水泥环密封改造与固井技术展望报告(齐奉忠)48页PPT
钻井工程管志川第七章固井和完井ppt课件
.
二、井身结构设计的原则
1、有效地保护油气层；
2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安 全、快速钻进；
3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范 围内，具有压井处理溢流的 才干。
三、井身结构设计的基础数据
地层岩性剖面、地层孔隙压力剖面、地层破裂压力剖面、地 层坍塌压力剖面。
（1） ρd≥ρpmax+ Sb
防井涌
（2） (ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P 防压差卡 钻
（3） 防井漏
ρdmax+ Sg + Sf ≤ρfmin
（4） ρdmax+ Sf + Sk ×Dpmax/ Dc1≤ρfc1 漏
防关井井
其中：
ρd —— 钻井液密度， g/cm3；
.
第一节 井身结构设计
主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺 寸的配合。 一、套管的分类及作用 1、表层套管 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。 2、生产套管〔油层套管）
钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层， 提供油气生产通道。 3、中间套管〔技术套管） 在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可 以是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。 4、尾管〔衬管）
由 ρf =ρpmax+ Sb + Sg + Sf
计算出ρf ，在破裂压力曲线上查出ρf 所在的 井深D21 ，即为中间套管下深初选点。
（2〕考虑可能发生井涌
由 ρf =ρpmax+Sb+ Sf + Sk ×Dpmax/ D21
用试算法求 D21；先试取一个D21，计算ρf ； 将计算出的ρf 与D21处查得的ρf 进行比较，若 计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可 以确定D21为中间套管初选点。否则，重新进行 试算。
《完井固井技术》课件
地层条件也是影响固井质量的因素之一， 包括地层的岩性、渗透性、地层压力等。
06
案例分析
某油田固井工程案例
01
案例概述
某油田位于我国东部地区，储量丰富，是重要的石油产地。为了确保油
田的长期稳定生产和提高采收率，需要进行固井工程。
02 03
固井技术应用
在某油田的固井工程中，采用了多种固井技术，包括常规固井、低密度 固井和尾追固井等。这些技术的应用有助于提高油井的密封性能和降低 生产过程中的风险。
压力测试法
通过测量注水压力变化，判断固井质 量。
放射性示踪剂法
利用放射性示踪剂在井壁上的分布， 检测固井质量。
井温测量法
通过测量井壁温度分布，判断固井质 量。
固井质量评价标准
水泥浆密度
水泥浆密度应符合设计要求，以保证固井质 量。
水泥浆胶结强度
水泥浆胶结强度应达到设计要求，以保证井 壁的稳定性。
声波速度
01
适应性原则
02 根据不同的地质条件、工程要求 和环境因素，选择合适的水泥浆 体系和外加剂。
经济性原则
在满足工程要求的前提下，尽量 降低成本，提高经济效益。 03
可行性原则
04 确保固井设计的方案切实可行， 能够顺利实施。
04
固井施工工艺
固井施工流程
下套管阶段
将套管下入井中， 确保套管位置正确 、无损坏。
防砂工艺
采用砾石充填、滤砂管等防砂措施，防止 油气层出砂，保持油气层稳定性。
防腐工艺
采用涂层、缓蚀剂等防腐措施，防止油气 管道和设备腐蚀。
完井设备
钻机
用于钻探和钻开油气层的钻机设 备。
套管头
用于固定和悬挂套管，并承受套 管压力的设备。
《现代固井技术专题》PPT课件
水泥浆体系与井下条件相适应
4. 井下有大套盐岩层使用聚合物外加剂水泥浆体系固井， 既解决盐层大溶性问题又能阻止地层的塑性运动。
5.
