固井作业培训解读
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大修转钻井培训(固井)
加剂后，从地罐吹灰至立罐，再吹至另一个立罐。充分混 匀后后由创拓公司负责用气动下灰车运送至井场，浅层开 发井直接用气动下灰车混配水泥浆，中深井固井需将干水 泥吹至立罐中，要求送井干水泥混配均匀、数量足够且满 足正常损耗 。
西部钻探井下作业公司
第三十六条
湿混
1.为确保各种湿混添加剂混配均匀，创拓公司需安排专人负责 湿混施工组织，保证湿混添加剂及混配用水计量准确、 配浆水搅拌均匀。浅层调整井、中深井由创拓公司负责 现场混配，钻井分公司安排专人负责湿混监督。 2.配液罐容量根据配浆水用量确定，要求配液罐刻度清晰、准 确，摆放水平，并配备搅拌器、离心机与加料漏斗且布 局合理，保证混配均匀，加量准确。 3.湿混添加剂按钻井分公司提供的顺序依次加入，每次必须搅 拌30min，保证混配均匀。如抽样化验，需搅拌2h后方可 按比例取样送检。
4.严禁不同配方配液使用同一配液罐，每口井固井结束后都必 须清洗配液罐。
西部钻探井下作业公司
第四节
施工指挥
第三十七条 接受注水泥作业任务后，依据施工组织程序与单 井施工设计，逐项落实作业装备，核实油井水泥与外加剂 品种、数量，检查水泥浆性能试验报告，检查套管与固井 附件准备情况，了解钻进全过程及井下油气侵、漏失井段、 遇阻井段及井斜、方位变化情况，落实岗位人员并根据井 队施工情况确定固井装备到井时间、顺序。
西部钻探井下作业公司
第二章 固井设计 固井作业必须有单井施工设计，并按规定程序审批后，方能施工。 审批范围：
1.浅层开发井固井及中深井表层固井由施工井队技术员负责设计，钻井分公 司现场工程师负责审批。 2.中深井完井固井由施工井队技术员负责套管柱结构设计，经钻井分公司现 场工程师审批后由现场工程师负责单井完井固井设计。 3.特殊复杂井、关键井固井建议由钻井分公司负责设计，经公司生产技术部 审查后，报公司(副)总工程师批准。
西部钻探井下作业公司
第三十六条
湿混
1.为确保各种湿混添加剂混配均匀，创拓公司需安排专人负责 湿混施工组织，保证湿混添加剂及混配用水计量准确、 配浆水搅拌均匀。浅层调整井、中深井由创拓公司负责 现场混配，钻井分公司安排专人负责湿混监督。 2.配液罐容量根据配浆水用量确定，要求配液罐刻度清晰、准 确，摆放水平，并配备搅拌器、离心机与加料漏斗且布 局合理，保证混配均匀，加量准确。 3.湿混添加剂按钻井分公司提供的顺序依次加入，每次必须搅 拌30min，保证混配均匀。如抽样化验，需搅拌2h后方可 按比例取样送检。
4.严禁不同配方配液使用同一配液罐，每口井固井结束后都必 须清洗配液罐。
西部钻探井下作业公司
第四节
施工指挥
第三十七条 接受注水泥作业任务后，依据施工组织程序与单 井施工设计，逐项落实作业装备，核实油井水泥与外加剂 品种、数量，检查水泥浆性能试验报告，检查套管与固井 附件准备情况，了解钻进全过程及井下油气侵、漏失井段、 遇阻井段及井斜、方位变化情况，落实岗位人员并根据井 队施工情况确定固井装备到井时间、顺序。
西部钻探井下作业公司
第二章 固井设计 固井作业必须有单井施工设计，并按规定程序审批后，方能施工。 审批范围：
1.浅层开发井固井及中深井表层固井由施工井队技术员负责设计，钻井分公 司现场工程师负责审批。 2.中深井完井固井由施工井队技术员负责套管柱结构设计，经钻井分公司现 场工程师审批后由现场工程师负责单井完井固井设计。 3.特殊复杂井、关键井固井建议由钻井分公司负责设计，经公司生产技术部 审查后，报公司(副)总工程师批准。
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。
固井工艺技术培训课件(PPT 77张)
的进行（开采、压裂增产，寿
命及产能）,对产能影响大
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
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
一、固井技术现状
固井可能带来的危害
井喷——灾难性后果（墨西哥湾事故） 灌香肠、插旗杆——整井报废，单井段报废，经济损失巨大 挤毁套管——整井报废，单井段报废，经济损失巨大 油气水窜——单井段报废，降低开发效益 环空带压——开发隐患，增加作业成本、环境危害 超缓凝——延长作业时间、增加作业成本 返高不够——降低封固质量，增加补救作业成本 过早套损——单井报废，增加作业成本，降低开发效益
中国石油 西部钻探
固井工艺技术
报告人：李辉
2015年1月
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
