固井常见注水泥方法
(固井)常规注水泥塞作业规程
常规注水泥塞作业规程1 主题内容与适用范围本规程规定了注水泥塞的作业设计、作业准备、作业程序、质量控制与安全要求,资料录取及质量检验。
本规程适用于油井裸眼段、套管内注水泥塞作业,主要用于以下几种用途:处理钻井过程中的井漏;定向钻井的侧钻和造斜;堵塞报废井及回填枯竭层位;其他类型的注水泥塞作业亦可参照使用。
2 引用标准无3 作业设计3.1 资料收集3.1.1 收集作业井的井身结构、封固井段、井径数据、井下情况、设备情况、钻具情况、钻井液性能、钻井参数。
3.1.2 收集水泥浆性能。
3.2 设计原则水泥塞厚度应严格按工程技术要求执行。
3.3 注水泥塞设计编写要求编写内容、格式应符合附录A的要求。
4 作业准备4.1 材料准备4.1.1 按设计要求备足合格的油井水泥和添加剂,并妥善保存,防止受潮。
4.1.2 作业前取水泥样和水样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配方试验。
水泥养护温度应按作业井段的温度。
4.1.3 备足配浆液,其总量不应小于使用量的1.5倍4.2 井眼及管柱准备4.2.1 准确计算、丈量、配好注水泥塞管柱,并作好记录。
4.2.2 循环并处理好泥浆性能,提高泥浆对井壁的冲洗效果,钻井液性能应能维持井壁稳定、井眼干净、无油气侵。
4.2.3 保证按下入钻具紧扣顺序、整立柱起钻,不得错扣。
4.3 地面设施、设备准备4.3.1 对地面设备进行严格细致检查,保证固定部位安全可靠,转动部分运转正常,仪表准确灵活。
主要检查下列部位:a)井架及底座;b)提升系统:绞车、天车、游动滑车、大钩吊环、钢丝绳及固定绳卡等;c)动力设备:柴油机、钻井泵、空压机、发电机及传动系统;d)仪表:指重表、泵冲数表、泵压表、及扭矩表等;4.3.2 B型钳使用灵活、安全可靠性的质量检查4.3.3 地面管线连接可靠、不刺不漏。
4.3.4 顶替泥浆的计量准备。
4.3.5 受污染钻井液的处理准备。
5 作业程序5.1 按相关指令要求将注水泥塞管柱下入井中至规定的深度。
内插法注水泥原理
工作原理 在中心插入管的插入接头插入到插入式浮箍的插入孔 内后, 内后,就把原套管内较大的空间封割成钻具水眼内空 间和钻具外与套管内之间的环形空间两个部分。 间和钻具外与套管内之间的环形空间两个部分。在固 井过程中,水泥浆与钻井液只能从钻具水眼内通过, 井过程中,水泥浆与钻井液只能从钻具水眼内通过, 并经回压凡尔装置进入套管外环形空间。 并经回压凡尔装置进入套管外环形空间。钻具水眼内 空间的容积与原套管内空间的容积相比, 空间的容积与原套管内空间的容积相比,分别为 套管内空间的94%和∮339.7mm套管内空间 ∮508mm套管内空间的 套管内空间的 和 套管内空间 的11.36%,回压凡尔的工作原理与普通回压凡尔的工 , 作原理相同。 作原理相同。
技术方面的几点认识: 技术方面的几点认识: 1、接方钻杆开泵顶通井内钻井液并认真观察套管内是否有 、 钻井液返出, 钻井液返出,若有则必须增加中心插入管压力保证插入 座和中心插入管接触处密封可靠。 座和中心插入管接触处密封可靠。 2、严格校核钻井液替量,将钻井液替量的误差减到最小。 、严格校核钻井液替量,将钻井液替量的误差减到最小。 防止替空。 防止替空。 3、通过近 年的内插法固井技术现场实践,证明使用内插 年的内插法固井技术现场实践, 、通过近5年的内插法固井技术现场实践 法固井装置完全可以解决大尺寸套管固井时, 法固井装置完全可以解决大尺寸套管固井时,套管内容 积大,水泥浆在套管内易发生串槽,以及钻井液替量大, 积大,水泥浆在套管内易发生串槽,以及钻井液替量大, 时间长等问题,固井施工顺利。固井质量好。 时间长等问题,固井施工顺利。固井质量好。对今后青 海油田大尺寸套管固井具有一定的指导作用。 海油田大尺寸套管固井具有一定的指导作用。
