贝克休斯固井工艺技术介绍共101页
贝克休斯固井无限级滑套简介
27 Installations, 11.1%
7 Installations, 2.9% 6 Installations, 2.5%
Cardium: Doig:
4 Installations, 1.6% 1 Installation, .4%
Glauconitic:
案例
第二次施工-Granite Wash – 30 级 – 18,300 ft MD / 12,000 ft TVD
– – – –
客户要求作对比 10级，桥塞射孔枪联座 30 级无限级滑套 同样的液量及砂量
– OptiPort :
1个月后: 更高的产量 /井口返排压力 3个月后: 产量是桥塞射孔方式的一倍! SPE paper coming for HFTC 2013 (of course!)
Slave Point
Pekisko: Slave
2 Installations, .8%
Point: 12 Installations, 4.9% 2 Installations, .8%
Cardium Viking
Torquay: Viking:
182 Installations, 74.9%
为什么要使用 OptiPort?
对目的层段压裂的准确性更强 – 更多的地层接触 更好的泄油面积! 为固井完井方式提供另外一种分级压裂方式 – 无需磨铣作业 无需喷砂射孔 – 节省了时间、液量、费用等等 提供全尺寸内径滑套 – 无需磨铣 – 无级数限制 – 作业简单 压裂施工中，由于有连续油管在井筒内，更方便
– SPE Paper 154391
案例
第二次施工-Granite Wash – 30 级 – 18,300 ft MD / 12,000 ft TVD
固井滑套分段压裂工艺简介
固井滑套分段压裂工艺简介1.固井滑套分段压裂简介该工艺技术是贝壳休斯公司在固井技术的基础上结合了开关式固井滑套而形成的多层分段压裂完井技术。
该技术利用可开关式固井滑套选择性的放置在油层位置，固井完成后，利用钻杆，油管或连续油管代开关工具将滑套打开，然后用同一趟管柱进行压裂作业。
该压裂完井体系可根据油藏产层情况，选择多个CM滑套，实现多层压裂投产或选择性压裂开采。
该完井体系中CM系列滑套内外表面进行了特殊镀层处理，保证了工具开关性能。
该技术可应用到任何利用压裂措施投产的井。
另外，根据以后生产的需要还可以调整油藏层间矛盾。
提高油藏的利用率。
2.作业步骤1）根据油藏产层情况，确定各CM滑套位置；2）按照确定的深度将滑套和套管管柱一趟下入井内，然后进行常规固井；3）下入压裂和滑套开关服务工具，有选择性地打开滑套进行压裂作业。
4）压裂完一层之后，通过上提下放管柱将压裂层位滑套关闭，随后打开下一层滑套进行压裂。
5）所有层位压裂完成之后，通过上提下放管柱将所有需要生产的层位的滑套打开，起出管柱，进行生产。
6）在生产过程中，如果出现产水层或者由于别的原因，需要将某个层位关闭，可下入滑套开关工具将其关闭。
如果还需打开，还可以下入开关工具将其打开。
3.优点：1）随套管一趟下入，无需射孔。
压裂作业一趟连续完成，节省了时间。
2）无需射孔，无需额外的封隔器卡层，节省了成本。
3）压裂完成之后套管内保持通径，方便了以后的修井作业。
4）滑套可以多次开关：根据生产需要，滑套可以随时关闭和打开，大大增强了其实用性。
5）在每一层压裂后，可以关闭滑套，保护地层不受污染。
4. 可用规格尺寸尺寸(in) 压力级别(psi) 温度级别(°F) 抗拉强度(lb) 抗扭力(ft-lb) 2 3/8 96,000 1,7822 7/8 140,000 3,5003 1/2 10,000 375 182,600 4,0004 7,500 291,900 5,700 4 1/2 8,200 325 270,000 6,000 5 7,300 315,000 5,5005 1/2 6,300 351,000 6,2007 7,000 300 628,000 8,7005. 图例CM 滑套示意图 CM 滑套进行特殊涂层处理之后，水泥固井图。
【VIP专享】贝克休斯测井新技术
Admittance
Imaginary
Real
21000
21500
22000 Frequency (Hz)
22500
23000
Increasing Viscosity Increases Peak Separation
21000
21500
22000 Frequency (Hz)
22500
23000
© Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Can combine 2 x Large Volume Pumps
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2
介绍
流体的实时评价可以帮助客户做出 正确的经济决策,如：
•指导油藏开发的策略 •预测油藏的可开采率 •开采设备的设计 •验明储量
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Can combine 2 x Packer Modules & Straddle Packer Module
1970RB Large Volume Pump
1970GB Borehole Exit 1970HA 2 Tank Carrier Sub 195XX Large Volume Chambers
