５ ． ３合 理安放套 管扶 正器 ，保证套管居 中度 ，并合理设 计施 工 排 量 ，提 高 顶 替 效 率 ； ３ ． ５ ． ４ 套 管 下 放 到 位 后 ，必 须 充 分 循 环 洗 井 ２ 周 以上 方 能 进行 固井施工 ； ３ ． ５ ． ５ 采 用近平 衡压力 固井 、保 持施工 的排量和 压力稳 定 、确保 施 工及 候 凝整 个 过程 的压 力平 衡 ，防止 井漏 、坍 塌 、溢 流 等 复 杂 情 况 的发 生 ； ３ ． ５ ． ６ 为提高固井质量 ，保 证顶 替效率 ，施工排量按环空 每米返速计算 。 ３ ． ５ ． ７ 采用振动 胶塞 固井 ，改善 流体性 能 ，提 高项替效 率 ，提高水泥胶结强度 ，提高 固井质量 。 ３ ． ６ 振 动 胶 塞 固井 工 艺 原 理 振动胶塞 固井原理主要是通过谐振器安装在 固井胶塞 的本 体 上 ，不 改变现 有的注 水泥工 具 ，根据 施工 的工艺流程 ，设 计振动时 间；便于提高水泥浆 的胶结强度 。 ３ ． ７ Ｊ Ｆ Ｉ － ８ － ４ 井 中２ ０ ０ ． ０ ３ ｍ ｍ 套管正注 反挤施工情况 在 正注 时使用振动胶塞 固井 ，先装入水泥头 、根据 固井 设 计 ， 设 计 振 动 时 间 ；遥 控 激 振 过 程 、注 前 置 液 、 碰 压 后 自动 激 振 过 程 、 碰 压 后 自动 激 振 调 整 振 频 ， 共 振 后 完 成 关 闭 。施 工完后环 空打压 ，之后测声幅结果显示 ，固井质量优质 。 ４结论 ４ ． １解放渠东油 田井具有长封固裸 眼段 ，注水泥浆量大 ， 施 工压力 高 ，易出现蹩 高压 ；且 管外静 液柱压 力大 ，且循环 压 耗高 ，替浆排量 受 限制 ，顶 替效率低 会影响 水泥返 高固井 质 量等施 工难 点，根据 井径合 理选加扶 正器 ，确保套 管的居 中度 ，提 高 顶 替 效 率 。对 于 井 眼 不 规 则 ， 井 径 扩 大 率 大 的 井 段 ，为 防止水泥 浆窜槽 ，下入 旋流扶 正器 ，使 水泥浆 在环 空 产 生一个 横 向流 动，提 高顶替 效率 ，使 用振动胶 塞 固井，有 利 于提高顶 替效率 。 ４ ． ２ 振动胶塞 固井 作用 是通 过谐振器 的振动激发套管环 空 流体 共振 ，提高 顶替效率 ，谐振 器振动 可破环入 井流体 的 内 部结构 ，改善流体 的流动性 ； ４ ． ３ 谐振 器的振动 可打散水泥颗粒 的聚集 ，水泥水化更加 充 分 ，缩 短 了水 泥稠化 的过渡 时间 ，使得水泥 浆更加 均匀 ， 提 高水泥 浆 的强度 ，可 以减少 水泥浆 的静切力 ，维持 静液水 泥浆 的凝 结 ，收缩 得到补 偿 ，提 高 了第 一界面 、第二 界面 的 胶 结 强度 ，有 利 于 防 固井 窜 槽 。 ４ ． ４ 对流体 施加振 动脉冲 ，形成 一定振动 磁场 ，可 以促 使流 体粘 度下 降、静切 力降低 ，从而提 高顶 替效率 。对 流体 施加 振动 脉冲 ，形成一 定振动磁 场 ，可 以清 除套管壁 钻井液 膜 、裸眼井壁虚泥饼 ，从而提高一 、二胶结面胶结质量 。 参考文献
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压稳困难。
7. 对固 井质量要求严。( 1) 返高一般要求返至地面( 2) 油
层及隔层段固井质量要求优质，其余井段固井声幅值小于 30%。
三、固井设计与技术对策
1. 严格控制好套管下放速度，防止产生激动压力压漏地层或
造成井壁跨塌，保证套管顺利下到位，并能够正常建立循环；
2. 优化水泥浆配方，严格控制水泥浆失水和析水，并以电测
[1]王恩合 王学良 王学成 陈杰 陈杰 王雪梅《动态振动固井 技术研究及现场试验》【石油钻探技术],2011 年 04期.
