现代固井技术理论基础PPT课件
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《现代固井技术讲座》PPT课件
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现代固井技术在现场的应用经验
第一部分 现代固井技术发展的理论基础 第二部分 现代固井技术在现场使用经验 第三部分 现代固井技术现场应用的保证
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第一部分
现代固井技术 发展的理论基础
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第一部分 现代固井技术发展的理论基础
1. API波特兰水泥在高温下强度衰退理论 2. 高密度水泥浆不稳定性理论 3. 高温水泥浆体系混合水延迟失效理论 4. 稠化时间突变理论 5. 气窜发生在固井后 6. 水泥浆渗透率研究对气窜机理的圆满解说 7. 以盐克盐是大套岩盐层固井的理论依据 8. 油井百年大计始于固井，地层保护源于注水泥技术
5. 不言而喻，准确的井底循环温度（BHCT ）
的计算是多么的重要。
6. 此次讲座将讲解四种鲜为人知的 BHCT 计
算模式，它将结束固井工程师设计中的
苦
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为什么 BHCT 的计算是工程师的苦恼
1） 如果BHCT估算不准确将会影响对缓凝剂的 正确选择
2） 使用API标准，可是旧的API标准受地区影 响，误差过大（0~20℃），因此不能使 用
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4. 水泥强度衰退解决办法
在水泥中加硅粉处理 硅粉在高温下参与化学反应，生成硅酸一钙水化 物，阻止 （-C2SH）生成，保持水泥强度。 常规密度（1.90g/mL) 用200目35% (BWOC) 高密度浆(>1.90g/mL) 用100目35% (BWOC) 高温水泥浆设计的新举措—— 在同一个水泥浆体系中：
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第一、 API波特兰水泥在高温下强度衰退
这个理论是在1935年发现的，在高温下强度衰退 是API波特兰水泥具有的特性而决定的。
《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。
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。
固井设备及工艺ppt课件
和普通分级箍一样，全通径分级箍接 在套管串设计部位，下入套管串后，在套 管内下入专用工具，用内管注完一级水泥 后，通过专用工具打开循环孔进行第二级 追水泥作业，完成后完毕循环孔，起出专 用工具。
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。
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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。
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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
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。
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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。
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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
《固井与完井》课件
能节约油井的投资、缩短建造周期、减小井外占地。
固井与完井的挑战与解决方案
1
难点
需要在井下完成工作，不同的地层和介质需要不同的技术和工具。
2
解决方案
引入网络、AI和机器学习技术，以改进工效和精度，并开发更好的工具和设备。
3
难点
成本高。
4
解决方案
提高研发水平，简化流程，优化成本。
5
难点
开采难度大。
固井的重要性与目的
确保井下安全