技术前瞻
贝克休斯地层评价新技术
•王志高 •测井解释工程师
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内容
1. 地层测试器 – RCI 原地-地层流体分析器
【VIP专享】贝克休斯测井新技术
探头技术指标
压电音叉
流体密度 − 测量范围 0.01 – 1.9 g/cc − 分辨率 高于0.001 g/cc
流体粘度 − 测量范围 0.2 – 400 cP − 分辨率 高于0.01 cP
Admittance
■ 将高产区域与潜在非生产性间隙分开 ■ 微小的各向异性可以识别低渗透地层
■ 降低地层评估的风险 ■ 将Thomas-Stieber 体积与 TENSOR 电阻率模型结合，提高解释的可信度
■ 数据允许对Rh、Rv、倾角以及方位角的计算 ■ 快速全部数据处理得到倾角与方位角 （10个频率，9个电磁场分量） ■ 不受井眼条件影响
测量渐变的地层倾角
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METERS x050
x100
x150
x200
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粗糙井眼环境下利用3DEX得到的地层倾角
识别流体类型 • 油气水及其特性
测量孔径的大小和分布 • 岩石的结构
Incremental Porosity (pu)
4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
0.1
3ms
T2 Cutoff 4.00
3.00
2.00
CBW BVI BVM
1
10
100
1000
T2 Decay (ms)
1.00
0.00 10000
4
实时测井显示
流体成分的变化 井A 井B
贝克休斯水泥伞固井
Para Bow 水泥伞固井一、介绍理想状态具有代表性的情况Para Bow固井工具Para Bow固井工具用于裸眼井或者套管井中精确放置水泥塞。
它将伞状结构工具放置于不规则的井眼中，以阻止重的水泥浆穿过较轻的泥浆。
Para Bow固井工具由两部分组成：Para Bow送入工具和Para Bow水泥伞。
Para Bow送入工具是用来将水泥伞送到井眼的预订位置，并将水泥伞展开。
Para Bow水泥伞由2个头对头（在井眼中方向相反）的伞状结构组成，形成一个临时性的堵塞器。
二、特征及优点特征：•One Connection Hook-up 一次性组装到位•Simple and reliable construction 结构简单/可靠•Simple one trip hydraulic operation 只需要一趟钻•Fully Drillable with PDC Bit PDC钻头可钻优点：•Dramatically improves the odds of placing the cement plug at the desired location能够非常明显的提高在需要的位置布置水泥塞的可能性•Less waiting on cement time. 减少等待固井的时间•Reduces mud-conditioning time. 减少处理泥浆的时间•One Ball Drop Operation 仅需要一次投球三、作业程序•检查工具，下钻（1）请注意不要在上下腔体打背钳，也不要在顶部短节的上循环孔处打钳子（2）每下入20-50柱缓慢开泵循环一次，不要超过5BPM的排量，一旦超过的会可能会提前将Para Bow水泥伞挤出来（3）在裸眼井段或者斜井段，一边以2-3 BPM的排量进行循环一边下钻•下钻至预订井深到达预定井深以后，开泵循环处理井眼。
如果需要的排量大于5BPM的话，最好是先将Para Bow水泥伞挤出去，然后上体10ft后再循环。
贝克休斯固井工艺技术介绍
1.工作计划及参考因素
• 尾管悬挂器 -分为机械式和液压式 -在大位移井和水平井 中，一般使用机械式 -在固井以前和固井施 工中可以旋转尾管来 提高钻井泥浆的顶替 效率 -旋转式尾管悬挂器有 扭矩限制，在施工设 计时需要考虑
1.工作计划及参考因素
• 分级固井工具 -当水泥浆通过松软地层时，产生的压力可 能会超过地层的破裂压力，从而引起漏失。 其中一种阻止漏失的方法就是通过分级固 井，缩短水泥柱，从而减小水泥浆静压力。
一.水平井概述
短半径水平井特点 • 造斜率在5~10°/ m • 穿透油层段长可达300m • 从一口垂直井中可以钻多口水平分支井 • 使用铰链马达和旋转钻井组合装备
一.水平井概述
超短半径水平井特点
• 造斜率可达90° / 0.3m • 穿透油层段长在30~60m • 水平井段井孔直径<10cm • 可以打多口水平分支井 • 通过水射流破岩钻孔形成储层泄油井眼
1.工作计划及参考因素
• 套管外膨胀封隔器 (ECP) - ECP随套管管柱下入 井内，在初次注水泥 作业时胶塞碰压后产 生径向膨胀，以达到 井下环空的机械密封， 阻止层间流体互窜。
1.工作计划及参考因素
ECP应用范围： • 封隔生产层 • 密封尾管衬圈 • 封隔漏失层
1.工作计划及参考因素
• ECP的使用 - 在考虑使用ECP以前，要明确ECP的优缺 点。虽然关于使用ECP的成功案例很多， 但ECP的缺点是在封隔器膨胀以后，流体 静压力在封隔器以下传递性很差。如果没 有流体静压力的传递，那在封隔器以下的 水泥环就有可能发生“气侵”。虽然封隔 器可以阻止气侵通过ECP，但是封隔器以 下会有潜在问题发生。