作 者简介:周坚(1968 年 - )男 、汉 族，浙江萧山人 ，工 程师，主 要从事固井管理及技术工作。
2014 年5 月
167
4384.0
4387.0～
11
2
灰色细砂岩 差气层
4389.0
12 TII
4392.0～ 4394.0
2 灰色粉砂岩 差气层
4420.0～
浅灰色荧光细砂
13
23
油气层
4443.0
岩
4443.0～
14
8 浅灰色细砂岩 差气层
4451.0
4469.0～
15
2
灰色粉砂岩 差气层
4471.0
16 TIII
4494.0～ 4500.0
时间；便于提高水泥浆的胶结强度。
五、J F 1- 8- 4 井Φ200.03mm 套管正注反挤室内化验:
水泥浆体系:
常规 密度：阿 G+ 互利微硅（100: 3）
设计密度 1. 88g/
cm 3；
低 密度： 阿 G+ LANDY- 30S ＋微硅 (100: 30: 25)
设
计密度 1. 35g/ cm3
设计振动时间；遥控激 振过程、注前置液、碰压后自 动激振过程、 碰压后 自动激 振调整 振频，共振 后完成 关闭。 施工完 后环空 打 压，之后测声幅结果显示，固井质量优质。 结论
1. 解放渠东油田 井具有长封固 裸眼段，注水泥浆 量大，施工 压力高，易出现蹩高压 ；且管 外静液柱压力大 ，且循 环压耗高，替 浆排量 受限制 ，顶 替效率 低会影 响水泥 返高固 井质量 等施工 难 点，根据井 径合理 选加扶 正器，确保 套管的 居中度 ，提高顶替 效 率。对于井眼不规则，井径扩大率大的井段，为防止水泥浆窜槽， 下入旋流扶正器 ，使水 泥浆在环空产 生一个横向流 动，提 高顶替 效率，使用振动胶塞固井，有利于提高顶替效率。
领浆稠化曲线（稠化时间 361min/ 100Bc)
参考文献： [1] 天津大学物理化学教研室.物理化学 [M].北京.高等教育出
版社 2001.1. [2] 陈敏恒 丛德滋 方图南 齐鸣斋编.化工原理 [M].北京.化学
工业出版社 2002.4. [3] 冯 建飞.余热型溴 化锂制 冷技术在 氯碱生 产中的应 用[J].
况的发生；
6. 为提高固井质 量，保 证顶替效率 ，施工 排量按环空每 米返
速计算。
7. 采用振动胶塞固井，改善流体性能，提高顶替效率，提高水
泥胶结强度，提高固井质量。
四、振动胶塞固井工艺原理
振 动胶塞固井原 理主要是通 过谐振器安 装在固井胶塞 的本
体上，不改变现有的注水泥工具，根据施工的工艺流程，设计振动
(上接第 165页)
3. 裸眼段长，需封固不同压力体系地层， “窜、漏”可能同时发
生。
4. 渗透性地层易 引起水泥浆失 水过大，造成施工 事故，损害
油气层。
5. 水泥浆一次 上返 4534m，上下温 差达 70℃，易造成环 空水
泥浆强度发展上下不均衡。
6. 施工量大，施工时间 长，水 泥浆稠化时间 长，结 构发展慢，
2. 振动胶塞固井 作用是通过 谐振器的振 动激发套管环 空流 体共振，提高顶替效率，谐振器振动可破环入井流体的内部结构， 改善流体的流动性；
3. 谐振器 的振 动可打 散水泥 颗粒 的聚集 ，水泥水 化更加 充 分，缩短了水泥稠化的过渡时间，使得水泥浆更加均匀，提高水泥 浆的强度，可以减少水泥浆的静切力，维持静液水泥浆的凝结，收 缩得到补偿，提高了第一界面、第二界面的胶结强度，有利于防固 井窜槽。 参考文献:
表 1 钻井液性能 ρ/ FV/ P V/ YP Gel/ F L/ CS/ Cl- /
cm 3 S
m Pa. s Pa P a/ Pa m l
%
mg/ l
1. 25 50 13 6 2. 5/ 7 4
0. 2 14330
3. 电测情况
井温：97. 5℃×4534m
井径：电测平均井径为 257. 72m m，扩大率 6. 8%，油层段扩大
( 下转 第 16 7 页 )
2014 年5 月
165
设备管理
境，提高了劳动生产率。 结论
通过对本公司盐酸工艺与溴化锂机组的能力核算，使我们认 识到氯碱生产工艺中，还有许多废物、废气、废水的可综合回收利 用，只 要细心观察，仔细发现 会找到生产工 艺中还有一些 能源可 以利用的。如电石生产中的废气煤气，还有电石自然冷却中的热 量回收问题、电石中的 矽铁的回收、氯乙烯 生产中的废触 媒的回 收利用，都需要工程技术人员去综合利用解决。在这个资源匮乏 的地球上，我们更应该合理利用“三废”物品，将它们变废为宝，合 理综合利用各种能源，创造企业利润最大化。