防止井壁塌陷，防止井下物质 泄漏。
维持井型
保持井壁的固定，确保井型和 完井的有效性。
加强流体控制
控制地层油气和水的流动，以 及砂、泥浆和黏土等井下杂质 的管控。
固井的基本步骤
1
配制及注入水泥
准备好所需的混合物，注入沉淀后的水泥。
2
放置套筒
在油井中放置一根管子，以容纳水泥。
钻井
用钻具从地面或海底向下钻井。
套管
钻好一个地层后，套管是为了下次在这里钻井时， 能快速的进入下一块地层。
泵抽
将油从地下抽到地上，分离油和水。
常见的固井与完井技术
口径控制井完井
通过多次剖分管柱，让砂层上的油渗透到管柱中。
开孔完井
通过改变油管中的压力，让油在砂层上形成一条缝隙，这样油可以向上流动。
抽油杆完井
3
打开井口
只有在套管放置到位时才可打开井口，使水泥注入井壁。
完井的定义和作用
1 定义
完井是将油管接到天然气或石油井上以便生 产的过程。
2 作用
完井的目的是使井中石油或天然气充分流动， 直到被攫取；可以隔离不同水平的油气，适 当控制产油和产水。
完井的流程与技术
固井与完井的挑战与解决方案
1
难点
需要在井下完成工作，不同的地层和介质需要不同的技术和工具。
2
解决方案
引入网络、AI和机器学习技术，以改进工效和精度，并开发更好的工具和设备。
3
难点
成本高。
4
解决方案
提高研发水平，简化流程，优化成本。
5
难点
开采难度大。
固井的重要性与目的
确保井下安全
防止井壁塌陷，防止井下物质 泄漏。
维持井型
保持井壁的固定，确保井型和 完井的有效性。
加强流体控制
控制地层油气和水的流动，以 及砂、泥浆和黏土等井下杂质 的管控。
固井的基本步骤
1
配制及注入水泥
准备好所需的混合物，注入沉淀后的水泥。
2
放置套筒
在油井中放置一根管子，以容纳水泥。
钻井
用钻具从地面或海底向下钻井。
套管
钻好一个地层后，套管是为了下次在这里钻井时， 能快速的进入下一块地层。
泵抽
将油从地下抽到地上，分离油和水。
常见的固井与完井技术
口径控制井完井
通过多次剖分管柱，让砂层上的油渗透到管柱中。
开孔完井
通过改变油管中的压力，让油在砂层上形成一条缝隙，这样油可以向上流动。
抽油杆完井
3
打开井口
只有在套管放置到位时才可打开井口，使水泥注入井壁。
完井的定义和作用
1 定义
完井是将油管接到天然气或石油井上以便生 产的过程。
2 作用
完井的目的是使井中石油或天然气充分流动， 直到被攫取；可以隔离不同水平的油气，适 当控制产油和产水。
完井的流程与技术
第4章固井、完井与试油 ppt课件
PPT课件
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1.枪身；2.导爆索；3.射孔弹；4.弹架；5.固弹卡；6.安装架；7.旋塞
(a)多次使用型有枪身射孔器；(b)一次销毁型有枪身射孔器
PPT课件
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无枪身射孔器：
由无枪身聚能射孔弹、弹架(或非密封的钢管)、起爆 传爆部件(或装置)等构成的射孔总成。
无枪身射孔器按照射孔弹结构和固弹方式:
套管下到油气层底部，固井后射孔打开油气层。 世界各主要产油国广泛使用的完井方法，70％～90％。 射孔(perforating)：射孔枪在油层某一层段套管、水泥环
和地层之间打开孔道，使地层中流体能流出。 炮弹射孔的孔眼也称为炮眼。 在射孔完井的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯
PPT课件
2
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二.井身结构
定义： 一口井中下入套管的层次
、下入深度、井眼尺寸与套管 尺寸的配合，以及各层套管外 水泥返高等。
水泥返高：指固井时套管与井 壁之间水泥环上升的高度。
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4
各层套管的作用
导 管：封隔地表疏松地层，防止钻井液渗入地基影响井 架稳定以及在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装置 平面上来形成有控循环。
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三、注水泥
下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆 顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。