（聚合物外加剂在盐层固井专题中有详细介绍）
b. 水泥浆失水量应与地层相适应
最能影响地层稳定的水泥浆性能应该 是水泥浆的失水量，高离子滤液会引起水 敏性地层疏松脱落，可以降低产层的渗透 率，特别是流经易漏失层，形成厚的泥饼 造成桥堵，压破地层是对地层最大的危害。
3率.漏必失须前达地到层10渗m透d，裂定缝的必宽须度达才到能一容
沙砾层渗透率很 纳泥浆
少达到3.5md,泥
浆不会漏入油气
砂层。
1.漏失通常突然 出现，当泥浆密 度超过 1.25gcm3会促 使诱发裂缝的形 成
1.通常为石灰岩 地层
2.上返泥浆突然 全部漏失
漏失前钻头回下 落几英寸或几英 尺，并出现跳钻
一、 固井的目的和意义 二、 地下水对水泥和套管的破坏 三、 水泥浆滤液对水泥和油层的腐蚀 四、 注水泥技术与地层岩性相互适应 五、 消除产层CO2和H2S对固井的影响
一. 固井的目的意义
1. 固井的目的就是要实现水泥对油、气、水 层及其层与层之间的有效封隔；
2. 固井作业是一口井整个施工中最重要的 组成部分，没有任何因素比固井质量对 油井产能的影响更大；
对漏失地层的认识
漏失层分类 1. 疏松或高渗透地层 2. 自然裂缝地层 3. 诱发的垂直或水平裂缝地层 4. 多孔和洞穴地层
漏失层的特征
疏松沙砾层
自然裂缝
诱发裂缝
孔穴地层
1.泥浆池液面逐渐 1.自然裂缝出现
下降
于各种岩层。
2.如继续钻进，可 2.漏失是泥浆池
能回转变为完全 液面逐渐下降。
国内外固井技术发展历程与研究方向
国内外固井技术发展历程与研究方向齐奉忠;冯宇思;韩琴【摘要】固井是油气井建井过程中的重要环节,固井质量直接关系到油气田、油气井寿命及安全生产.国外固井技术经过100多年的发展,在固井工艺、水泥及外加剂、固井工具及附件、固井装备等方面配套齐全.国内固井技术经历了学习模仿、自主研发、技术突破、创新发展等阶段长期发展,特别是经过\"十一五\"至\"十二五\"的攻关,有了长足进步.面对\"深、低、非、老\"勘探开发新形势,以及高含水、高采出程度老油田有效稳产的新任务,固井技术应针对复杂地质条件、复杂工况环境和水泥环长期密封的要求,深入开展功能性固井材料与工具、信息化智能化固井控制与检测评价一体化系统、全生命周期固井等方面的系统研究,实现产业升级换代,为油气资源及特殊能源的安全高效勘探开发提供强有力的工程技术保障.【期刊名称】《石油科技论坛》【年(卷),期】2018(037)005【总页数】6页(P35-39,44)【关键词】固井;固井装备;固井工具;外加剂;水泥浆【作者】齐奉忠;冯宇思;韩琴【作者单位】中国石油集团工程技术研究院有限公司;中国石油集团工程技术研究院有限公司;中国石油集团工程技术研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TE256固井是较独立的系统工程，具有作业时间短、工序多、技术性强，以及隐蔽性、一次性、风险大等特点。
固井质量关系到油气田的合理开发、后续井下作业的顺利进行，是油气井的“百年大计” [1]。
固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水层，所要解决的中心问题是如何提高井壁与套管间水泥环的密封质量。
固井技术为多学科研究应用，涉及地质、石油、机械、化学、流体力学和电子等。
水泥浆固井最早使用于1903年，目的是封堵油层上部的水层；1910年，A.A.Perkins在加利福尼亚油田使用双胶塞固井，发展完善了这项技术。
(医学课件)固井技术ppt演示课件
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40
四、固井施工与过程控制
1、准备工作 2、施工工序 3、注水泥设备和混浆方式
. 41
1、准 备 工 作
完井协作会、固井
设计、工具准备、水泥
浆体系选择、水泥干混、
设备准备、施工前的准
备与检查、施工工艺的
联接。
. 42
2、施工工序
注前置液---隔离液---前导水泥浆---正常水 泥浆---压胶塞---替泥浆---碰压。这是一般的 注水泥程序。 特殊工艺井的施工工序还要复杂些，分级 注水泥、尾管注水泥等一些特殊的作业。
. 11
3、筛管顶部注水泥技术
为保护裸露的纯油层或开采裂缝性、 孔隙性、古潜山、低压漏失油层，在目的 层采用筛管完井。上部用水泥封固。完井 管串采用特殊的工具附件，保证注水泥成 功，实现对油层的有效开采。 其管串结构：引鞋+筛管串（或中间加 光管）+盲管+管外封隔器+分级箍+套管串 +联顶节。多用于水平井完井。
固井技术
.