2.水泥浆设计
盐层 -当水泥浆流过盐层时，关键在于先确认盐层是 “可流动”还是“不可流动”，因为对应这两种 盐层的水泥浆设计是不同的。
非常规压力技术-贝克休斯
OptiPort™ 滑套工作原理
Body
Valve
Vent Chamber
© 2011 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 27
OptiPort™固井滑套优点
无限级， 全通径不需要磨洗桥赛或球座 不用过多过顶替， 节省压裂液，减少地层污染 所有的压裂层都可以达到均匀，也可以不同以满足不同需要 所需的泵速，水马力小 时效快 可以固井完井，或采用裸眼完井 如果砂卡，可以快速清砂 可以实时监测井底压力 时效快
10 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
桥塞射孔连作压裂技术Perf & Plug- Setting Tools
E-4电缆座封工具
J型液压坐封工具
E -4 Wireline Setting Tools J Hydraulic Setting Tool
9,568,993 Gal 36,222 M3 3,772,380 Lbs 1,711 Ton 40 BPM 6.36 方/分钟 4,125 – 6,935 Psi
适配接头 Wireline Adapter Kit
11 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
QUICK DRILL桥塞
易钻桥塞下入方法-电缆泵送
1. Wire Line电缆
E-4 Setting Tool坐封工具
12 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
裸眼分段压裂完井技术优点
一趟下井 One-trip system 可旋转Rotational capabilities 通过裂缝控制提高产量Increases reservoir productivity with fracture
贝克休斯 非常规钻井技术 (HH)
16 © 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
针对非常而研发的两类钻头：
（1）Kymera™ 钻头， 主要适用于：
•夹层地层 •结核状地层 •塑性泥岩地层 •定向钻井 •粘滑振动问题
（2）Talon 3D 钻头，具有:
• 2012.03 – 2013.02: 955,000米的进尺； • 2013.03 – 2014.02: 2,000,000 米进尺
• 被世界石油杂志选为2011年最佳钻井技术
可直接从直井侧钻，精 确度高，节省一趟起下 钻的时间！
5°/ 30m 常规RSS
15°/ 30m
12
© 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
贝克休斯解决方案和使用结果 • 贝克休斯推荐使用8 ½ 英寸 Kymera复合
式新型钻头。 • 低速高扭距马达：6 ¾ “ LS X-treme; • 马达钻速：55-135RPM (1000-
2500lpm) • 单趟钻进尺205.32米，机械钻速2.75米/
小时，总转速：525千转
速度之最
进尺之最
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.7m (16 ft) •6.1m (20ft) •7.8m (25ft)
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
减少磨阻增加rop井眼稳定利于井下安全随钻封堵避免空隙压力传播导致的垮塌控制温度泥浆性能稳定迅速混合迅速解决22latibase多功能添加剂和润滑剂latimagic井筒稳定剂和机械润滑剂latirate润滑剂和rop增强剂latidrill高性能水基钻井液三种主要成分的协同功效latibase多功能材料ppb或根据性能需要latimagic井壁稳定剂和封堵剂ppb或根据性能需要latiraterop增强和润滑剂1530体积百分比drillthin根据需要drillzan增粘剂根据需要milbar410加重根据需要vbmilgel改善泥饼质量ppbcausticsodaph控制根据需要newdrill包被剂ppb活性岩性xcide102杀菌剂根据需要减少磨阻井眼稳定随钻封堵控制温度23latidrilllatidrill体系应用实例体系应用实例塔里木哈德一口水平井在整个8井段使用贝克休斯高性能水基泥浆体系
贝克休斯-新型完井技术及应用
z
Increase Well’s NPV 增加单井投资回报率
¾ ¾ ¾
System Animation系统展示
Results使用优势
z
Oil Company savings
¾
¾
¾
¾
Rig time compared to conventional completion methods. 缩短钻机/修井机使用时间 The days of Fracturing time compared to conventional methods 减少压裂作业时间 No cementing of Liner cost as with conventional methods 无固井作业需求 No wire line or perforating needed as with conventional methods. 不需要钢丝作业和射孔作业
