固井质量问题及其原因分析.pptx

技术交流
固井质量问题 及其原因分析
20010年8月
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主要内容
1、概述
2、环空窜流的类型及成因
3、固井质量影响因素分析
4、固井系统工程设计理念
5、单项技术
6、常见固井质量问题及其原因
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一、概 述
固井，就是在钻井作业钻达一定
的井深以后，在井眼中下入套管，把
水泥浆注入到套管外环形空间（简称
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二、环空窜流的形态及其成因
固井的主要目的是层间封隔，一旦出现环空 窜流，就表明层间封隔失败，因此，要实现固井 的目的，必须有效防止环空窜流。
环空窜流是一个非常复杂的物理、化学作用
过程，影响因素多，且各因素之间相互影响、相
互制约；既可由某些因素单独作用形成，也可由
某些因素综合作用形成；不同的影响因素，其作
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一、概 述
环空窜流的危害：
开发：酸液、压裂液等注入流体通过窜流通
道进入非目的层，将降低增产措施的实施效果，同
时，注入流体乱窜将使波及地区的地层压力发生变
化，从而影响油气田的正常生产及合理开发，甚至
造成严重事故，如断块复活导致套管成片地被破坏；
套管得不到水泥环的良好保护，易被地层流体、
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一、概 述
层间封隔失败的后果：环空窜流
地下窜流 隐蔽
窜至地面 明显
套管；环空窜流通道；高压层；低压层；
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一、概 述
环空窜流的危害
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一、概 述
环空窜流的危害
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美国百度文库
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一、概 述
环空窜流的危害
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一、概 述
环空窜流的危害
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一、概 述
环空窜流的危害： 钻井：由于不能有效封隔井下的复杂地层，将
影响后续钻井作业的顺利进行，从而影响油气井的 建井周期和建井成本，甚至影响整个区块的勘探、 开发进程 。
完井：由于地层之间未能得到良好的层间封隔， 将无法根据油田长期开发的需要，进行分层测试、 分层开采等分层作业。
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二、环空窜流的形态及其成因
环空窜流的两个必要条件 动力←层间压差：客观存在、改变不了 通道←水泥与地层、套管胶结形成良好层间封隔中 的薄弱环节，即水泥石本体 ，或水泥石与地层、 套管之间的连接界面、 。
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地层 水泥石 套管
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二、环空窜流的形态及其成因
层注水、分层开采等强化开采措施等。
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一、概 述
固井的特点
一次性工程,如果固井质量不好,或出现固井事故， 难以补救，且补救费用高；
隐蔽工程,主要流程在井下,施工时不能直接观察, 施工时间短。 受多种因素的综合影响； 费用高，花钱多； 承前启后，钻井-采油；
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注入流体腐蚀损坏，从而影响油气井的正常生产，
甚至无法满足油田长期开发的需要。
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一、概 述
固井质量要求： 不论是钻井、完井还是开发，对固井质量的要
求，都可以归结为： 套 管：有足够的强度，能承受井下多种外力
的作用，耐腐蚀、不断、不裂、不变形。 水泥环：良好的层间封隔，不出现环空窜流。 可根据层间封隔效果判定固井质量的原因。
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二、环空窜流的形态及其成因
出现 时间
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注水泥
•死泥浆、泥饼 •套管、地层表面油湿
候凝
•自由水通道、分层 •水泥水化裂缝 •地层流体侵入 •动态水干扰 •管内憋压、微环隙 •提前作业、动井口
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一、概 述
环空窜流的危害：
开发：难以进行分层测试、分层开采或分
组开采等措施，致使部分储量难以动用，不利于
提高产量和采收率；油气藏本身的能量、资源
将通过窜流通道散失，不利于提高产量和采收率；
高压地层水将通过窜流通道进入油气藏，影响
油气资源在地下分布、运移，甚至对油气藏造成
严重的破坏，如油气层水淹。
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一、概 述
层间封隔失败的后果
环空窜流：在注水泥作业后，由于水泥浆体系 设计不合理，或固井工程设计不合理，或注水泥施 工操作不合理，水泥浆未能完全充满待封固的环形 空间，或未能形成优质、完整的水泥环，或未与欲 封固井段的地层、套管良好胶结，不能在油气井正 常生产寿命期间有效密封环空而导致井口冒油、气、 水，或油、气、水在地下层间互窜的现象。
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一、概 述
固井目的：
开发：提供良好的油气流通道；防止油气
资源散失而提高采收率；防止油气藏能量散失而
延长自喷生产时间，降低油气生产成本；防止套
管外油、气、水互窜而影响油气井的正常生产，并
节约修井费用；支撑、保护套管，防止套管因受
力或受地层流体腐蚀而损坏，确保油气井寿命满足
油田长期开发的需要；便于实施压裂、酸化、分
环空）某预定位置，并使其在预定时
间内迅速硬化、凝结，与地层、套管
良好胶结，形成优质、完整、具有良
好层间封隔能力的水泥环，进而密封
环空、实现层间封隔的工艺过程。
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一、概 述
固井目的：
钻井：封隔井下复杂情况，如塑性盐层、高
压水层、大段泥页岩以及疏松破碎带等，为泥浆
循环提供良好的井眼通道，为顺利进行后续钻井
用时间、作用方式、作用原理都有所不同。
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二、环空窜流的形态及其成因
因此，要防止环空窜流，需对其本身、其影响
因素及其作用机理、作用规律有系统、科学、全面
的认识。
只有这样，才能在进行固井工
程设计和固井作业时，对其进行全
面的掌握和控制，掐断环空窜流形
成的渠道，有效防止环空窜流，从
而获得优良的固井质量。
水泥石 本体
窜流 通道
固井 界面
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•大肚子、窄边死泥浆、指进泥浆窜槽 •候凝，地层流体窜槽、侵入 •自由水通道、严重分层 •水泥水化裂缝，收缩、膨胀 •水泥石破碎解体，高温、冲击、射孔
•井壁残存泥饼 •套管、地层表面油湿 •微环隙，管内憋压候凝 •地层流体动态干扰 •界面胶结破坏，PT变化、冲击
作业奠定基础，从而防止井眼失稳，减少井下复
杂和事故，以缩短建井周期，降低油气勘探开发
成本。
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一、概 述
固井目的： 完井：提供良好的井眼条件。 只有层间封隔良好的井眼，才能实施分层作
业，如分层测试等；才能实施酸化、压裂等强化 开采措施；才能根据油田长期开发的需要选用适 宜的开采方式，如分层开采、分组开采等。