1
目
录
一、基本概念 二、固井工艺技术 三、水泥浆体系 四、固井施工与过程控制 五、影响固井质量的因素
.
2
一、基本概念
在已经钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，
1、固井
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。
2、固
井 特 点
①是一次性工程
②是隐蔽性工程 ③是一项复杂的工程 ④是成本消耗大、花钱多的工程 ⑤是整个采油工程中的一道关键工序
. 29
1、普通水泥浆体系
不同水灰比、不掺 入任何外加剂、外掺料 的油井水泥浆体系。一 般应用导管、表层和浅 井。也可以应用到一般
固井设备及工艺ppt课件
五、注水泥工艺技术
2、尾管注水泥工艺技术
(1) 尾管悬挂器
尾管悬挂器的型号按坐挂方式分为机 械式（包括轨道管式和J形槽式）、液 压式、液压—机械联合式。按锥体机构 分为单锥单液缸、双锥单液缸、双锥双 液缸。按功能分为常规式、封隔式、旋 转式、防腐型。
固井设备及工艺
2015年7月17日
固井技术重要性及存在问题 套管的类型 固井设备及工具 常规注水泥工艺流程 注水泥工艺技术
一、固井技术重要性及存在问题
1、现代固井技术的特点
独立专业体系 多专业交叉 多学科支撑 系统工程 一次性工程 隐蔽性工程 高投资 高风险 百年大计
一般为上百米甚至上千米。 水泥返高： 返升到地面。
16
二、套管柱的类型
2、生产套管（油层套管）
主要用途： 用以保护生产层；提供油气生产通道。 下深位置： 由目的层位置及完井方式而定。 水泥返高： 一般返至拟封固地层以上200m。若拟封层 为高压气层有时也需要返至地面。
17
二、套管柱的类型
3、中间套管（技术套管）
一、固井技术重要性及存在问题
固井可能带来的危害
作业水深：1524m 离岸距离：77km 油 公 司：BP 钻井承包商：越洋钻探公司 固井服务公司：哈里伯顿11人死亡，17人受伤，大面积海 Nhomakorabea受到严重污染
一、固井技术重要性及存在问题
井筒密封性没有建立或失效
环空注水泥质量差，未能封隔油气储层， 导致油气上窜
01-中石油固井技术进展与展望介绍
中国石油集团钻井工程技术研究院2014年11月27日江苏无锡中石油固井技术进展与展望报告人：齐奉忠报告提纲一、中石油固井近年来主要技术进展二、中石油固井技术面临的挑战三、下步研究方向及思路四、开展研究工作的建议一、中石油固井近年来主要技术进展l经过近年来的深入持续攻关，中石油固井技术取得了长足进步，基本形成了系列配套的固井材料、固井工具及相应的固井工艺技术，有力地支撑了油气稳产上产。
在深井超深井、水平井及大位移井、大温差长封固段一次上返固井、储气库及页岩气固井方面获得突破；超高密度及超低密度水泥浆、胶乳水泥浆、韧性膨胀水泥浆等取得重要进展；常规固井工具及附件已经成熟，研制了尾管悬挂器及自膨胀材料；固井装备实现了更新换代，固井质量智能化控制取得初步进展一、中石油固井近年来主要技术进展l克深901井n 套管尺寸：Ф206.38mm+ Ф201.7mm+Ф196.85mm 复合尾管n 套管下深7857.6m ，井底温度高达173℃，井底压力188.8MPa ，水泥浆密度2.50g/cm 3l克深7井n Ф273.05mm 套管下深7087m ，套管浮重500吨，钻井液密度2.32g/cm 3l大北305井n Ф201.7mm 尾管下深达7409.8m lKES2-1-6井n Ф265.13mm+244.5mm 尾管下深达6537.5m ，重248吨l克深2-1-14井n 14-3/8”+13-3/8”复合套管套管下深5541m ，套管空重617吨、累计注替量1167.6m 3l金跃204井n 打塞位置为7092-7236m ，温度173℃，创打水泥塞最深新纪录1、深井超深井固井再上新台阶，创造一批固井新纪录一、中石油固井近年来主要技术进展l 复杂天然气井固井技术n 防气窜理论及防窜评价方法n 水泥浆防窜性测试仪器n 配套固井工艺及保障密封的固井工具n 防窜防漏水泥浆体系n 平衡压力固井技术n 气密封套管及氦气检测n 