汇报内容
一、固井技术现状
二、套管相关知识 三、套管附件及井口工具认识
四、固井作业基本认识
五、固井施工过程 六、固井质量检测标准
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
一、固井技术现状
现代固井的起源
起源 1919 年 Halliburton 在 俄 克 拉 荷马州成立新方法油井固井公 司 标志 独立于钻机的泵注系统 发展 借鉴建筑行业发展添加剂体系 固井设备仪器仪表 API标准
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
一、固井技术现状
现代固井技术的科学内涵
现代固井工程，隶属于油气井工程二级学科，是油气 井工程二级学科的一个主要分支。涉及到地质学、力学、 化学、油气井工程、机械工程、冶金工程、材料科学与工 程、管理科学、经济学等多学科，是一个系统工程。 现代固井工程，从工程实际角度，可以划分为固井工 艺技术与方法、固井水泥浆体系和固井装备与质量控制三 个单元。
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。
固井技术知识培训课件
5、井身结构 每口井都要根据钻探目的和地质情况制定合理的井身 结构。它包括下入井内的套管层次、各层套管的尺寸和 下入深度 。 套管根据用途不同分为： 导 管 l 导管 表层套管 l 表层套管 l 技术套管 技术套管 l 生产套管
油层套管
完井协作 会
电测
组织工具
水泥实验
排管串
下套管
组织水泥、 设备
固井知识培训
1、固井 在钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，并在套管串与 井壁之间环形空间注入水泥浆进行封固的作业。 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和 水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理 的油气生产等目的， 固井工程包括： 1）下套管作业 2）注水泥作业
2、固井特点
4、固井的要求 固井工程是钻井工程中最关键复杂的作业，是百年大 计。固井质量的好坏关系到油井能否正常投产和油田寿 命的长短。固井质量的关键所在就是下入井内的套管柱 的强度和环形空间的密封问题。
l
l l
套管柱的设计必须保证该套管串的任何部位在相应的 井段有足够抗拉、抗挤、抗内压强度，以保证下入井 内的套管不断、不裂、不变形； 套管柱的连接必须保证用规定的上扣扭矩上紧丝扣， 保证套管连接的密封性。 环形空间的水泥环要求均匀和连续封固到预计的深度， 且要求水泥环与井壁及套管之间胶结和密封良好，以 保证环形空间不窜、不漏，满足油气井正常生产和分 层作业的要求。
注前置液
2、分级注水泥 利用分级箍把注水泥施工分成二次或三次完成的技 术 。 主要适用于： l 一次注水泥量过大，施工安全无法保证。 l 环空水泥浆柱过长，地层承受不了压力而发生漏失。 l 上下有隔层,但中间不需水泥封隔。 l 下部有气层，为防止水泥浆过大失重而影响固井质量。
固井基础讲解
固井防止层间流体互窜示意图
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。
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。
固井培训计划
固井培训计划一、培训目标通过本次固井培训，使参训人员掌握固井工程的基本知识和技能，了解固井工程的原理和操作流程，掌握各类固井材料和设备的使用方法，并能够熟练地进行固井工程的施工操作，提高固井工程的质量和安全性。
二、培训对象企业有关固井工程领域的技术人员和工人。
三、培训内容1. 固井工程概述固井工程的定义、意义和作用固井工程的分类及其技术要求固井工程的主要内容和工作范围固井工程的施工流程和安全要求2. 固井工程材料水泥浆及其配制固井材料的种类及其性能特点固井材料的选用原则和技术要求固井材料的存储和保管3. 固井工程设备固井工程的常用设备及其功能固井工程设备的使用方法和操作注意事项固井设备的维护和保养4. 固井工程流程固井前的准备工作固井井口的预处理和防漏措施固井浆液的注入和排泥固井管柱的下入和压裂固井后的监测和保护5. 固井工程质量与安全固井工程的质量控制固井施工中的常见问题及处理方法固井工程的安全管理和防护措施6. 实际操作演练根据固井工程的实际情况，进行模拟施工操作指导参训人员熟练掌握固井工程的操作技能加强参训人员的实际操作能力四、培训方式1. 课堂教学通过讲解、示范、讨论等方式，向参训人员传授固井工程的相关知识和技能。