在施工过程中针对508mm和3397mm的套管固井时套管内容积大水泥浆在套管内易发生串槽以及替钻井液时量大时间长对固井施工和固井质量极为不利的具体问题研究并使用了内插法注水泥技术使用插入式固井装置通过在套管内下入钻具进行固井作业成功地解决了上述问题保证了固井施工顺利及节约了钻井液又下部深井段施工提供了可靠的质量和而成, 回压凡尔装置中的球体采用尼龙加工而成,在下套 管过程中可以防止钻井液进入套管内, 管过程中可以防止钻井液进入套管内,依靠浮力减轻 大钩负荷同时排挤钻井液上返, 大钩负荷同时排挤钻井液上返,迫使环空钻井液保持 流动状态,以保证井眼畅通无阻。 流动状态,以保证井眼畅通无阻。壳体和插入座之间 是由粗螺纹连接装配在一起, 是由粗螺纹连接装配在一起,插入座和凡尔凡尔是用 铝制十字形罩子将尼龙球固定在插入座的下边, 铝制十字形罩子将尼龙球固定在插入座的下边,中心 插入管包括插入头和密封圈, 插入管包括插入头和密封圈,插入插头是由铝制材料 加工而成上端可以直接与钻具连接, 加工而成上端可以直接与钻具连接,密封圈由橡胶加 工而成,对插入座和插入接头其密封作用, 工而成,对插入座和插入接头其密封作用,防止固井 时水泥浆和钻井液进入套管。实践证明, 时水泥浆和钻井液进入套管。实践证明,内插法固井 装置结构简单,操作方便、安全可靠等特点。 装置结构简单,操作方便、安全可靠等特点。
分级固井注水泥工艺技术及运用实践研究
分级固井注水泥工艺技术及运用实践研究摘要:随着我国固井工程技术的发展速度不断加快,分级固井技术发展也得到快速提升。
在石油气井固井工程施工过程当中,分级固井水泥施工工艺得到了广泛的运用,特别是在解决井漏现象以及地层压力系数较低的工程项目当中发挥出了非常重要的作用。
关键词:分级固井;注水泥;工艺技术引言:钻井工程技术快速发展的过程中广泛应用了分级固井注水泥施工,尤其是当前我国双级注水泥施工技术逐步完善的背景下,其在我国钻井工程中发挥相当重要的作用。
使用分级箍显著提升了固井成功率及其固井工程的合格率,在使用多种外加剂的过程中固井质量得到进一步提高。
1.分级箍在石油气固井工程中的应用1.1 分级箍结构在分级注水泥工艺施工过程当中,通常分为两种施工方法:第一种是非连续性的双重注水泥施工模式;第二种是连续性双击注水施工方法。
除此之外,分级箍的类型也有很多种类型,常用的尺寸包括三种:φ139.7mm、φ177.8mm、φ244.5mm。
当前我国在石油勘测企业当中相继研发和制造了分级箍模型,但是在实际的施工和下井操作当中,和国外一些比较先进的发达国家相比还有着一定的差距。
在我国某大型油田钻井企业当中,依照具体的施工需求,自行设置了相应的滑套式分级箍设置方法,一共分为了四个不同类型的型号,四种型号当中滑套式的分级箍在对油田开采施工过程当中的使用范围相对比较广泛,在油田的开发领域当中,慢慢发展成为了一套比较系统化的施工产品。
其中主要的工作原理和工作特点为:通过一级注水泥施工结束之后,再投入到第一级水泥将作为顶部施工程[1]。
1.2 工作原理和工作特点我国某大型油田钻井企业根据施工要求,自行设计了滑套式分级箍,一共设计了四个型号,即φ139.7mm、φ177.8mm、φ244.5mm 与φ339.7mm。
这四种型号的滑套式分级箍在对油田的开采过程中使用的范围很广,在油田开采领域中成为成功的系列产品。
其工作机理及工作特点为:第一级注水泥施工结束后,投入硬压塞顶替第一级泥浆,当顶替第一级泥浆完毕后进行固井碰压,接着在水泥车上或者泵房内实施放压,并且在此过程中时刻注意浮箍浮鞋的工作情况,如果其运行正常,那么投入重力塞,以保证加压开孔的顺利实施,随后,通过水泥车继续替入泥浆,以使分级箍的开孔压力控制在 4~5 MPa 范围,滑套下落时注意控制速度,不得快于每分钟60米,接着迅速将循环孔打开,循环出分级箍以上的水泥浆。
注水泥附件及工艺技术
正器,有常规使用弹簧
片式扶正器,带有紊流 导向板及刚性扶正器, 后者主要用于较大斜度 井段。 各式套管扶正器
(a)常规直形不电焊扶正器; (b)适用定向井大斜度井段;
(c)具有紊流导向片
注水泥附件及工艺技术
二 注水泥
1 注水泥技术内容
套管刮泥器见图:
套管刮泥器 (a)定位箍;(b)环式刮泥器(往复式);(c)针形刮泥器(往复式);(d)旋转式刮泥器
使用井段套管要求一致,外径不能大于接箍外径尺寸(扶正器除外),内径不能小