保证气井井筒密封完整性的配套技术2、复杂天然气井固井技术为天然气垮越式发展提供了工程技术保障中石油海外及国内天然气井数量国内：塔里木、长庆和西南3个年产规模超百亿立方米的大气区，青海、新疆和大庆3个中型气区国外：阿姆河右岸气田一、中石油固井近年来主要技术进展l 水平井固井配套技术n 固井设计优化n 套管安全下入技术（包括漂浮下套管技术）n 保证套管居中及提高顶替效率的综合措施n 低失水微膨胀及胶乳水泥浆、韧性水泥浆等n 大型压裂条件下井筒密封及保证层间封隔的技术2010 2011 2012 2013水平井作为转变经济发展方式，提高单井产量，改善开发效益的重要手段致密油、致密气体积压裂，实现“十方排量、千方砂量、万方液量”3、水平井固井技术全面推广应用，为油气增储上产做出了积极贡献中石油近年来国内及海外水平井井数2014一、中石油固井近年来主要技术进展l 大温差固井配套技术n 井眼准备技术n 长封固段条件下提高顶替效率的技术n 新型抗高温降失水剂、大温差系列缓凝剂n 大温差低密度固井水泥浆体系n 大温差固井配套技术4、长封固段大温差固井日益成熟，为简化井身结构、钻井提速提供了途径开发的大温差水泥浆体系适用温度范围宽，适用温差范围广，水泥浆柱顶部强度发展快，近3年来共推广应用近1000多口井塔里木油田台盆区井身结构优化一、中石油固井近年来主要技术进展l 储气库固井特殊性n 储气库井一次固井质量要求高n 运行时需要承受注、采交变载荷，对井筒密封性能要求高n 单井封隔质量差，影响整个井组安全运行n 窜气、带压处理难度大，成本高l 华北苏桥储气库固井难点n 储层埋藏深（3500-5300m ）n 地层温度高（110-157 ℃）n 地层情况复杂（坍塌、漏失）n 气藏亏空严重（0.18-0.95 ）n 一井出问题，影响整个库的安全固井质量与储气库的寿命及长期安全运行紧密相关，是储气库建设的核心技术5、枯竭气藏储气库整体水平得到提高，为长期安全运行奠定了基础中石油建设第一批储气库：华北苏桥、大港板南、辽河双6、重庆相国寺、新疆呼图壁、长庆储气库。
《固井施工技术》PPT课件
8
三.水泥浆设计
1.水泥浆设计的约束条件 A.了解油藏特性（主要针对尾浆） ①水泥浆所在位置深度的油，气，水流体 性质； ②完井开采方式。 裸眼，射孔，酸化，压裂，注水，热采 等。 B.地质条件限制（主要针对体系的选择） ①井深，岩性，井温；
27
美国修斯公司实验证明： 用API搅拌器搅拌35秒 稠化时间 — 2:44 螺杆搅拌器搅拌5分钟 稠化时间— 5:12 由此证明，水泥浆的稠化时间必须按 API标准规定的实验方法进行，否则将会给 施工带来不可挽回的损失。
28
API标准对水泥浆稠化实验有比较严 格的程序，稠化实验中要确定的基本参数 主要有：井深，地温梯度（井底静止温度 或井底最高循环温度），完井时泥浆密度。 在已知这三个基本参数后，可参照API标 准给出的实验方案进行试验。
33
稠化时间的确定
稠化时间 = 施工时间 + 1～2小时安全因子； 安全因子 — 深井（>5000M）一般取2～3小时； 分级注水泥 — 实验中还必须有1小时或更长的 停机时间 ； 对于符合要求的稠化曲线其过渡时间的稠度应 ≤30min
21
d.地层的渗透性（或渗滤介质）
水泥浆失水量的大小不但与水泥浆的体系有关，而且 与地层的岩性以及渗滤介质有关。 API标准中给出了计算及：
Q30 QT
5.477 T
其中： Q30— 30分钟的失水量， QT — T分钟的失水量， T — T分钟 （分钟） 公式在325目筛网，7MPa压差下通过实验结果进行计 算获得，从计算结果分析，它并不代表真实的井下失水情 况，仅能作为一个相对的衡量指标。那么水泥浆通过实验 获得的失水量与井下实际的失水情况有什么关系。针对这 个问题进行的研究表明： 22
中国石油固井技术进展及面临的问题
６ ０ ０ ０ ｍ以上 的超深井 ２ １ ９口，是 “ 十五”期 间的 ６ ． ３ 倍。
２ ０ １ １ 年 中国石油完成 ４ ０ ０ ０ ｍ以上 的深井 ５ ７ １口，完成
６ ０ ０ ０ ｍ以上的深井 ８ ８口。
利生产 ，而且还影 响到油气井寿命 和油气藏 的采 收率 。