4. 分段压裂系统工具介绍
Frac-PointTM 系统完井工具一次入井实现水平井裸眼段分层压裂工艺
尾管封隔器
投球打开滑套
加压打开式滑套
裸眼管外封隔器
井筒隔绝阀
引鞋
Frac-Point System 多层压裂系统
z
z
z
z
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S-3 HR “High Torque” Hanger System S-3 HR大扭矩悬挂器系统 Short Radius Open Hole Packers with Patented Back-up system带专利限位系统的短半径裸眼封隔器 High Rate Erosion Resistant Frac Sleeves 高速抗蚀材料压裂滑套 HP/HT “Dura-Frac” Shifting Balls 耐高压/高温的 “Dura-Frac”开关球 Pressure Activated Frac Sleeve 压力驱动压裂滑套
2.贝克休斯钻井堵漏材料及工艺
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贝克休斯用于渗漏及预防(预处理)的桥堵材料
优质产品 – SOLUFLAKE® -薄片碳酸钙, 有三个级别
– MILCARB® 系列- 严格QA/QC下生产的优质碳酸钙混合物 – W.O. TM 30 SUPERCOARSE – 粗碳酸钙 – LC-LUBE TM- 特别配方的人造石墨, 防漏同时也起润滑作用. 现有两个
Achievements and Milestone
2
贝克休斯钻完井液业务范围和服务能力
Water-based Fluids—各种水基泥浆 Oil & Synthetic Fluids—油基/合成基泥浆 Drill-in Fluids—油气储层钻井液 Completion Fluids—各种完井液 Reservoir Services— 储层服务 Fluids Environmental Services—流体环境服务 Engineering Technology—工程技术 Research & Engineering—科研与施工 Industrial Products—工业产品
– 确认:是井下漏失而非地面各种损失. – 评估:确定漏速和漏层深度是堵漏成功的关键.
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井漏主要有两种类型
自然漏失与自然漏失
–自然漏失:在各种渗透性地层发生, 包括 裂缝, 孔隙和溶洞
–自然漏失:当井内水力压力大于地层强 度时发生, 泥浆密度高 当量循环密度高 水力压力过高 井眼清洗差 井眼环空堵塞.
微米范围 0-200 0-50 0-150 0-400 0-600 0-1200
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贝克泥浆公司各种堵漏剂颗粒尺寸范围
A QUA -M GIC A BLA CKMA GIC SFT CA RBO-SE L A CA RBO-TROL HT CHE K-LOSS CHE K-LOSS C COTTONSE D HULLS E DFE -911 KWIKSE L F A LC-LUBE M IL-CA RB M IL-CA RB 5 MIL-CA RB 25 MIL-CA RB 50 MIL-CA RB 150 MIL-CA RB 450 M IL CE DA R FIBE R MIL-GRA P HITE M IL MICA F MIL M ICA C MIL-P LUG F M IL-P LUG M MIL-P LUG C M IL-SE L F A M IL-SE L M A MIL-SE L C A P ROTE CTOM GIC A P ROTE CTOM GIC M A SHA LE -BOND SOLUFLA KE F SOLUFLA KE M SOLUFLA KE C SOLUFLOW SF SOLUFLOW F SOLUFLOW M WA LNUT SHE LLS F WA LNUT SHE LLS C WO-30 F WO-30 M WO-30 C 0.1 1 10 100 1000 10000
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。
2.贝克休斯钻井堵漏材料及工艺
交联剂 纤维状桥堵材料 交联机理, 温度诱始, 根据 – 温度测井 – MWD 温度数据 缓凝剂:高温时使用 速凝剂:底温时使用
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X-LINK的泵入工具
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封堵与堵漏的区别
封堵
概念: 渗流条件下，在井壁孔缝进行的 物化阻隔. 目的: 阻止压力传递，有效支撑井壁， 减小滤失量和滤失速度. 特征: 井眼-地层压力系统稳定. 原理: 桥赛—填充. 方法: 多在循环过程中进行.