于下入套管的最小内径。
注水泥附件及工艺技术
三 注水泥的各种工艺方法介绍
1 内管柱注水泥方法
(1)选用原因
井深较浅而且是大井眼大尺寸套管时,尤其在无大尺寸胶塞,为防
止注水泥及替泥浆过程在管内发生窜槽。顶替泥浆量过大、时间长。
该方法可以防止产生过大的上顶力,因较大承压截面积,在环空略 有堵塞时,极易造成套管因上顶力大于管体重量而向上移动。
注水泥附件及工艺技术
四 尾管固井工艺
2 典型尾管悬挂装置
(2)“J”形槽悬挂器见图 作用原理:当下至设计深度后,
上提0.3 ~0.5m,依靠弹簧片与 外层套管内壁的摩擦力,以反时
针方向转动,J槽内导向销钉由
短槽进入长槽,此时下放钻具, 卡瓦在锥套处张开而悬挂在外层
套管内壁上。
注水泥附件及工艺技术
灌,下回压阀旁道开启。上回压阀
由中空管作用一直打开阀板,旁道 可节流回灌液体速度; (b)一在循环钻井液该浮箍形式。 (c)一通过投球,将中空管下压, 上回压凡尔起作用,下回压凡尔旁 通道也被关掉,是注水泥中浮箍的 工作状态。 自灌式浮箍工作原理
注水泥附件及工艺技术
(固井)常规注水泥塞作业规程
(固井)常规注⽔泥塞作业规程常规注⽔泥塞作业规程1 主题内容与适⽤范围本规程规定了注⽔泥塞的作业设计、作业准备、作业程序、质量控制与安全要求,资料录取及质量检验。
本规程适⽤于油井裸眼段、套管内注⽔泥塞作业,主要⽤于以下⼏种⽤途:处理钻井过程中的井漏;定向钻井的侧钻和造斜;堵塞报废井及回填枯竭层位;其他类型的注⽔泥塞作业亦可参照使⽤。
2 引⽤标准⽆3 作业设计3.1 资料收集3.1.1 收集作业井的井⾝结构、封固井段、井径数据、井下情况、设备情况、钻具情况、钻井液性能、钻井参数。
3.1.2 收集⽔泥浆性能。
3.2 设计原则⽔泥塞厚度应严格按⼯程技术要求执⾏。
3.3 注⽔泥塞设计编写要求编写内容、格式应符合附录A的要求。
4 作业准备4.1 材料准备4.1.1 按设计要求备⾜合格的油井⽔泥和添加剂,并妥善保存,防⽌受潮。
4.1.2 作业前取⽔泥样和⽔样做⽔泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配⽅试验。
⽔泥养护温度应按作业井段的温度。
4.1.3 备⾜配浆液,其总量不应⼩于使⽤量的1.5倍4.2 井眼及管柱准备4.2.1 准确计算、丈量、配好注⽔泥塞管柱,并作好记录。
4.2.2 循环并处理好泥浆性能,提⾼泥浆对井壁的冲洗效果,钻井液性能应能维持井壁稳定、井眼⼲净、⽆油⽓侵。
4.2.3 保证按下⼊钻具紧扣顺序、整⽴柱起钻,不得错扣。
4.3 地⾯设施、设备准备4.3.1 对地⾯设备进⾏严格细致检查,保证固定部位安全可靠,转动部分运转正常,仪表准确灵活。
主要检查下列部位:a)井架及底座;b)提升系统:绞车、天车、游动滑车、⼤钩吊环、钢丝绳及固定绳卡等;c)动⼒设备:柴油机、钻井泵、空压机、发电机及传动系统;d)仪表:指重表、泵冲数表、泵压表、及扭矩表等;4.3.2 B型钳使⽤灵活、安全可靠性的质量检查4.3.3 地⾯管线连接可靠、不刺不漏。
4.3.4 顶替泥浆的计量准备。
4.3.5 受污染钻井液的处理准备。
5 作业程序5.1 按相关指令要求将注⽔泥塞管柱下⼊井中⾄规定的深度。
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。
内插法固井
(二)插入法固井工艺插入法固井工艺一般用于大直径套管固井,是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍(或插座式浮鞋),与环空建立循环,用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。
采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混,缩短顶替钻井液时间,同时水泥浆可提前返出从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染。