注水泥质量的基本要求： 1、依照地质及工程设计要求，套管下入深度、水泥浆返 高和管内水泥塞高度符合规定 2、注水泥井段环空内的钻井液全部被水泥浆替走 3、水泥环与套管和井壁岩石之间的连接良好 4、水泥石能抵抗油、气、水完井方法
尾管射孔完井
PPT课件
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优点 可选择性地射开油层，避免 层间干扰；有利于进行分层试油、 分层开采、分层酸化压裂、分层注 水等作业。
《现代固井技术专题》课件
挑战
现代固井技术面临的挑战包括提高固结质量、降低成本、减少环境污染等方面 。同时，随着油气资源的不断开发，地层条件越来越复杂，对固井技术的要求 也越来越高。
PART 02
现代固井材料与工具
高性能水泥浆体系
高强度水泥
采用高强度水泥作为主要胶凝 剂，提高水泥浆的抗压强度和
抗折强度。
低密度水泥浆
通过添加减轻剂等材料，降低 水泥浆的密度，提高其流动性 和稳定性。
随着环保意识的增强，现代固井技术 需要满足环保与可持续发展的要求。
详细描述
在固井施工过程中，应优先选择环保 材料，减少废弃物的产生，同时合理 利用资源，降低能耗和资源消耗，实 现绿色施工和可持续发展。
未来固井技术的发展方向与挑战
总结词
未来固井技术的发展方向包括提高技术可靠 性、降低成本、适应复杂环境和满足高标准 要求等。
抗渗水泥浆
通过优化配方，提高水泥浆的 抗渗性能，减少油气水等流体 对水泥环的渗透。
耐高温水泥浆
能够承受高温环境，保持优良 的物理性能和稳定性。
新型固井材料
弹性材料
01
在固井中使用弹性材料，如橡胶颗粒、弹性微球等，以提高水
泥环的抗冲击和抗拉伸能力。
防腐材料
02
采用防腐涂层、缓蚀剂等材料，提高固井材料的防腐性能，延
案例一
美国某油田的固井技术应用
案例二
俄罗斯某气田的固井技术应用
案例三
澳大利亚某煤田的固井技术应用
案例总结与启示
总结
通过以上案例分析，可以看出现代固井 技术在国内外油田、气田和煤田中得到 了广泛应用，提高了开采效率和安全性 。
VS
启示
现代固井技术的应用需要综合考虑地质、 工程和经济等多方面因素，加强技术创新 和研发，提高固井质量和使用寿命，为能 源工业的发展提供有力支持。
现代固井技术面临的挑战包括提高固结质量、降低成本、减少环境污染等方面 。同时，随着油气资源的不断开发，地层条件越来越复杂，对固井技术的要求 也越来越高。
PART 02
现代固井材料与工具
高性能水泥浆体系
高强度水泥
采用高强度水泥作为主要胶凝 剂，提高水泥浆的抗压强度和
抗折强度。
低密度水泥浆
通过添加减轻剂等材料，降低 水泥浆的密度，提高其流动性 和稳定性。
随着环保意识的增强，现代固井技术 需要满足环保与可持续发展的要求。
详细描述
在固井施工过程中，应优先选择环保 材料，减少废弃物的产生，同时合理 利用资源，降低能耗和资源消耗，实 现绿色施工和可持续发展。
未来固井技术的发展方向与挑战
总结词
未来固井技术的发展方向包括提高技术可靠 性、降低成本、适应复杂环境和满足高标准 要求等。
抗渗水泥浆
通过优化配方，提高水泥浆的 抗渗性能，减少油气水等流体 对水泥环的渗透。
耐高温水泥浆
能够承受高温环境，保持优良 的物理性能和稳定性。
新型固井材料
弹性材料
01
在固井中使用弹性材料，如橡胶颗粒、弹性微球等，以提高水
泥环的抗冲击和抗拉伸能力。
防腐材料
02
采用防腐涂层、缓蚀剂等材料，提高固井材料的防腐性能，延
案例一
美国某油田的固井技术应用
案例二
俄罗斯某气田的固井技术应用
案例三
澳大利亚某煤田的固井技术应用
案例总结与启示
总结
通过以上案例分析，可以看出现代固井 技术在国内外油田、气田和煤田中得到 了广泛应用，提高了开采效率和安全性 。
VS
启示
现代固井技术的应用需要综合考虑地质、 工程和经济等多方面因素，加强技术创新 和研发，提高固井质量和使用寿命，为能 源工业的发展提供有力支持。
现代固井技术理论基础课件
•现代固井技术理论基础
•16
波特兰水泥强度衰退
波特兰水泥实质上是硅酸钙材料。通常占材料总量的 80%，主要成分是C3S和C2S。这两种化合物的水化物 都是硅酸钙(CS)的水化物和氢氧化钙(CH)，即
2 C3S+6H→ C3S2H3+3CH 2 C2S+4H→ C2S3H3+CH 通常称为“C–S–H凝胶”（硅酸钙凝胶）在常温 下稳定，在高温下变质，强度下降渗透率增大。这种 现象称作“强度衰退”（Strength retrogression) 波特兰水泥强度衰退的临界温度是 110℃（230 ℉）
2. 从理论上讲，固井已经成为一门由多学科组成的科学。这个 结论是不可否定的。它包含化学、地质、物理、石油、机械和电工 学。每一门学科对实现固井目标都是很重要的。固井作业是一口井 整个施工中重要的组成部分，没有任何因素比固井质量对油井产能 的影响更大，因此固井技术要更新观念。