堵漏
概念: 固液流体进入井壁孔缝 后, 进行的物化阻隔. 目的: 阻止流体漏失, 提高漏层承 压能力. 特征:井眼-地层压力系统失去平衡. 原理: 桥赛—填充—凝结. 方法: 多在静止条件下进行.
贝克休斯堵漏产品与工艺lostcirculationmaterialstechnology防漏堵漏新理念节约钻井总成本贝克休斯公司泥浆商务拓展经理北亚地区贝克休斯技术展览会2009年中国成都bakerhughesdrillingfluidschina中国公司业绩简介achievementswaterbasedfluids各种水基泥浆syntheticfluids油基合成基泥浆drillinfluids油气储层钻井液completionfluids各种完井液reservoirservices储层服务fluidsenvironmentalservices流体环境服务engineeringtechnology工程技术industrialproducts工业产品贝克休斯钻完井液业务范围和服务能力2006年7月加拿大哈斯基中国能源公司huskychinaltd
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X-LINK 的应用
关键优势 – 快速,可控的成塞时间 – 井底施工温度段:5-160ºC
– 最大施工比重:2.18 SG
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
MCLS (TruTrak) or VertiTrak Tool
MWD Sensor Sub MCLS (TruTrak) Tool
TruTrak 定向钻井服务
• 定向钻井 • 服务:
– 自动导向
• 井斜 0° - 30°/100’ (6 ¾”, 8”, 9 ½”工具) • 井斜 0° - 90°/100’ (4 ¾”工具)
(每片3吨) 可靠的独立液压驱动提供 不受钻 井参数和地层特性影响的连续井斜控制
导向原理 - 向量合成示意图
off
A
C
off
B
off
导向原理 - 向量合成示意图
C
on
off
A
导向矢量
B
off
导向原理 - 向量合成示意图
C
on
导向矢量
off
A
导向力
B
on
16”井眼VertiTrak BHA例子
Pulser
Alternator Hydraulics
Inclinometer/ Electornics
Steering Ribs
X-treme 动力节
• 强大的功率和扭矩输出 – 比常规泥浆马达高60%
• 更高的效率
• 予成型定子技术
• 降低了90% 的橡胶用量 – 更低的磨阻 – 更小的变形
寿命更长,使用次数更多
•Copyright Baker Hughes Inc. 2007
贝克休斯定向钻井技术发展历程
马达技术
Navi-Drill
自动滑钻系统
闭环旋转导向系统
连续管下部钻具组合
Ultra Series
贝克休斯新技术总结
高温高压固井技术及案例秦宏德
一、高温高压概念
贝克休斯公司把高温高压作业分为3级
➢ 1级为高温高压井，定义是油藏的压力为15000psi， 温度为350℉（176℃）；
➢ 2级为“超”高温高压井，油藏压力为20000psi，温 度为400℉（204℃ ），墨西哥湾的深水油气井都属 于2级；
➢ 3级为“极端”高温高压井，油藏压力高达30000psi, 温度高达500℉（260℃ ）。
固井准备主要包括：井眼准备，钻井液准备， 钻井设备准备，钻具准备，井口装备和井口工 具准备，下套管设备、固井设备准备，固井材 料和工具、固井水准备，水泥化验，固井设计 等。
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一、固井准备
1. 井眼准备：
➢ 完钻时，应校核井深。井深应以恢复悬重后 （或无钻压情况下）的方式计算。
➢ 保证井眼直径。电测井径小于钻头名义尺寸 的井段，应用标准钻头划眼处理。钻头与套 管间隙太小的井眼或井段（如6″× 5″环形间 隙），有条件时应进行扩眼处理。
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一、固井准备
➢ 准备一定量的防卡泥浆，密度应与井浆保持 一致，通井起钻前注入复杂井段，对于小间 隙井，防卡钻井液不应使用固体润滑剂。
➢ 钻井队应按固井要求，准备固井用特殊钻井 液，如抗钙钻井液等。这类钻井液不得与其 它钻井液混装，应定期搅拌循环，保证固井 时吸得出、不沉淀。
27
一、固井准备
3. 刮壁、承重：
39
一、固井准备
✓ 小样试验：在固井用水备好、固井水泥及 外加剂等材料送井后，固井公司应及时取 样作小样试验。
小样试验重复配方试验最优配方。 小样试验用来指导现场固井药水的配置。 配固井药水时外加剂应按正确的顺序加入，
并充分循环、搅拌，保证均匀。 40
一、固井准备