2. 现场操作在固井工程现场进行操作演练，指导参训人员掌握固井工程的实际操作技能。
3. 实地考察参训人员到有关的固井施工现场进行实地考察，加深对固井工程实际操作的了解。
五、培训师资1. 主讲人员由具有丰富固井工程经验的专家和技术人员担任主讲人员，向参训人员传授固井工程的相关知识和技能。
2. 辅导人员由企业内部的经验丰富的固井工程技术人员担任辅导人员，对参训人员进行现场操作指导和实际操作演练。
六、培训时间本次固井培训计划为期一个月，分为两个阶段。
第一阶段：课堂教学，为期两周，分为固井工程概述、固井材料和设备、固井工程流程和质量与安全等模块。
第二阶段：现场操作，为期两周，参训人员进行固井工程的实际操作演练，并进行实地考察和实际施工操作。
固井作业1
7——水泥浆 8——隔离液 9——钻井液
6
概述
4、固井目的
封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺 利进行 封隔油气水层，建立油气流出通道，防止 产层间互窜 进行增产措施 安装井口
7
概述
5、固井内容
套管与下套管 水泥与注水泥
8
概述
6、对固井质量的要求
套管有足够的强度
能承受井下各种外力作用，抗 腐蚀、不断、不裂、不变形
到井口时，上部有一段套管外为钻 井液。该段套管称为自由套管） 水泥浆液柱压力 地层中流体压力 易流动岩层的侧压力等
18
一、套管外载分析与计算
1.径向外挤压力 有效外压力：
Poe Po Pib
式中 Poe——有效外压力； Po——外压力； Pib——支撑内压力。
19
一、套管外载分析与计算
套管柱一般是由几段套管组成。在计算套管自重所产生的轴向 拉力时，通常需要计算的是各段套管顶、底端的轴向拉力。显 然，某段套管顶端的拉力即是其上面一段套管底端的拉力，其 底端的拉力即是其下面一端套管顶端的拉力。
35
一、套管外载分析与计算
轴向拉力： 自重 浮力
W 36
一、套管外载分析与计算
3.轴向拉力
➢ 对于表层套管和技术套管，如果在下一井段钻进过程中发 生井涌而进行压井时，套管柱所受的有效内压力最大。
➢ 而对于油层套管，油井和气井的情况不一样，要根据采油 、采气工艺情况考虑相关的危险工况。
27
一、套管外载分析与计算
径向内压力： 管内流体压力 压裂作业等增产措 施时的压力
28
一、套管外载分析与计算
一、套管外载分析与计算
全掏空与非全（掏a空）两全种掏不空同的情况下，（套b）管柱非所全受掏的空有效外压力不一样。 对于全掏空情图况，7-有3 效外有压效力外是挤井压底最力大对，比井示口意最小图（为零）； 对于1—非—全掏外空压情力况，2有—效—外支压力撑是内中压间力大，井3—口—和井有底效小外。压力
第三章 固井完井、看
2 自重：由自重引起的轴几拉力由下而上逐渐增大，在井口处达到最大 （同钻柱）。管柱也可能由几段不同线密度的套管组成，拉力由下式计 算：
T=∑qiLi 式中：T—井口套管所受到轴向拉力，N；
qi—某种套管在钻井液中的线密度，kg/m； L i — q i 段 长 度 ，m。 3 初拉力：为了防止弯曲，套管不允许承受轴向压缩力。实际中，当套管外 水泥没有返升到地层时，井口以下的一段套管外无水泥固结，称为自 由段 ，为了防止自由段套管弯曲，应在安装套管头固定套管时，给此段 套管以 大于其重量的拉力，即使其处于受拉的状态，这个力就叫初拉力。井产资 后，井内温度升高，自由套管将因热而伸长。在定初拉力时也应 把这段伸 计算进去，这样保证各段都处受拉状态。
2、外挤压力定义：外挤压力是因为套管柱外流柱压力大于套管内液柱，压力 而引起的。外挤压力超过套管抗挤强度时，套管将被挤毁。 受挤程度：下套管时，管内外为同一密度的钻井液，不存在内外液柱 压力（但如为了取得浮力而掏空时而有，但不大）。 注定环凝固而成为固体后，一般也还是按原用钻井液密度或盐水考虑 其液柱压力；在试井时，生产时套管内钻井液排聘书，井内液柱压力小于 管外的。钻井时发生井漏、井喷，使井周钻井液减少而产生外挤力，由于 各种情况都有可能发生，在考虑外挤力时，多按套管内全部被掏空，管外 液体按原打开时间的钻井液密度计算：
三、下套管
(一)、套管柱的外载 1、轴向载荷：主要是拉力。拉力过大，将引起连接丝扣（圆
扣）被拉坏而断裂。而管体被拉断的情况很少，不允许存在 轴向压力，只在较少场合下出现受拉压力（为什么？防止弯 曲，不居中）
1）浮力：套管在井内钻井液中因管体排开钻井液而受到浮力。 套管受浮力的效果可以认为是套管的线密度因浮力作用而变 小，其影响用浮力系数计算，表示管柱受浮力后剩余重量为 其在空气中重要的百分数。
内管固井作业解读
15
2、计算实例
30“导管固井示意图
转盘面@m 泥线深度@m 0 73