1. 插入法固井工艺流程插入法固井工艺套管结构为:插入式浮鞋+套管串(也可以为:引鞋+1根套管+插入式浮箍+套管串)。
钻杆串结构为:插头+钻杆扶正器+钻杆串。
插入法固井工艺流程:注入前置液→注入水泥浆(见图)→替入钻井液(替入量比钻杆内容积少0.5m3)→放回压检查回压凡尔是否倒流→上提钻杆循环出多余的水泥浆(见图)。
下入钻杆,插头插入插座, 注入水泥浆替泥浆结束,起钻循环2.插入法固井的有关计算(1)套管串浮力计算大直径套管固井一般是表层套管固井,要求水泥返出地面,固井施工后,管外环空全部为水泥浆。
为了保证套管不被浮起,套管串所受的浮力Ff必须小于套管串的重量Gt。
套管串所受的浮力Ff的计算公式:Ff = SwHρsg×10-7 (1)式中 Ff—套管串所受的浮力,kNSw—套管外截面积,cm2H—浮箍深度,mρs—水泥浆密度,g/cm3g—重力加速度。
套管串重量Gt的计算公式:Gt = qH×10-3+ SnHρng×10-7 (2)式中 Gt—套管串重量,kNq—每米套管重量,N/mH—浮箍深度,mSn—套管内截面积,cm2ρn—套管内泥浆密度g/cm3g—重力加速度。
要保证套管串不被浮起,需满足Gt ≥Ff。
若计算后Gt≤ Ff,必须加重钻井液,即加大ρn 的值,以提高套管串的重量Gt,使Gt≥Ff后方可施工。
因此,必须进行钻井液“临界密度”ρmin的设计。
“临界密度”是指替钻井液结束时,套管串所受的浮力Ff 与套管串的重量Gt相等时套管内钻井液的密度。
固井工艺技术
固井工艺技术常规固井工艺内管法固井工艺尾管固井工艺尾管回接固井工艺分级固井工艺选择式注水泥固井工艺筛管(裸眼)顶部注水泥固井工艺封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺注水泥塞工艺预应力固井工艺挤水泥补救工艺技术漏失井固井技术高压井固井技术大斜度井固井技术深井及超深井固井技术长封固段井固井技术小间隙井固井技术糖葫芦井眼固井技术气井固井技术(一)常规固井工艺常规固井工艺是指在井身质量较好,且井下无特殊复杂情况,封固段较短的封固要求下,将配制好的水泥浆,通过前置液、下胶塞(隔离塞)与钻井液隔离后,一次性地通过高压管汇、水泥头、套管串注入井内,从管串底部进入环空,到达设计位置,以达到设计井段的套管与井壁间的有效封固。
套管串结构:引鞋+旋流短节+2根套管+浮箍+套管串.施工流程:注前置液→注水泥浆→压碰压塞(上胶塞)→替钻井液→碰压→候凝。
保证施工安全和固井质量的基本条件:(1)井眼畅通。
(2)井底干净。
(3)井径规则,井径扩大率小于15%。
(4)固井前井下不漏失。
(5)钻井液中无严重油气侵,油气上窜速度小于10m/h.(6)套管居中,居中度不小于75%。
(7)套管与井壁环形间隙大于20mm。
(8)钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下,应保证低粘度、低切力、低密度,具有良好的流动性能。
(9)水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。
(10)水泥浆和钻井液要有一定密度差,一般要大于0。
2. (11)下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低压管汇等,性能满足施工要求。
(二)内管法固井工艺内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍(或插座式浮鞋),与环空建立循环,用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。
采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混,缩短顶替钻井液时间。
用该工艺进行表层时,水泥浆可提前返出,从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染.该工艺一般用于大直径套管固井。
固井注水泥流程图
固井注水泥流程图固井注水泥是石油钻井中非常重要的一个环节,它能够保证钻井管在地层中的稳定,防止地层井漏,同时也能够防止地下水污染。