•现代固井技术理论基础
•1
•现代固井技术理论基础
•14
——2. 波特兰水泥在高温下强度衰退
在高温下强度衰退是API波特兰水泥具有的特性之 一。这个特性是在1935年被发现的。波特兰水泥强度 衰退与如下原因有关： （1） 波特兰水泥的成分 （2） 衰退的根本原因 （3） 衰退的主要特征 （4） 解决的办法
•现代固井技术理论基础
为什么固井技术有研究不完的课题
——现代固井技术诠释
3. 从固井的发展史来看，固井中的重大问题是逐步被认识的。尽管在上世纪40 年代发现高温下水泥强度衰退，60年代发现固井后气窜等等，但都没有得到 完善的解释和彻底的解决办法。固井理论是在逐步发展，固井方法是在逐步 完善的。 固井理论和工艺只有在实践中得到发展，也只有在实践中得到提高。 因此固井技术有研究不完的课题。
相关主题
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1937年API学会标准化委员会成立以后将波特兰水泥 规范为8个级别：A B C D E F G H。 其中A B C G H 级是常用水泥。 G H级是基本水泥。
zms2007
波特兰水泥的主要特性
1824年波特兰（Portland)水泥研制成功，1903年波特兰 水泥第一次用于油井封固水层。波特兰水泥是硅酸盐物 质的人造胶凝物，是最典型的常用水硬水泥。在波特兰 水泥研制成功的前后，使用普通的 建筑水泥固井必须候 凝28天才能恢复钻进，而且稠化时间极短产生强度的时 间很长。使用波特兰水泥后固井面貌大为改观，虽然也 经历过24Hr的候凝时间近半个世纪，随着添加剂的使用 候凝时间大大地缩短了，当今固井后6Hr测固井质量是普 遍的，不候凝技术也正在应用。对波特兰水泥的研究也 在深入进行，由于它存在的特性已成为发展高温高压井 固井技术和气层固井防窜技术等的理论基础。它最主要 的特性如下：
4. 现代固井理论的应用和发展完善了对固井重大问题的解释， 促进了现代固井技术中特别是高温高压深井固井、高压气层固井、 特殊固井、计算机应用、水泥浆设计和检验方法的发展和创新。这 就是现代固井技术的含义。
5. 固井技术没有固定的模式。《现代固井技术的理论基础和现场经验》为固井 工程师提供的是固井的新理念新方法、新概念——发展和创新的思维。
代固井技术的发展
zms2007
一、API标准促进固井的进步与发展
1. API（American Petroleum Institute) 于1937年成立。 API 的成立标志着石油工业的发展与进步。 API 标准已经成为国际范围的石油工业标准包含固井作业标准。
2. 在固井技术上
——研制了更多更好的波特兰水泥，现今已有8个级别，1984年 已规范了水泥的物理、化学性能标准和试验标准
——1939年国际上研制成功了高温高压稠化仪 ，它是用 于水泥浆设计最突出的测试仪器 之一，50年代后成 为API规范10的部分标准。
zms2007
API标准促进固井的进步与发展
——固井前的井眼准备和调节的重要性得到认 识和应用，提高固井质量的议题被提到议 事日程上。
——注水泥施工和监测仪器得到很大的发展，因 而这就使施工人员能够及时地掌握施工情况 ，并根据需要改变施工措施以提高施工的成 功率。
2. 从理论上讲，固井已经成为一门由多学科组成的科学。这个 结论是不可否定的。它包含化学、地质、物理、石油、机械和电工 学。每一门学科对实现固井目标都是很重要的。固井作业是一口井 整个施工中重要的组成部分，没有任何因素比固井质量对油井产能 的影响更大，因此固井技术要更新观念。
zms2007
为什么固井技术有研究不完的课题 ——现代固井技术诠释
zms2007
波特兰水泥的主要特性
——1. 波特兰水泥在水化过程静压降低
——2. 波特兰水泥在高温下强度衰退 ——3. 高密度水泥浆不稳定
——4. 高温水泥浆稠化时间突变。等等。
zms2007
——1. 波特兰水泥在水化过程静压降低
3. 从固井的发展史来看，固井中的重大问题是逐步被认识的。尽管在上世纪40 年代发现高温下水泥强度衰退，60年代发现固井后气窜等等，但都没有得到 完善的解释和彻底的解决办法。固井理论是在逐步发展，固井方法是在逐步 完善的。 固井理论和工艺只有在实践中得到发展，也只有在实践中得到提高。 因此固井技术有研究不完的课题。
现代固井技术讲座
题目 《现代固井技术的理
论基础和现场经验》
zms2007
为什么固井技术有研究不完的课题
——现代固井技术诠释
世界上已经有103年的固井历史，在国内也有50多年了，为什 么固井有研究不完的课题？难道没有固定的模式吗？