例题1.某自升式钻井平台，在水 深40米的某区块钻探一口探井, 转盘面至海平面气隙33米， 36"井眼设计钻至143米， 30"套管入泥69米，试计算固 井水泥浆量和顶替量。 （已知条件：以上深度均从海平 面算起，30"固井裸眼附加 250%，内管采用5"钻杆，钻 杆内容积为0.0583bbl/m， 30"×36"井眼环空容积为 1.2622bbl/m。说明：上述 数据可从钻井设计以及相关工具 手册查知。）
名称
3 0 " C sg 3 6 "OH & 30 "Cs g 5 "DP 5"H WDP 裸 眼附 加量
环空 裸眼附加量反 算井径 , 相当于井径 i n
水 泥 浆组 成及 性能 水 泥 浆组 成 水泥 J H"G" 水 泥 浆性 能 密度 造浆率 混合水 计算 套 管 内水 泥塞 容积 套 管 与裸 眼环 空容 积 裸 眼 附加 量 水 泥 浆总 量 纯 水 泥用 量 18 3 6 .9 9 66 混 合 水用 量 添 加 剂需 要量 (单位 :千克 ) 混 合 水准 备量 21 7 .4 0 .30 % 1 .60 % X X 1 72 1 .8 1 72 1 .8 bbl = X 42 .6 4= X 42 .6 4= 34 .57 22 0 1 17 5 = ( ( 7 1.7 1 16 .1 -1 7 1.7 1 1 6.1 1 ) X ) X ) X 0.0 2 87 0.0 5 69 2.4 9 86 = = = = 1 .0 0 2 .0 9 6 .6 1 3 .7 3 1 3.4 2 b b ls b b ls b b ls b b ls b b ls 当 量密 度 (g /m l) m 3, 相 当 于纯 水泥 量 17 2 1.8 sk 7 3 .42 ton 1 5 63 .4 X 5 .30 3 ÷ ÷ 1 .1 75 42 = = = 1 5 63 6 6.7 1 97 .4 3 1 .39 sk ton b b ls m3 ( ( 1 40 .11 1 40 .11 13 0 .1 1 7 1 .7 ) ) 2 5 0% × × × 2 .4 98 6 1 .2 62 1 8 6 .3 4 = = = = = 2 4.9 9 8 6.3 2 15 .9 3 27 .2 1 8 37 b b ls b b ls b b ls b b ls cu ft 15 .86 1.1 75 5.3 03 pp g c uft/sk g al /sk 海水 S /W 4 6 .9 2 % B W OC 早 强剂 CA 9 01 S 1 .6 0 % B W OC 0 .30 % 消泡 剂 CX 6 2L B W OC 140 195
2、计算实例
30“导管固井示意图
转盘面@m 泥线深度@m 0 73
例题1.某自升式钻井平台，在水 深40米的某区块钻探一口探井, 转盘面至海平面气隙33米， 36"井眼设计钻至143米， 30"套管入泥69米，试计算固 井水泥浆量和顶替量。 （已知条件：以上深度均从海平 面算起，30"固井裸眼附加 250%，内管采用5"钻杆，钻 杆内容积为0.0583bbl/m， 30"×36"井眼环空容积为 1.2622bbl/m。说明：上述 数据可从钻井设计以及相关工具 手册查知。）
名称
3 0 " C sg 3 6 "OH & 30 "Cs g 5 "DP 5"H WDP 裸 眼附 加量
环空 裸眼附加量反 算井径 , 相当于井径 i n
水 泥 浆组 成及 性能 水 泥 浆组 成 水泥 J H"G" 水 泥 浆性 能 密度 造浆率 混合水 计算 套 管 内水 泥塞 容积 套 管 与裸 眼环 空容 积 裸 眼 附加 量 水 泥 浆总 量 纯 水 泥用 量 18 3 6 .9 9 66 混 合 水用 量 添 加 剂需 要量 (单位 :千克 ) 混 合 水准 备量 21 7 .4 0 .30 % 1 .60 % X X 1 72 1 .8 1 72 1 .8 bbl = X 42 .6 4= X 42 .6 4= 34 .57 22 0 1 17 5 = ( ( 7 1.7 1 16 .1 -1 7 1.7 1 1 6.1 1 ) X ) X ) X 0.0 2 87 0.0 5 69 2.4 9 86 = = = = 1 .0 0 2 .0 9 6 .6 1 3 .7 3 1 3.4 2 b b ls b b ls b b ls b b ls b b ls 当 量密 度 (g /m l) m 3, 相 当 于纯 水泥 量 17 2 1.8 sk 7 3 .42 ton 1 5 63 .4 X 5 .30 3 ÷ ÷ 1 .1 75 42 = = = 1 5 63 6 6.7 1 97 .4 3 1 .39 sk ton b b ls m3 ( ( 1 40 .11 1 40 .11 13 0 .1 1 7 1 .7 ) ) 2 5 0% × × × 2 .4 98 6 1 .2 62 1 8 6 .3 4 = = = = = 2 4.9 9 8 6.3 2 15 .9 3 27 .2 1 8 37 b b ls b b ls b b ls b b ls cu ft 15 .86 1.1 75 5.3 03 pp g c uft/sk g al /sk 海水 S /W 4 6 .9 2 % B W OC 早 强剂 CA 9 01 S 1 .6 0 % B W OC 0 .30 % 消泡 剂 CX 6 2L B W OC 140 195