为 了满 足复杂深层油气 藏 、高酸性油气 藏 、稠油油 藏 、 海洋深 水 油藏 、非常规 油气 藏 、枯 竭气 藏储 气库及 盐 穴储气 库 、老油 藏挖潜 及海 外复 杂 区块 油气勘 探开 发 的需求 ，中国石油天然气集 团公 司 （ 简称 中国石油 ）进 行了多年 的攻关 研究 ，特 别是 “ 十一 五”的攻关研 究 ， 基本形 成 了系列 配套 的固井 材料 、固井 工具 及相应 的 固井工 艺技 术 ，强有 力地 支撑 了油气 生产 。
难 度 及要求 也越来 越 高ｌ ２ Ｉ 。通 过加 强气 窜失 重机 理 的
研 究 ，总结 出影 响气 窜 的主要 因素 ，形 成 了综 合 防气
基金项 目：中国石油天然气集 团公 司重 大项 目“ 钻 井新技 术新方法”中课题 “ 水泥环密封改性技 术与仿生 固壁钻井液技 术” （ 编
号 ：２ ０ ｌ Ｉ Ａ一 ４ ２ ０ ７）部 分研 究 成 果 。
第一作 者 简介 ：齐奉 忠 ， １ ９ ７ ０年 生 ，硕 士 ， 高 级 工 程 师 ，从 事 固 井 完 井 技 术 研 究 与 现 场 服 务 工 作 。Ｅ—ｍ ａ ｉ １ ：
ｑ ｆ ｚ ６ ９ ｄ ｒ ｉ ＠ｃ ｎ ｐ ｃ ． Ｃ Ｏ Ｉ Ｉ １ ． ｃ ｎ
。 ｜ — ｊ 。 ｜ ｊ ∞ 一 ； ｕ ＝ ｇ 一 ２０１ ３ ４ ５
表１ 塔里木 油 田不 同尺寸套 管 的下深 记录
固井材料技术新进展及研究方向
中 图分 类号 ：Ｔ Ｅ ２ ５
文献标识码 ：Ａ
固井是 油气井 建井 过程 中的一 个重要 环节 ，是衔 接钻 井和 采油工 程且相 对独 立 的一 项 系统工 程 ，固井
计 ，以满 足不 同条件 下 的封 固要 求 ；二 是根据 地 质 、
钻井 特点 及井 下复杂 情况 进行个 性化 固井设 计 ；三 是
进 行 固井设计 ，以提 高设计 的针对性 ；开发 系列 配套
程 技术服 务公 司都 加 紧了固井技 术 的研究 ，尤其是 墨
西哥湾 Ｂ Ｐ公 司海 上钻 井 平 台井 喷着火 爆 炸事 故发 生 后 …，同井 作业 的特殊性 、重 要性 更加 受到 重视 。 目 前 国外 固井 技术 总体 向技术 配套 、系列化 、个性 化 、
质量 关系 到油气 井 寿命 及 油气藏 开采效 益 。但 固井作
业 是一项 涉及 面广 、风险 大的 隐蔽 性井 下作 业工程 ， 安 全施Ｔ 及 同井质 量至关 重要 。因此 ，国 内外 石油 工
加 强现 场准备 ，精细 化现场 固井 施工 ；近年来 斯伦 贝
谢公 司推广 “ 一体化 ” 固井 服 务 ，采用 固井优 化软 件
深入 持续攻 关 ，基本 形成 了系列配套 的 固井材料 及水
泥浆体系 ， 超 高密度 及超低 密度水 泥浆 、 抗盐胶乳水泥 、 韧性 水泥 等取得 重要进 展 ，较 好满 足 了复杂情况 下 固
井 的需要 ，有力地支撑 了油气稳产上产 。
井筒 密封 的方 向发 展 【 ２ ；固井 管理 及施 工 向加强 过程 控制 、管理精细 化的方 向发展 。 以美 国 Ｂ Ｊ 服 务公 司为代表 ，一些 公司提 出了 “ 长
了超高压固井难题 。
固井注水泥技术.ppt
4、水泥浆的凝结时间
从液态转变为固态的时间； ➢初凝时间：自水泥与水混合时开始至水泥浆部分失去塑性的 时间间隔； ➢终凝时间：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。 ➢一般取初凝时间的75%为注水泥的施工时间。 ➢对于封固表层及技术套管来讲，希望水泥能有早期较高的强 度。以便于尽快开始下一道工序。通常希望固完井候凝8h左右， 水泥浆开始凝结成水泥石，其抗压强度可达2.3MPa以上即可开 始下一次开钻。
二、水泥浆性能与固井工程的关系
（三）、特种水泥
1、触变性水泥：当水泥浆静止时，形成胶凝状态，但在流动时，胶凝 状态被破坏，它的流动性是良好的。 2、膨胀水泥：水泥浆凝固时，体积略有膨胀。一般用于高压气井。 3、防冻水泥：用于地表温度较低地区的表层套管固井。 4、抗盐水泥：大段含盐层的固井；大段泥、页岩和膨胀性地层的固井。 5、抗高温水泥：在水泥中加入石英砂或铝酸盐，用于高温条件固井。 6、轻质水泥：主要应用于低压井固井等场合。