固井注水泥流程图展示了整个固井注水泥的工作流程,下面我们就来详细介绍一下固井注水泥的流程图。
首先,固井注水泥的准备工作非常重要。
在进行固井注水泥之前,需要对井口进行清洁和检查,确保井口的状态良好,没有杂物和污物。
同时,需要准备好所需的固井设备和材料,包括水泥、水泥搅拌设备、泥浆泵等。
接下来是固井注水泥的搅拌和配比工作。
在搅拌水泥的过程中,需要根据地层情况和固井要求,精确地配制出适合的水泥浆。
这个过程需要严格按照配比要求进行,确保水泥浆的质量符合标准。
然后是水泥浆的注入和固井。
在进行水泥浆的注入过程中,需要根据井深和井径的不同,选择合适的注水泥工艺,确保水泥浆能够均匀地填满井筒,并且能够完全固定井管。
在注水泥的过程中,需要不断地监测注水泥的压力和流量,以确保注水泥的效果符合要求。
最后是固井注水泥的验收和记录。
在完成固井注水泥之后,需要对固井效果进行验收,确保固井的质量符合要求。
同时,需要对固井注水泥的整个过程进行记录,包括注水泥的时间、压力、流量等数据,以便后期的分析和总结。
通过固井注水泥流程图,我们可以清晰地了解固井注水泥的整个工作流程。
在实际操作中,需要严格按照流程图的要求进行,确保固井注水泥的质量和效果。
固井注水泥是石油钻井中非常重要的一个环节,只有做好固井注水泥工作,才能够保证钻井的顺利进行,同时也能够保护地下水资源和地层环境的安全。
固井注水泥标准
固井注水泥标准固井注水泥的标准包括以下几个方面:1. 水泥浆密度:固井水泥浆的密度必须大于完井时泥浆的密度(或下套管时泥浆的密度),但也不能压漏地层,同时还要保证水泥石的强度和水泥浆的流动性。
通常,固井水泥浆的密度在~克/厘米³,这个密度一般比钻井时泥浆的密度大得多。
2. 水泥颗粒细度:水泥颗粒的大小将影响水泥水化反应的快慢,颗粒越小,单位重量的水泥颗粒与水接触的表面积就越大,水泥水化反应就越快。
国内四种油井水泥要求用毫米方孔筛筛余不超过15%为合格。
3. 凝结时间:自水泥与水混合时开始至能承受一定压力的硬化程度所经历的时间是水泥浆的凝结时间。
国内外均用维卡仪来测定凝结时间。
一般取初凝时间的75%为注水泥的施工时间。
4. 施工条件:规范性引用文件SY/T6592—2004《固井质量评价方法》对固井施工的基本条件也做了明确要求,包括但不限于以下方面:井身结构合理,井身质量达到钻井设计要求。
下井套管深度、上扣扭矩、管身质量、管串结构、套管强度符合设计要求。
钻井液净化循环系统完善,工作可靠;钻井液性能达到固井施工协作会要求。
钻进油层前,井距在500米内的注水井在下套管前和注水泥候凝期间应停注;对钻井有干扰的井应泄压;完井之前,压力系统稳定,已停注的300米以内的注水井,可以不泄压。
下套管前应压稳油气水层,井内静止24小时,油层上窜速度不大于5米/小时,气层上窜速度不大于10米/小时。
漏失井应经过堵漏正常,以(~)倍的钻井排量进行洗井考验,必要时进行安全试压方可下套管。
注水泥用水储备量应比理论计算量增加(1~)倍。
水泥品种、数量、质量及性能满足设计和施工要求。
请注意,上述标准并非一成不变,可能会随着技术进步和实际需求的变化而更新。
在实际操作中,请根据具体情况和相关行业规范进行操作,如有必要,请寻求专业人员的帮助。
水平井固井方法
水平井固井方法
水平井固井方法指的是在建造水平井时采取的一种固井技术。
该方法主要是为了保证水平井壁的强度和稳定性,避免井壁塌方和漏水等问题的发生。
具体的固井方法有以下几种:
1. 钻进液固井方法:将水泥浆注入井孔中,靠压力使其固结。
2. 微泡水泥固井方法:在水泥浆中加入适量的微泡剂,使其形成泡沫状,提高其流动性和固结性。
3. 膨润土固井方法:将膨润土和水混合成浆状,注入井孔中,膨胀后固结。
4. 钢管固井方法:在井孔内安装钢管,并将水泥浆沿着钢管注入,形成固结层。
5. 增强管固井方法:在井孔内安装增强管,再将水泥浆注入管内,形成固结层。
水平井固井方法的选择取决于地质条件、井深、井壁稳定性等因素。
采用合适的固井方法可以有效地保证水平井的安全和稳定。
- 1 -。
固井水泥浆配方