固井培训2
井身结构示意图
一、 表层固井流程
下套管
固井准备
注适量清 水
关阀门候 凝
替泥浆或 清水
注水泥浆
二、 表层固井技术要求
1、固井前一定要清水顶通； 2、替浆计量要准确，确保管内留一定量水泥 塞(20米)，严禁超量顶替； 3、按设计排量注替水泥浆至要求的替浆总量。 4、若水泥浆未返出地面，应立即对井口处环 空打水泥帽子。
五、内管法固井注意事项
应急措施：
现场应备有耐压循环头，如果重新对插座无效， 起出钻具及插头，改为常规固井； 现场应备有外管注水泥工具，若出现注水泥过程 当中插头密封失效，可适当加大压力，若严重失 效，可停注，或拨出插头后回压凡尔失效，采用 管外注水泥补救井口； 时刻注意指重表，若套管上浮引起悬重严重减少， 应适当上提钻具，避免压力过大使插座损伤。 常规插管固井工艺有弊端：如插管或浮鞋（浮箍） 密封不严。
三、 内插法固井知识
施工流程：
保证井下干净、井眼畅通； （2）下套管，按管串结构下送到位； （3）下内管结构：插入头+5″钻柱（等）； （4）将内管插入插座，开泵循环，检查插入接头与插座密封是 否良好；
（1）下原钻具通井，对缩径及阻卡井段认真扩划眼，大排量洗井，
（5）施工：地面管汇试压—注前置液—注水泥浆至返出—替清水； （6）将内管起出，检查是否有回流；
式中 P坐封—密封球面与承受锥面的压力(坐封压力)，kN； P最大—施工中最大泵压，kg/cm2； S载—密封球面与承压锥面的承压面积，cm2。
P坐封=P最大S载×10-2
四、内插法固井施工计算
Φ508mm，壁厚12.7mm，重量158.5kg/m，内容 182.92 l/m，闭排202.69 l/m，泥浆密度 1.05g/cm3，水泥浆密度1.90 g/cm3，长度200m， 水泥塞40m，能否上浮？
一、 表层固井流程
下套管
固井准备
注适量清 水
关阀门候 凝
替泥浆或 清水
注水泥浆
二、 表层固井技术要求
1、固井前一定要清水顶通； 2、替浆计量要准确，确保管内留一定量水泥 塞(20米)，严禁超量顶替； 3、按设计排量注替水泥浆至要求的替浆总量。 4、若水泥浆未返出地面，应立即对井口处环 空打水泥帽子。
五、内管法固井注意事项
应急措施：
现场应备有耐压循环头，如果重新对插座无效， 起出钻具及插头，改为常规固井； 现场应备有外管注水泥工具，若出现注水泥过程 当中插头密封失效，可适当加大压力，若严重失 效，可停注，或拨出插头后回压凡尔失效，采用 管外注水泥补救井口； 时刻注意指重表，若套管上浮引起悬重严重减少， 应适当上提钻具，避免压力过大使插座损伤。 常规插管固井工艺有弊端：如插管或浮鞋（浮箍） 密封不严。
三、 内插法固井知识
施工流程：
保证井下干净、井眼畅通； （2）下套管，按管串结构下送到位； （3）下内管结构：插入头+5″钻柱（等）； （4）将内管插入插座，开泵循环，检查插入接头与插座密封是 否良好；
（1）下原钻具通井，对缩径及阻卡井段认真扩划眼，大排量洗井，
（5）施工：地面管汇试压—注前置液—注水泥浆至返出—替清水； （6）将内管起出，检查是否有回流；
式中 P坐封—密封球面与承受锥面的压力(坐封压力)，kN； P最大—施工中最大泵压，kg/cm2； S载—密封球面与承压锥面的承压面积，cm2。
P坐封=P最大S载×10-2
四、内插法固井施工计算
Φ508mm，壁厚12.7mm，重量158.5kg/m，内容 182.92 l/m，闭排202.69 l/m，泥浆密度 1.05g/cm3，水泥浆密度1.90 g/cm3，长度200m， 水泥塞40m，能否上浮？
第四章 第三节 完井作业-固井
断裂发生的事故案例 2008年 2008年x月，某钻井工程公司某 钻井队在进行固井作业过程中， 钻井队在进行固井作业过程中，在进 行碰压过程中， 行碰压过程中，水泥头上的一处管线 突然断开， 突然断开，打到了当时正在井口旁边 的固井技术员赵某的身上， 的固井技术员赵某的身上，导致赵某 手腕骨折。 手腕骨折。
五.标准化操作要求