1. 从宏观来看，完钻后下套管用水泥固定的固井方法是不变 的，然而影响固井质量的因素如井眼条件，尤其是地层性质、井的 类型、泥浆类型、甚至套管和水泥都是多变的。因此固井不断需要 新方法。
关于波特兰水泥
从世界水泥的发展史知道，波特兰水泥是1824年由 Joseph Aspdin 研制的。它是由石灰石和黏土混合后煅烧而成 的人造胶凝物，含有硅酸盐物质。Aspdin 称它为波特兰水泥是 因为它凝固后类似于从英国近海中波特兰岛上开采的石头。 波特兰水泥是最典型的常用的水硬水泥，由于配制的水泥浆可 泵性好，又容易在水下环境中硬化，因此是油井注水泥的理想材 料。 1903年，波特兰水泥第一次用于油井封固水层。到1917年普遍 用于油井固井。 直到有了石油工业化标准后，波特兰水泥的生产更迅速，应用更 广泛。API标准出现以来所有的固井施工都使用波特兰水泥。
——水泥添加剂在固井工艺的发展过程中起着重要的作用，为了 适当地使用各种级别的水泥而研制了多种添加剂以便调节水 泥浆性能，据统计现今世界上添加剂已发展到13类500多种。
zms2007
API标准促进固井的进步与发展
——水泥浆设计技术得到显著的进步，早期的平均候凝 时间为10天最长的28天，直到1961年国际上平均候 凝时间仍达24小时。当然由于新技术的出现已缩短 短到8hr甚至6hr
zms2007
API标准促进固井的进步与发展
3. 固井作业标准： ——水泥等级标准 ——水泥检验方法 ——水泥浆试验标准 ——井底循环温度标准（1984年） ——水泥浆化验设备标准 ——套管性能标准 ——水泥浆在套管内和环形空间流变性能 计算标准 （1990年）等等。
zms2007
二、波特兰水泥的应用改变固井落后面貌
zms2007
现代固井技术的理论基础和现场经验
第一部分 现代固井技术发展的理论基础 第二部分 现代固井技术在现场的使用经验 第三部分 现代固井技术现场应用的技术保证
zms2007
第一部分
现代固井技术 发展的理论基础
zms2007
第一部分 现代固井技术发展的理论基础
一、API标准促进固井技术的进步与发展 二、波特兰水泥的应用改变固井落后面貌 三、专家、学者的重大发现，迅速发展现代固井技术 四、钻井和勘探的纵深发展挑战着固井作业难题 五、现代固井技术在实践中形成的新观念进一步推动现
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波特兰水泥的主要特性
1824年波特兰（Portland)水泥研制成功，1903年波特兰 水泥第一次用于油井封固水层。波特兰水泥是硅酸盐物 质的人造胶凝物，是最典型的常用水硬水泥。在波特兰 水泥研制成功的前后，使用普通的 建筑水泥固井必须候 凝28天才能恢复钻进，而且稠化时间极短产生强度的时 间很长。使用波特兰水泥后固井面貌大为改观，虽然也 经历过24Hr的候凝时间近半个世纪，随着添加剂的使用 候凝时间大大地缩短了，当今固井后6Hr测固井质量是普 遍的，不候凝技术也正在应用。对波特兰水泥的研究也 在深入进行，由于它存在的特性已成为发展高温高压井 固井技术和气层固井防窜技术等的理论基础。它最主要 的特性如下：
4. 现代固井理论的应用和发展完善了对固井重大问题的解释， 促进了现代固井技术中特别是高温高压深井固井、高压气层固井、 特殊固井、计算机应用、水泥浆设计和检验方法的发展和创新。这 就是现代固井技术的含义。
5. 固井技术没有固定的模式。《现代固井技术的理论基础和现场经验》为固井 工程师提供的是固井的新理念新方法、新概念——发展和创新的思维。
代固井技术的发展
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一、API标准促进固井的进步与发展
1. API（American Petroleum Institute) 于1937年成立。 API 的成立标志着石油工业的发展与进步。 API 标准已经成为国际范围的石油工业标准包含固井作业标准。
2. 在固井技术上
——研制了更多更好的波特兰水泥，现今已有8个级别，1984年 已规范了水泥的物理、化学性能标准和试验标准
——1939年国际上研制成功了高温高压稠化仪 ，它是用 于水泥浆设计最突出的测试仪器 之一，50年代后成 为API规范10的部分标准。
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API标准促进固井的进步与发展
——固井前的井眼准备和调节的重要性得到认 识和应用，提高固井质量的议题被提到议 事日程上。
——注水泥施工和监测仪器得到很大的发展，因 而这就使施工人员能够及时地掌握施工情况 ，并根据需要改变施工措施以提高施工的成 功率。