固井水泥浆配方固井水泥浆是一种常用于油井固井工程中的材料,其作用是在油井钻井完毕后,填充钻井孔隙,加固井壁,确保井壁的完整性和稳定性。
固井水泥浆的配方对于固井工程的成功至关重要。
本文将从固井水泥浆的组成、配方原则和常用配方三个方面进行阐述。
一、固井水泥浆的组成固井水泥浆通常由水泥、混凝土添加剂和水组成。
水泥是固井水泥浆的主要成分,常用的水泥有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝酸盐水泥等。
混凝土添加剂主要包括减水剂、增稠剂、增强剂等,用于改变固井水泥浆的流动性、粘度和强度。
二、固井水泥浆的配方原则1.适应地层条件:根据油井的地层条件,选择合适的水泥种类和添加剂。
例如,在高温井中,应选用耐高温水泥;在酸性井中,应选用耐酸水泥。
2.保证井壁完整性:固井水泥浆应具有良好的流动性和可泵性,以确保在注入过程中能够充分填充钻井孔隙,并与井壁形成紧密的结合。
3.提高固井质量:固井水泥浆应具有足够的强度和稳定性,能够抵抗井压、井温和井液等外部环境的影响,确保井壁的长期稳定。
三、常用固井水泥浆配方1.基础配方:硅酸盐水泥、水和适量的混凝土添加剂。
这种配方适用于一般地层条件,具有良好的流动性和可泵性。
2.耐高温配方:高铝酸盐水泥、水和耐高温混凝土添加剂。
这种配方适用于高温油井,能够保持固井水泥浆的强度和稳定性。
3.耐酸配方:硫铝酸盐水泥、水和耐酸混凝土添加剂。
这种配方适用于酸性油井,能够抵抗酸性环境的侵蚀,保持固井水泥浆的完整性。
四、总结固井水泥浆配方是油井固井工程中的关键环节,正确的配方能够保证固井工程的顺利进行和井壁的长期稳定。
在配方过程中,需要根据地层条件、井温、井压等因素选择合适的水泥种类和添加剂,并确保固井水泥浆具有良好的流动性、可泵性、强度和稳定性。
只有在配方合理的情况下,固井工程才能达到预期的效果。
通过以上的介绍,我们可以看出固井水泥浆的配方是一个复杂而关键的过程。
在实际的固井工程中,需要根据具体情况进行调整和优化。
分级固井注水泥工艺技术研究与应用
分级固井注水泥工艺技术研究与应用对分级固井注水泥技术从固井工具选用、工艺流程、技术应用等方面进行研究分析,建立分级箍合理安放位置的计算式,现场应用效果显著。
标签:分级固井;注水泥;分级箍;固井技术固井技术是钻完井过程中重要的技术环节,固井质量的好坏直接影响着后续的油气开采作业。
分级固井注水泥工艺技术常用于解决水泥封固段长、地层压力系数低、固井过程井漏现象严重等问题。
1 分级固井注水泥流动过程理论1.1 分级固井注水泥工艺描述①非连续打开式双级注水泥工艺:将分级箍按设计位置接于套管串,并送入预定位置;循环泥浆以清洗井壁;注入前置液;注入一级水泥浆;投入碰压塞来顶替泥浆;碰压,放回压,检查回压凡尔;释放重力塞;鳖压打开循环孔,循环泥浆,第一级注水泥结束。
第二级注水泥流程与上相似;②连续打开式双级注水泥工艺:a 机械式分级箍:将机械式分级箍按设计位置接于套管串,并送入预定位置;清洗完井壁后注入前置液;注入一级水泥浆;释放挠性塞,开始顶替分级箍以下管内的泥浆;释放重力塞,替分级箍以上管内的泥浆;碰压后,憋压打开循环孔,循环钻井液;注入隔离液,注入二级水泥浆,释放关闭塞,替泥浆碰压,关闭循环孔;放回压,检查循环孔性能;候凝。
b 压差式分级箍:与机械式分级箍注水泥的工艺流程相似,不同在于無需使用打开塞或重力塞来打开循环孔,而是根据压差来打开循环孔;③双级连续注水泥工艺:机械式分级箍:将分级箍按设计位置接于套管串,并送入预定位置;清洗完井壁后注入前置液;注入一级水泥浆;释放碰压塞,顶替分级箍以下的水泥浆;释放打开塞;注入前置液,注入二级水泥浆,释放二级碰压塞,顶替水泥浆,碰压时关闭循环孔;候凝。
压差式分级箍:与机械式分级箍注水泥工艺相似,不同在于无需使用打开塞或重力塞来打开循环孔,而是根据打开套两端的压差打开循环孔。
1.2 分级注水泥流动过程描述第一级注水泥初始阶段,水泥浆注入套管内,与之前流动的钻井液之间形成密度差,从而产生压差。
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。