13.套管下到井底， 13.套管下到井底，应先采用小排 套管下到井底 量开泵循环钻井液 14.固井管汇试压及施工中 固井管汇试压及施工中， 14.固井管汇试压及施工中，无关 人员不站在高压管汇及闸门附近 15.必须用绷绳将钻杆双根甩到滑 15.必须用绷绳将钻杆双根甩到滑 道上，确保操作平稳， 道上，确保操作平稳，甩完后应及 时进行固定
四.固井施工技术要求
（二）固井施工安全注意事项 1.固井施工是一项多工种、多设备、多单 位联合的高压作业，因此，参加作业人 员要统一指挥。 2.摆好施工车辆，摆车时注意现场人员安 全。 3.注水泥浆管线布局要合理 4.做好水泥头上连接水龙带的固定工作。
标准操作 －－固井作业
一.什么是固井 二.固井作业危险环节 三.固井施工准备 四.固井施工技术要求 五.固井施工操作 六.标准化操作要求
标准操作 －－固井作业
一.什么是固井 二.固井作业危险环节 三.固井施工准备 四.固井施工技术要求 五.固井施工操作 六.标准化操作要求
四.固井施工技术要求
（一）固井施工操作要求 1.钻井队负责倒好闸门组闸门。 2.及时了解注水泥浆比重，必须要符合要 求。 3.压胶塞后听从指挥开泵替钻井液。 4.替钻井液时做要放掉多余的钻井液，并 做好防污染环境准备。
固 井
钻五监督站 陈克新
标准操作 －－固井作业
一.什么是固井 二.固井作业危险环节 三.固井施工准备 四.固井施工技术要求 五.固井施工操作 六.标准化操作要求
五.标准化操作要求
13.套管下到井底， 13.套管下到井底，应先采用小排 套管下到井底 量开泵循环钻井液 14.固井管汇试压及施工中 固井管汇试压及施工中， 14.固井管汇试压及施工中，无关 人员不站在高压管汇及闸门附近 15.必须用绷绳将钻杆双根甩到滑 15.必须用绷绳将钻杆双根甩到滑 道上，确保操作平稳， 道上，确保操作平稳，甩完后应及 时进行固定
四.固井施工技术要求
（二）固井施工安全注意事项 1.固井施工是一项多工种、多设备、多单 位联合的高压作业，因此，参加作业人 员要统一指挥。 2.摆好施工车辆，摆车时注意现场人员安 全。 3.注水泥浆管线布局要合理 4.做好水泥头上连接水龙带的固定工作。
标准操作 －－固井作业
一.什么是固井 二.固井作业危险环节 三.固井施工准备 四.固井施工技术要求 五.固井施工操作 六.标准化操作要求
标准操作 －－固井作业
一.什么是固井 二.固井作业危险环节 三.固井施工准备 四.固井施工技术要求 五.固井施工操作 六.标准化操作要求
四.固井施工技术要求
（一）固井施工操作要求 1.钻井队负责倒好闸门组闸门。 2.及时了解注水泥浆比重，必须要符合要 求。 3.压胶塞后听从指挥开泵替钻井液。 4.替钻井液时做要放掉多余的钻井液，并 做好防污染环境准备。
固 井
钻五监督站 陈克新
标准操作 －－固井作业
一.什么是固井 二.固井作业危险环节 三.固井施工准备 四.固井施工技术要求 五.固井施工操作 六.标准化操作要求
固井作业培训
培训效果评估与反馈
培训效果评估方 法：通过考试、 实际操作等方式 对学员进行评估
培训效果反馈途 径：通过学员反 馈表、座谈会等 方式收集学员的 意见和建议
培训效果改进措 施：根据评估结 果和反馈意见， 制定相应的改进 措施
培训效果跟踪与 评估：对改进后 的培训效果进行 跟踪和评估，确 保培训质量不断 提高
固井作业安全注意事项
遵守相关法律法 规和标准
严格遵守安全操 作规程
确保设备设施完 好无损
加强员工安全培 训和教育
定期进行安全检 查和评估
及时报告和处理 安全隐患
06 固井作业案例分析
成功案例介绍
案例名称：某 油田固井作业
成功案例
案例背景：该 油田地质条件 复杂，对固井
作业要求高
作业过程：详 细介绍固井作 业的流程和技
05 固井作业安全规范
固井作业安全规定
固井作业前必 须进行安全检 查，确保设备、 工具、材料等 符合安全要求。
固井作业过程 中，必须遵守 相关安全操作 规程，确保人 员和设备安全。
固井作业后， 必须对现场进 行清理，确保 无残留物，防 止对环境造成
污染。
固井作业人员 必须经过专业 培训，掌握相 关技能和知识， 确保作业安全。
固井液基础知识
固井液的作用：保护油气层，防 止井喷，提高固井质量
固井液的分类：水泥浆、漂珠浆、 低密度水泥浆等
固井液的组成：基浆、加重材料、 悬浮剂、缓凝剂等
固井液的配制与使用：根据地层 特性和施工要求进行配制，控制 固井液性能参数，确保固井质量
固井工具基础知识
钻头：用于钻井的钻头，根据地层和井 深选择合适的类型和尺寸
案例经验总结
案例背景介绍
固井工程
Rr s
100 %
三、影响固井质量的因素
3、水泥浆环空流速、流态 决定要素：
泥浆性能
前置液性能
水泥浆性能
井眼条件 设备条件
三、影响固井质量的因素