率 12. 6%
4. 油层分布及油气显示 钻进期间在三叠系见油气显示 112. 0m/ 17 层，其中 TⅠ油组 25. 0m / 8 层 ，T Ⅱ油组 45. 0m / 6 层 ，T Ⅲ油组 42. 0m / 3层 。 T Ⅱ 油组井 段 4420. 00- 4443. 00m 显示 最好，钻 时 1- 7m in/ m，岩 性 为浅灰 色荧 光细 砂岩 ，气测全 烃：0. 85↑61. 15%，C1：0. 7862↑ 54. 0368%，其它组分全；现场综合解释：油气层。
4285.0～ 4288.0
浅灰色荧光含砾 差油气
3
细砂岩
层
4314.0～
差油气
6
1 灰色荧光粉砂岩
4315.0
层
4322.0～
7
3
灰色粉砂岩
气层
4325.0
4329.0～
8
3 灰色泥质粉砂岩 差气层
4332.0
9 TII
4370.0～ 4379.0
9 灰色泥质粉砂岩 差气层
4383.0～
10
1
灰色细砂岩 差气层
浅灰色荧光细砂
6
油气层
岩
4500.0～
17
34 浅灰色细砂岩 差气层
4534.0
5 . 周边情况 JF 1- 8- 4 井周边 1Km 范围内 有采油井 10 口，注水井 14 口， 注水层位 T I、TII、TIII 均有。 二、固井施工技术难点 1. 油层段井径扩大率 12. 6%，呈“糖葫芦”形状，顶替效率低。 2. 油层、隔层多而薄，最薄的油 层厚度 1m, 最薄 隔层也仅 2 米厚，互窜问题十分突出。
聚氯乙烯，2009（9）46. [4] 张向峰，张广军，马晓锦.溴化锂机组在氯碱生产中的应用
[J].中国氯碱，2011（1）：34- 35.
尾浆稠化曲线（稠化时间 288min/ 100Bc）
六、J F 1- 8- 4 井Φ200.03mm 套管正注反挤施工情况: 在正注时使用振动胶塞固井, 先装入水泥头、根据固井设计，
技术管理
振 动 胶 塞 固 井 技 术 在 J F1- 8- 4 井 的 应 用
周坚 孙万兴 张小建 张海涛 宋磊磊（渤海钻探第一固井分公司 河北 任丘 062552）
摘要 ：解放渠 东油田 TIII 油组 为底水块状构造油 藏,油层、隔 层厚度薄，油层与水层间互窜问题十分严重。固井声幅测井结果 显示: 在水层、油层、隔层位置都有高 峰值出现, 难以满足 注采需 要。利用振动固井技术可以有效改善水泥浆流动性能，充分提高 水泥浆水化，提高胶结强度，改善水泥石微观结构，减少水泥浆失 重和防止环空气窜。
关键词：薄油层；水窜；振动胶塞；水泥浆性能；固井质量 解 放渠东油田纵向上 分为三个相互独立 的油藏，TI1 为边水 层状构造油藏，TI2 为边底水层状构 造油藏；TII 油组为 边底水块 状构 造油 藏；T III 油组 为底 水块 状 构造 油藏 ，油 藏埋 深 4400－ 4900。JF 1- 8- 4井是布署在解放渠东油田一口开发井，钻探目的 是挖潜三叠系 TI I、TIII 油组剩余油, 兼探 TI 油组水淹状况。二开 采用Ф241. 30mm 钻头钻 至井深 4534m 完 钻，Φ200. 03m m 套管 下至 4532m 常规固井。由于 长期注水开采，地层中 含水量增多， 层间互窜现象严重，固井质量不易保。为此，从防窜机理入手， 优选隔离液体系 、优化 水泥浆性能、应用振 动胶塞和环空 压力补 偿技术防止了地层流体侵入，确保了固井质量。 一、概况 1 . 井身结构 一 开 ：￠406. 4m m 钻 头 ×井 深 801m ，￠273. 05mm 套 管 × 800m；二 开 ：￠241. 3mm 钻 头 × 井 深 4534m，￠200. 03mm 套 管×4532m 。 2.钻井液性能：见表 1
资料为依据合理设计水泥浆量，固井使用硅粉水泥浆与低密度水
泥浆两种；
3. 合理安放套管 扶正器，保证套管 居中度，并合理设计 施工
排量，提高顶替效率；
4. 套 管下放到位后，必须充分循环洗井 2 周以上方 能进行固
井施工；
5. 采用近平衡压 力固井、保持施工 的排量和压力 稳定、确保
施工及候凝整个过程的压力平衡，防止井漏、坍塌、溢流等复杂情
序 层位
号
井段(m )
厚度 (m )
岩性