第四章注水泥技术
体系。水泥浆变稠,直到失去流动性。
3)、硬化期:水泥的水化物形成晶体状态,互相紧密连接成 一个整体,强度增加,已经硬化成为水泥石。
一、油井水泥
油井水泥的分类
1、API水泥使用范围
一、油井水泥
油井水泥的分类
2、国产以温度系列为标准的油井水泥
45℃水泥:用于表层及浅层,深度小于1500米; 75℃水泥:用于井深1500-3200m。当超过3500 m时应加入缓
四、提高注水泥质量的措施
3、提高注水泥质量的措施
(1)、提高顶替效率,防止窜槽 ①、加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度; ②、注水泥时活动套管; ③、采用紊流或塞流流态注水泥; ④、采用前置液; ⑤、注水泥前调整钻井液性能; ⑥、增加紊流接触时间等。 (2)、防止油气水上窜
①、注完水泥后及时使套管内卸压,并在环空内加压; ②、使用膨胀性水泥,防止水泥石收缩; ③、采用多级注水泥技术或采用两种凝速的水泥; ④、使用刮泥器,清除井壁泥饼。
第四章、注水泥技术
主要内容
油井水泥 水泥浆的物理性能 前置液体系 注水泥工艺及设备 注水泥设计及计算 提高固井注水泥质量的措施
§4、注水泥技术
主要内容:
油井水泥
油井水泥的主要成分 油井水泥的水化作用 油井水泥的分类
水泥浆的性能与固井工程的关系
水泥浆性能与固井工程之间的关系 水泥外添加剂 特种水泥 水泥浆性能的调节
一、油井水泥
油井水泥的主要成分:
(3)、铝酸三钙3CaO·Al2O3(简称C3A)
促进水泥快速水化;
其含量是决定水泥初凝和稠化时间的主要因素;对水泥 浆的流变性及早期强度有较大影响;对硫酸盐极为敏感;对 于有较高早期强度的水泥,其含量可达15%。 (4)、铁铝酸四钙4CaO2·Al2O3·Fe2O3(简称C4AF), 对强度影响较小,水化速度仅次于C3A, 早期强度增长较快,含量为 8%~12%。 除了以上四种主要成份之外,还有石膏、碱金属的氧化物等。
钻井水泥浆灌注工艺
钻井水泥浆灌注工艺1公升其实就是1升1升水的重量=1kg=1公斤=2市斤=2斤我们说的50斤塑料壶就是25升,而上面写的却是25公升向孔内灌注水泥的方法有水泵灌注法、灌注器灌注法、孔口灌注法及干料投放法等。
1. 水泵灌注法水泵灌注法是最常用的方法,它是通过钻杆将水泥浆用水泵压入孔内漏失或坍塌的岩层,以达到护堵的目的。
此方法适用于灌浆量大,不受钻孔深度限制的水泥灌注。
在钻孔中部只要架桥后也可适用。
用此方法还可实现加压灌注。
利用水泵灌注法施工简便,无需特珠设备和工具,但对水泥浆要求流动性好,易于泵送。
图12-12 灌注水泥示意图水泵灌注法的操作过程为:堵漏时,钻具下到预定深度距孔底约0.3~0.5m左右时,先泵入清水以检查钻杆内部确实畅通良好时,即可泵入配好的水泥浆。
将水泵莲蓬头放入水泥浆桶内即泵送水泥浆。
不论堵漏或护壁,刚开泵时应先打开水泵回水管,将吸水管及水泵中的清水排出,喷浆后再打开三通将水泥浆送入孔内。
待泵吸水泥浆过程完后,立即将莲蓬头放入准备好的替浆水桶中,开泵替浆。
为了使孔底返流均匀,替浆时可适当慢转钻具。
替浆的压力量应根据孔内水位高低,以达到孔内液柱压力平衡为原则,可按下式进行估计计算:(12-23)式中:--替水泥浆所需压水量,kg;L--钻杆柱长度,m;l--孔内静水位离孔口高度,m;q--每米钻杆内容积,L;--地面管线及水泵容积;K--压水系数,浅孔取0.9、深孔取0.95。
根据上式计算,当孔内无水或水位很低时,压水量达到机上钻杆后(约60~80L),即应停泵,然后拆开机上钻杆,靠钻杆内外液柱压力差,使水泥浆继续沿钻杆内下降,并从钻具底部返出钻杆外,直至钻杆内外压力达到平衡为止。
当水位很高或返水孔,则压水量接近于钻具内容积加上地面管线容积乘以压水系数,可以保证水不压出钻具底部,这时钻杆外的水泥浆高度比钻具的水泥浆高度会大一些。
当提钻时,会向钻杆内回流或填补孔底空间,水泥浆不会被稀释。
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常规注水泥