4、环空间隙： 套管外壁与井眼、或上层套管内壁的单边间距。
窄环空间隙，不利于固井质量。
不利于下套管，磨阻大、活塞效应大
不利于加放扶正器
不利于注替水泥浆施工，压力高
水泥环薄
s
Rr
100 %
三、影响固井质量的因素
4、环空间隙： 间距太大，也会带来一系列问题。
环空返速低，易混浆、不利于驱替
增加泵送设备负担
射孔效果降低
不经济
s
合理的环空间隙是3/4～5/2英寸。
Rr
100 %
三、影响固井质量的因素
5、井眼质量
有：
三、影响固井质量的因素
1、顶替效率：
顶替效率是水泥浆注入段水泥浆体积与该段 环空容积的百分比。 是影响水泥段封固质量的最重要的因素。 顶替效率越高、固井质量越好。
三、影响固井质量的因素
1、顶替效率 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。
• 对贵重材料，易损、怕水、怕晒材料妥善保管。
• 总承包井，乙方公司承包的材料自行组织。
三、固井生产组织
2.施工组织
施工组织主要是开好几个会，完钻前的固井现场办公 会、下套管前的下套管作业协调会、注水泥施工前的固井 协调会、施工结束后的总结会。钻井监督负责协调组织， 会上责任分配到人，会后督促抓落实。 会议由钻井监督召集，参加单位和人员包括：钻井监 督、地质监督、甲方固井技术人员、钻井队、泥浆工程师、
100 %
三、影响固井质量的因素
3、水泥浆环空流速、流态 决定要素：
泥浆性能
前置液性能
水泥浆性能
井眼条件 设备条件
三、影响固井质量的因素
4、环空间隙： 套管外壁与井眼、或上层套管内壁的单边间距。
窄环空间隙，不利于固井质量。
不利于下套管，磨阻大、活塞效应大
不利于加放扶正器
不利于注替水泥浆施工，压力高
水泥环薄
s
Rr
100 %
三、影响固井质量的因素
4、环空间隙： 间距太大，也会带来一系列问题。
环空返速低，易混浆、不利于驱替
增加泵送设备负担
射孔效果降低
不经济
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合理的环空间隙是3/4～5/2英寸。
Rr
100 %
三、影响固井质量的因素
5、井眼质量
有：
三、影响固井质量的因素
1、顶替效率：
顶替效率是水泥浆注入段水泥浆体积与该段 环空容积的百分比。 是影响水泥段封固质量的最重要的因素。 顶替效率越高、固井质量越好。
三、影响固井质量的因素
1、顶替效率 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。
• 对贵重材料，易损、怕水、怕晒材料妥善保管。
• 总承包井，乙方公司承包的材料自行组织。
三、固井生产组织
2.施工组织
施工组织主要是开好几个会，完钻前的固井现场办公 会、下套管前的下套管作业协调会、注水泥施工前的固井 协调会、施工结束后的总结会。钻井监督负责协调组织， 会上责任分配到人，会后督促抓落实。 会议由钻井监督召集，参加单位和人员包括：钻井监 督、地质监督、甲方固井技术人员、钻井队、泥浆工程师、
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4、根据季节变化和生产实际，各分队随时增加专项 检查和组织开展抽查活动，对检查情况进行了全过 程的闭环管理。 5、所有驾驶员必须熟悉掌握本单位车辆的保养要点 以及油品、油滤等规格型号，车辆的例保、季保工 作一律由各岗位责任人负责完成，不得联系售后网 点或定点修理厂进行车辆例保服务。 6、对于生产任务不忙或长期停待的车辆设备，必须 做到每周发动运行检查1次，并留有记录，岗位责任 人在休假期间必须联系委派他人完成该项工作，长 期安置在零星作业地区（非常规项目或其他）的车 辆设备不具备条件的例外执行。
1、交通安全管理
严格执行国家、地方交通安全管理相关的法律法规和 本单位的相关管理规定，严格执行甲方交通安全管理 的相关要求。 1.1编队行驶
车辆编队 遵章行驶
1、单车在外行驶时不论路段
是否设有测速装置，均应严格 按照道路限速标志行驶，各项 目部分队负责监控北斗系统， 严打超速行为。 2、车队外出施工编队行驶， 相互之间不得超车，做到前车 看后车，如后车因故没有及时 跟上，前车需在合适位置靠边 停车等候、观察和请示带队干 部指示（高速路段行驶至前方 服务区等候）。
3、施工返回车队仍然按照出发顺序严格执行
编队行驶，对于江苏工区水路施工返回的车 队，所有已完成水路登陆的车辆，如无其他 生产安排，一律在码头等待，待全部车辆完 全登陆后编队返回，不得先到先走。 4、带队人员（队领导、技术员、班组长）必 须在码头指挥车辆上下船，待车辆全部完成 上下船后方可离去，带队人员和修理人员乘 坐的车辆必须排在车队的最后。
1.2专人指挥
