内管固井作业

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水泥塞在钻杆高度@m 30"导管鞋@m 36"井眼深@m
112 142 143
(1) 水泥浆体积： a.裸眼容积： (142-73)×1.2622=87 (bbl) b.裸眼附加： 87×250%=218 (bbl) c.水泥塞容积：(142-112)×0.0583=1.75 (bbl) 水泥浆总容积为：a+b+c≈307 (bbl)
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5. 继续用127.00mm(5")加重钻杆将套管柱送 到位，在浮鞋进入井眼和到位时用ROV观察， 对入井眼并顺利下到位。 6. 接固井管线，海水循环2周。同时用ROV检查 导向绳的方向，确认基板在下入过程中是否旋 转，判断是否必需进行调整基板艏向，使基板 艏向与平台艏向基本一致。 7. 按固井设计固井，并用ROV观察水泥浆的返出 情况和井口头是否上移，如果上移，可通过释 放补偿器的气压的方法来控制钻具的上移。
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30“导管固井示意图
海平面@m 泥线深度@m 0 150
内管柱下深@m 水泥塞顶深@m 30"导管鞋@m 36"井眼深@m
199 209 219 220
解： (1) 水泥浆体积： a.裸眼容积： (219－150)×1.2622=87 (bbl) b.裸眼附加：87×250%=218 (bbl) c.水泥塞容积：(219-209)×2.4988= 24.99(bbl) 水泥浆总容积为：a+b+c≈330 (bbl)
1. 下入内管前，按套管柱设计下完套管串。 2. 下入127.00mm(5")普通钻杆作内管柱，接套管送 入工具（或井口头），要求内管柱底部距离套管 浮鞋15～20m。 3. 用127.00mm(5")加重钻杆将井口头送入永久导向 基板（开钻前，在月池上装好）并固定好，提起 基板和套管串，调整基板方向与平台艏向一致。 4. 打开井口头送入工具上的排气阀，将井口头送入 水面，接顶驱循环排气。 停泵5分钟再循环一次， 在确保套管串内灌满海水后，关闭排气阀。
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(2) 固井顶替量： ① 内管顶替量：(112-0)×0.0583=6.53 (bbl) ② 地面管线顶替量：按现场实际测量确定，通常在 1.5bbl ③ 总顶替量：A+B≈8 (bbl) (3) 固井后导管内外压力计算： ① 导管内压力=112×1.025×0.01×1000/7+(142112)×1.9×0.01×1000/7=245 psi ② 导管外压力=(142-73)×1.9×0.01×1000/7 +40×1.025×0.01×1000/7=246 psi
1. 按常规方法下套管，并灌满钻井液； 2. 下钻杆，把密封短节连接在入井的第一根 钻杆底部, 在第一根钻杆装上可回收式钻 杆扶正器； 3. 将密封短节插入浮箍或浮鞋中, 并用内管 柱重量加压2～5吨左右, 满足大于注替过 程上顶力的要求；
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4. 检查插入密封短节的密封。用下列方法检查密封 状况: 4.1 直接给套管和钻杆的环空灌钻井液, 如果液面下 降说明不密封； 4.2 通过钻杆连接管线，用泥浆泵或水泥泵开泵循 环, 如果套管内液面有变化, 说明密封不起作用, 一旦确认不密封, 必须起出钻杆更换密封短节的 密封件。 5. 确认插入密封短节无问题后，就可以循环和固井；
20"套管鞋 @ 26"井深 @
502 505
m m
二、内管固井方法