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 凝剂。温度超过110℃时，应加入不少于28%的硅粉。 95℃水泥：用于井深2500－3500 m。当温度超过ll0℃时，应 加入不少于28%的硅粉。 120℃水泥：用于井深3500－5000 m。当用于4500一5000 m时 应加入缓凝剂及降失水剂。
水泥的水化反应
➢3CaO·SiO2＋2H2O→2CaO·SiO2·H2O十Ca(OH)2 ➢2CaO·SiO2＋H2O→2CaO·SiO2·H2O ➢3CaO·Al2O3＋6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O ➢4CaO·Al2O3＋Fe2O3＋6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O
油井水泥、外加剂_以及固井工艺技术-课件(PPT-精)共66页
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
油井水泥、外加剂_以及固井工艺技术-课 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。 件（PPT-精）
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
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C3H8
0.38 0.40 0.487 0.136 0.119 0.060
0.289
0.592 0.054
IC4H10
0.1 0.11 0.062 0.015 0.012
0.028 0.022 0.184 0.016
N2
2.03 0.40 1.250 1.392 3.280 3.860 0.569 0.813 0.555 3.047 5.131 2.635
第2页
一、提高水泥环完整性的重要性
特
力学稳定性
定
水泥环完整性不受破坏，抗压强度不衰退
环
体积稳定性
境
条
水泥环体积不发生变化，不出现体积收缩或后期过度膨胀
件
应力稳定性
下
在井下载荷条件下具有较好的交变应力承载能力
的
长
温度稳定性
期
在井下温度变化环境中具有较好的温度适应能力
耐
久
腐蚀环境下的稳定性
性
报告提纲
一、提高水泥环完整性的重要性 二、水泥环密封失效的原因分析及影响因素 三、提高水泥环完整性的措施探讨 四、保证水泥环密封性未来主要发展方向
第1页
一、提高水泥环完整性的重要性
固井的主要目的
保护生产管柱和封堵相邻的油、气、水层，固井水泥凝固后形成一个纵向上的水力 封隔系统，因此必须在整个油气井寿命期间及报废之后都能实现有效的层间封隔
CH4
92.26 95.23 72.142 93.746 92.646 94.029 8.939 96.36 53.354 87.353 92.840 62.10
C2H6
2.23 2.27 1.838 1.482 1.465 0.860 0.155 1.981 0.637 1.709 1.048 0.684
环空带压与井的生产寿命紧密相关 ，老井更易带压，一口井15年可测 量出来的带压（一层或几层套管带 压）可能性大约为50%。环空带压 可以存在于任何时期
一、提高水泥环完整性的重要性
1、复杂天然气井易引起环空密封失效
川渝地区、塔里木油田、松辽盆地深层天然气环空带压问题突出
克拉2、迪那2等气田已经出现90多口井生产 套管起压，2019年，克拉2气田投入生产的14 口井中，有12口井生产套管带压 川东北气矿38口高含硫气井中有10口井口环 空带压 大庆徐深10、901井等5口井也存在井口环空 带压现象
2008-9-9 2008-12-18
储气库安全运行至少50年
板808/828地下储气库井环空带压测试结果
井号
库 5-1 库 5-2 库 5-3 库 5-4 库 5-5 库 5-6 库 5-7 库 5-8 库 6-1 库 6-2 库 6-3 库 6-4 库 6-5 库 6-6
油压，MPa 油套压，MPa 套管间压力，MPa
500
0 2010年
2015年
2020年