注前置液:为提高水泥泵顶替钻井液的效率,保证水泥环质量,在钻井液与水泥浆之间注入一段“液体”,这种特殊的液体称为前置液,按其性质分为冲洗液和隔离液,在顶替钻井液过程中起到冲洗、稀释和隔离钻井液作用,从而提高水泥浆的顶替效率。
注水泥浆:指按封固井段内井眼与套管之间环荣大小计算用水泥数量,通过固井专用设备将干水泥和配浆水混合成一定密度的水泥浆,并通过套管注到井内。
压胶塞:指注水的水泥数量到达设计要求时,将胶塞压入井内。
起作用是有效地隔离顶替液与水泥浆,并刮下套管壁上的水泥浆,同时与管串上的浮配合,起到控制替钻井液量的作用。
为防止先期注入的水泥浆在套管内与钻井液发生混窜,有时还在注前置液之后加入一个下胶塞,这是一个空心只有一层特殊隔膜的胶塞。
起作用时组织水泥浆在套管内狱卒阿宁也混攒。
当水泥浆充满套管时,下胶塞坐在浮攒上,压力达到一个较小的值时,隔膜被破坏通道打开,保证后续施工正常进行。
钻替井液:指用顶替液推动胶塞,将套管内的水泥浆替到套管外的环形空间,到达封固的层的过程,这是固井工作的重要环节。
由于常用的顶替液为钻井液,故称替钻井液。
碰压:当顶替液的数量达到套管串浮箍以上的容积时,胶塞将坐在浮箍上,流体通道封闭,使套管内压力突然升高,这一现象称为碰压。
它标志着浮箍以上的套管内的水泥浆全部被顶替到环空。
套管试压:碰压后,为了验证套管串的密封情况而进行的压力试验。
具体做法是将套管内压力提高到某一规定的数值,经一定时间后而不下降为合格。
说明整个管串的密封性很好,符合油气井投产的使用条件。
如果在一定时间内套管内压力下降,则说明管串密封有问题,需查找原因进行处理。
有些油田规定在水泥浆侯凝之后进行套管试压。
侯凝:试压结束后,将套管内的压力释放掉,使套管处于不变形的状态下侯凝,保证固井质量。
此时,应注意浮箍、浮鞋的密闭性,如发生倒流现象,则需根据水泥浆与泥浆的压差值,确定一个回憋压力。
此压力不宜过高,以免套管变形,一般在套管内外静压差基础上附加1-2Mpa.
分级注水泥
分级注水泥是利用连接在管串上的可以打开和关闭的特殊接箍,将一口井的注水泥作业分两次或三次完成的注水泥工艺。
分级注水泥技术可以降低环空液柱压力,减少注水泥作业井漏的发生,从而降低了施工压力,保证施工的安全。
同时还可以防止或减少水泥浆失重造成的油气水上窜,有利于提高固井质量。
除此之外,还可选择最佳的水泥封固段,节约水泥,降低固井成本。
简单的说可分为两种:正规非连续式双级注水泥和非正规连续式双级注水泥。
正规非连续式双级注水泥:注一级前置液—注一级水泥浆—压第一级胶塞—替顶替液—碰压—敞压—投入打开塞—打开分级箍通道—循环洗井侯凝—注二级前置液—注二级水泥浆—压入关闭塞—替顶替液—碰压—关闭分级箍通道—结束。
非正规连续式双级注水泥:注一级前置液—注一级水泥浆—投一级胶塞—替顶替液—投打开塞—注二级前置液—注二级水泥浆—投关闭塞—替顶替液—一级胶塞碰压二级通道打开—关闭塞坐封通道关闭—施工结束。
尾管注水泥
步骤:在接好注水泥管线并试压后,将前置液通过钻杆泵入,随后注入水泥浆(通过钻杆),注水泥结束后,压入钻杆胶塞并进行顶替,当钻柱内水泥浆被顶替完后,钻杆胶塞与尾管胶塞重合闭锁,压力上升到某一定值(尾管胶塞剪断压力)时,由钻杆胶塞和尾管胶塞组成的
组合胶塞进入尾管,对尾管内的水泥浆进行顶替,替完后,组合胶塞坐在浮箍上碰压,说明作业结束。
压力释放后,判断是否倒流,如回压阀可靠,井口泄压为零,将钻柱上提至尾管悬挂器顶部一定高度,将多余的水泥浆洗出井口。
尾管固井准备:
井眼准备:井身质量符合标准要求,裸眼井段无漏,卡等现象。
钻井液性能符合要求等。
钻柱准备:对用来送入尾管悬挂器的钻柱做好标识,单独排放,以防与其他钻具混杂。
同时钻柱钢级、壁厚及强度满足尾管下入及作业需要,钻柱内孔要用钻杆胶塞或通管器进行试通等。
尾管挂检查与下入:按照尾管挂性能规范和标准对设计下入的管串及附件进行严格检查,确保好用。
同时也要控制好下放速度等。
另外在连接悬挂器时要保护好卡瓦。
提前计算送入钻柱的回缩距,确定井底距尾管的距离。
尾管坐挂:在现场推荐使用一台水泥车单独完成坐挂作业。
其他注水泥方法
一,内管注水泥。