1、单车在外倒车及上下船指挥的人员必须是
本车的随车人员。 2、车队外出施工时倒车或上下船指挥人员必 须是带队人员（队领导、技术员、班组长）。 3、所有车辆在出入库或基地内倒车均需专人 指挥。
1.3.四项检查
严格执行车辆出发前、行驶途中、到达现场和 回场的“四检查”，驾驶员必须按照要求，及 时对车辆的方向、制动、传动及控制（油、气 、电路）等关键系统进行“四检”工作，确保 上行车路的可靠性，有效降低途中故障的急修 频次。
1.4.特别规定 1、严格执行长途行车中途检查制度。车辆连续 行驶不得超过4小时，每达到4小时必须停车检 查和休息30分钟。 2、严格执行恶劣环境和夜间行车审批制度。恶 天气状况、特殊道路环境以及夜间时段（晚22 点-凌晨5点）的派车行车，各分队领导必须致 电固井队长审批，得到许可后方可安排派车、 行车；驾驶员未经请示或授权，不得在规定的 夜间时段上路行车。
3、警戒线的拉设范围需围绕整个地面施工区域、沿着
高压管线一直到钻台的区域，以及钻台井口注水泥装置 周围区域。 4、警戒线和警示牌以及现场划定施工区域的责任人为 井材工、驾驶员和带队人员，井材库人员负责保管，施 工出发前参与该井施工的各车驾驶员负责领取和现场摆 放，施工完成返回基地后及时归还，不得长期滞放在车 上，现场施工前带队人员负责检查落实情况（队领导、 技术员、班组长以及临时指定的带队人员）。 5、做好高压管路的安全连接与固定工作，所有高压管 线、阀门的连接部位必须有固定的安全绳索（卡），井 口装置必须用安全绳绷紧固定在吊卡上。
2、现场施工管理
严格执行国家、地方安全环保的相关法律法规 和本单位各项安全环保管理制度，严格执行甲 方安全环保管理的相关规定和要求。 2.1规范穿戴劳保，确保不被伤害 1、固井队所有员工进入施工现场必须正确穿 戴好劳动防护用品，佩戴好上岗证，施工现场 穿戴的工装必须统一为新版工装。
2、基地内从事装卸、设备保养及检维修等工
2.5.现场检查验收，提供施工保障 各类型施工带队人员在固井施工前负责对现场所 有施工设备的运行、高压管路的连接、施工警戒 区域的划定、应急措施的布置、环保排污的落实 ，以及现场施工的准备等情况进行仔细检查，当 场检查验收合格后方能召开施工交底会和进行固 井作业。
3、设备维护保养
1、全面贯彻维护重于修理的设备管理理念，设备岗 位人员通过对设备进行认真的检查和维护，有效降 低事后修理频次，预防和杜绝设备责任事故。 2、设备管理人员或修理工负责督促指导，做好车辆 的一、二级维护工作，对检查出大的问题及时反馈 给固井队，固井队将根据实际情况落实车辆修复方 案，督促修复解决。 3、各分队长、设备管理人员围绕车辆设备重点部位 （轴头、牙包、并速箱以及分动箱等），每月集中 组织开展不少于1次的专项检查活动，有效预防和降 低设备大修。
2.3加强环保管理，杜绝环保事件（事故）
1、灰罐车或立式灰罐倒灰和并灰作业必须按要求
使用防尘袋，避免粉尘污染。
2现场施工杜绝跑冒滴漏，固井车在施工作业和清
洗车辆时，不得有油污及药剂水落地。
3、高压管线和水龙带内的药剂水各分队根据实际
情况制定防范措施，确保完全排放至污水池。
4、固井车操作工注意观察水箱液面，不得发生水
固井作业培训
华东石油工程有限公司固井分公司
固井作业 五个专题
第一专题 第二专题 第三专题 规范管理严格考核 固 井 作 业 概 述 新疆工区固井作业
第四专题
第五专题
东北工区固井作业
江苏工区固井作业
第一专题
规范管理严格考核
第一专题
目前国际原油价格下跌，油田企业随之降低了 勘探开发的力度，石油工程的工作量大幅缩减 ，石油行业进入了“寒冬”。在有限的工作量 上，固井队将继续以“从严考核”作为本队管 理工作的主线，进一步加强规范管理严格考核 ，确保工作安全有序。
作时，仍需穿戴好劳动防护用品，不得穿便服 从事上述工作。
3、员工需不断提高现场风险识别能力，现场
安全管理人员做好监督，做到“三不伤害”。
2.2.设定警戒区域，预防高压 伤人 1、所有类型施工现场（导管 、表层、技套、油层以及其他 特殊作业等），必须按照规范 划定施工区域，落实安全防范 措施。 2、摆放警示牌。莫入”和“集 合点”，井口摆放“高压作业 ，注意安全”。
箱溢满事件。
2.4.提高应急理念，落实处置措施 1、所有灰罐车上必须配有应急气路管线。 2、固井施工前，备用固井车必须摆放到位，现场 试运行正常，放水的堵头、阀门必须在施工前全 部安装和倒换到位，确保随时可以打水，随时可 以投入应急使用。 3、井材工按要求对高压管线定期试压，施工时需 确保施工高压管线充足，留有备用。 4、供水人员需确保施工时有备用的供水泵、配电 箱、水龙带以及电缆。 5、灰罐车或下灰人员负责及时检查供灰管线的使 用状况，确保施工带够供灰管线，留有备用。