更容易引起水泥环密封失效，带来严重危害。水泥环密封完整性 需要深化机理和材料研究，确保天然气的安全开采
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一、提高水泥环完整性的重要性
水泥环密封失效带来巨大问题
环空带压和气窜——美国墨西哥湾最为典型 油气井报废—造成严重经济损失 修井作业—成本高、危险性大、成功率低
致密气、页岩气等勘探开发需要 对储层进行大型酸化压裂改造
常规水泥环封隔质量难以保证 需要优化水泥石力学性能
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国内拥有非常丰富的页岩气资源， 主要盆地和地区页岩气资源量约 为15万亿～30万亿立方米，与美 国28.3万亿立方米大致相当
一、提高水泥环完整性的重要性
3、酸性气藏分布广泛
区 块
井号
严重影响天然气井生产和安全，缩短天然气井寿命
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一、提高水泥环完整性的重要性
在墨西哥湾的OCS地区，大约有 15500口井，有6692口井、大约43%的 井至少有一层套管带压
墨西哥湾OCS地区气井随着时间增加环空带压的情况
美国矿产管理服务机构统计
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有10153个套管环空带压，47.1%属 于生产套管带压，26.2% 表层套管 带压，16.3%的技术套管带压， 10.4%的导管带压
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井数，口
井数，口
10MPa以内 5
技术套管起压井数
10~20MPa
20~30MPa
4
3
2
1
0
迪那2
吉拉克
英买力
牙哈
30MPa以上
克拉2
生产套管起压井数
10MPa以内 12
10~20MPa
20~30MPa
30MPa以上
10
8
6
4
2
0
迪那2
吉拉克
英买力
牙哈
克拉2
一、提高水泥环完整性的重要性
2、非常规天然气密封要求高
28.4
8.9
0.00
23.8
20.3
0.00
22.5
5.7
0.00
25.2
25.0
0.01
4.5
14.0
0.00
25.0
13.8
0.00
24.2
8.0
0.058
CO2
2.16 1.23 23.798 3.104 2.413 1.191 90.34 0.346 45.200 6.580 0.910 34.57
2019年11月对大庆徐深1井2000米处样品进行了检测，结果 表明发生了CO2腐蚀，腐蚀深度1个月左右达到3mm
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一、提高水泥环完整性的重要性
4、储气库建设发展迅速
在井下腐蚀环境具有较强的抗腐蚀能力
能
关键：水泥环的长期耐久性要满足后期作业及开发生产需求
一、提高水泥环完整性的重要性
勘探开发目标趋于复杂
酸性油气藏 储气库（枯竭气藏、盐穴） 海外复杂油气勘探开发
天然气产量发展目标（亿方）
1500
1215
1500
1000 737
松辽盆地
徐深1
徐
家
徐深6
围
子
徐深8
川渝地区等
升深201
升 平
升深202
海外部分区块
升深203
芳深9-1
宋
芳
芳深10
屯
酸性气体对水泥石产生腐蚀，
芳深701
可能破坏水泥环密封完整性
汪905
安 达
汪深101
达深2
相对密度
0.605 0.5860 0.8109 0.6000 0.6005 0.5867 1.438 0.5753 1.0007 0.6535 0.5903 0.9056
已建成或部分建成的储气库：大港、华北、 刘庄、金坛盐穴储气库
周期性注采作业
在建或准备建的储气库：新疆呼图壁、重 庆相国寺、长庆、辽河等
水泥环应力变化大 对水泥石的力学性能要求更高
35
30
25
20
15
10
5
0 2006-7-2 2006-10-10 2007-1-18 2007-4-28 2007-8-6 2007-11-14 2008-2-22 2008-6-1