2. 从理论上讲，固井已经成为一门由多学科组成的科学。这个 结论是不可否定的。它包含化学、地质、物理、石油、机械和电工 学。每一门学科对实现固井目标都是很重要的。固井作业是一口井 整个施工中重要的组成部分，没有任何因素比固井质量对油井产能 的影响更大，因此固井技术要更新观念。
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为什么固井技术有研究不完的课题 ——现代固井技术诠释
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波特兰水泥的主要特性
——1. 波特兰水泥在水化过程静压降低
——2. 波特兰水泥在高温下强度衰退 ——3. 高密度水泥浆不稳定
——4. 高温水泥浆稠化时间突变。等等。
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——1. 波特兰水泥在水化过程静压降低
3. 从固井的发展史来看，固井中的重大问题是逐步被认识的。尽管在上世纪40 年代发现高温下水泥强度衰退，60年代发现固井后气窜等等，但都没有得到 完善的解释和彻底的解决办法。固井理论是在逐步发展，固井方法是在逐步 完善的。 固井理论和工艺只有在实践中得到发展，也只有在实践中得到提高。 因此固井技术有研究不完的课题。
现代固井技术讲座
题目 《现代固井技术的理
论基础和现场经验》
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为什么固井技术有研究不完的课题
——现代固井技术诠释
世界上已经有103年的固井历史，在国内也有50多年了，为什 么固井有研究不完的课题？难道没有固定的模式吗？
1. 从宏观来看，完钻后下套管用水泥固定的固井方法是不变 的，然而影响固井质量的因素如井眼条件，尤其是地层性质、井的 类型、泥浆类型、甚至套管和水泥都是多变的。因此固井不断需要 新方法。
关于波特兰水泥
从世界水泥的发展史知道，波特兰水泥是1824年由 Joseph Aspdin 研制的。它是由石灰石和黏土混合后煅烧而成 的人造胶凝物，含有硅酸盐物质。Aspdin 称它为波特兰水泥是 因为它凝固后类似于从英国近海中波特兰岛上开采的石头。 波特兰水泥是最典型的常用的水硬水泥，由于配制的水泥浆可 泵性好，又容易在水下环境中硬化，因此是油井注水泥的理想材 料。 1903年，波特兰水泥第一次用于油井封固水层。到1917年普遍 用于油井固井。 直到有了石油工业化标准后，波特兰水泥的生产更迅速，应用更 广泛。API标准出现以来所有的固井施工都使用波特兰水泥。
——水泥添加剂在固井工艺的发展过程中起着重要的作用，为了 适当地使用各种级别的水泥而研制了多种添加剂以便调节水 泥浆性能，据统计现今世界上添加剂已发展到13类500多种。
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API标准促进固井的进步与发展
——水泥浆设计技术得到显著的进步，早期的平均候凝 时间为10天最长的28天，直到1961年国际上平均候 凝时间仍达24小时。当然由于新技术的出现已缩短 短到8hr甚至6hr
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API标准促进固井的进步与发展
3. 固井作业标准： ——水泥等级标准 ——水泥检验方法 ——水泥浆试验标准 ——井底循环温度标准（1984年） ——水泥浆化验设备标准 ——套管性能标准 ——水泥浆在套管内和环形空间流变性能 计算标准 （1990年）等等。
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二、波特兰水泥的应用改变固井落后面貌
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现代固井技术的理论基础和现场经验
第一部分 现代固井技术发展的理论基础 第二部分 现代固井技术在现场的使用经验 第三部分 现代固井技术现场应用的技术保证
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第一部分
现代固井技术 发展的理论基础
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第一部分 现代固井技术发展的理论基础
一、API标准促进固井技术的进步与发展 二、波特兰水泥的应用改变固井落后面貌 三、专家、学者的重大发现，迅速发展现代固井技术 四、钻井和勘探的纵深发展挑战着固井作业难题 五、现代固井技术在实践中形成的新观念进一步推动现