插入法
装有紧闭式回压阀的浮箍和浮鞋(见图1-1A和C)； 插入密封短节(见图1-1B)； 钻杆扶正器(见图1-1A)； 带挡圈接头加钻杆锁紧塞(见图1-1B)。
图1-1 插入式内管注水泥装置
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二、内管固井方法
2. 密封套管头（井口头）法 适用于半潜式钻井平台或 浮式钻井船。 与插入法不同之处？
设计： 日期：
审核：
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日期：
30" 导管 固井计 算
井名 :
基 本 数据
平台： 半潜式
斜深 参数 We ight lb s/ft 310 19 .5 50 O .D. in 30 36 5 5 I.D. in 28 30 4.2 76 3 Ca pac ity b bl s/m 2 .4 9 86 1 .2 6 21 0 .0 5 69 0 .0 2 87 2 5 0% 47 .8 1 套 管 内水 泥塞 高度 3 0" 导 管鞋 3 6 " 井眼 深度 @ @ @ 1 30 .11 14 0 .11 14 0 .25 1 3 0.1 1 1 4 0.1 1 1 4 0.2 5 1.9 0 5 " 钻杆 下入 深度 @ 11 6 .11 1 1 6.1 1 密度（ S .G ) 1.0 2 5 转 盘面 海 平面 泥线 水泥 返高 @ @ @ @ 0 30 7 1.7 7 1.7 垂深 0 30 71 .7 71 .7
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二、内管固井方法
1. 插入法。 适用范围：自升式钻 井平台、钻采综合平 台（导管架）和陆地 固井。 密封方式 插入法固井 示意图
4
插入法
套余 @ 转盘 @ 水深 @ 泥线 @ 首浆返深 @ 30"套管鞋 @
-0.8 0 41 70 110 140
m m m m m m
5"普通钻杆/加重钻杆/复合钻杆 尾浆返深 @ 402 m
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四、固井计算
1、资料收集 内管固井施工计算 需要收集的基础资 料包括井的数据： 如井深，导管鞋深， 泥面深度，作业水 域水深以及插入头 长度、外径等数据。
1.1 水泥浆量的计算 内管固井水泥浆的量包括水 泥封固段的环空容积，考虑 井眼扩径的环空附加量和管 内水泥塞的量。主要涉及的 公式如下： Vc=Van×Lc/1000 式中， Vc——指水泥浆体积，m3； Van——指套管与裸眼单位 环空容积，L/m； Lc——指水泥浆封固长度， m。
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2、计算实例


30“导管固井示意图
转盘面@m 泥线深度@m 0 73

例题1.某自升式钻井平台，在水 深40米的某区块钻探一口探井, 转盘面至海平面气隙33米， 36"井眼设计钻至143米， 30"套管入泥69米，试计算固 井水泥浆量和顶替量。 （已知条件：以上深度均从海平 面算起，30"固井裸眼附加 250%，内管采用5"钻杆，钻 杆内容积为0.0583bbl/m， 30"×36"井眼环空容积为 1.2622bbl/m。说明：上述 数据可从钻井设计以及相关工具 手册查知。）
现场实例， 另发资料
9. 固井泵泵注海水 10. 固井泵混泵密度为 1.90 S.G 的水泥浆 需要混合水 11. 固井泵顶替海水 12. 固井泵泄压检查回流量 18 3 bbls，纯水泥
( 如果单流阀失效，泵回所有回流量至井内，憋压候凝大约一小时，然后 再次检查回流量） 13. 起出插入管柱，循Baidu Nhomakorabea出多余的水泥浆。 14. 起钻。 15. 候凝至少 8小时 （ 或候 凝至 地面 样品 终 凝） . 总施工时间 83
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6. 顶替水泥浆。 6.1如果使用的是浮箍、浮鞋或者只使用浮鞋, 替完钻杆的容积后, 可以立即起出钻杆。 6.2如果使用的是挡圈接头, 浮鞋必须连接在 套管管串中。顶替前投钻杆胶塞, 碰压后加 2.07兆帕(300psi)左右的泵压将钻杆塞 锁紧后起钻； 7. 起钻、候凝。
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半潜式钻井平台内管固井程序
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例题2.某半潜式钻井平台在水深 150米的某区块钻探一口 井,36"井眼设计钻至220米， 30"套管入泥69米，请计算固 井水泥浆量和顶替量。（已知条 件：以上深度均从海平面算起， 30"固井裸眼附加250%，内 管采用5"钻杆，钻杆内容积为 0.0583bbl/m，30"×36" 井眼环空容积为 1.2622bbl/m，30"套管(单 位套管重量为310ppf）容积为 2.4988bbl/m。说明：上述 数据可从钻井设计以及相关工具 手册查知。）
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m m m m m
二、内管固井方法
连接套管的套管送入工具 （也称井口头）； 套管内下入一定数量的光 钻杆作为注水泥内管即可； 内管柱底部距浮箍或套管 鞋通常有15-20m/30-50m； 不需要额外的工具和附件。


密封套管头
30”内管固井
7
三、固井作业程序 自升式钻井平台内管固井程序
密封套管头
方余 @ 转盘 @ 水深 @ 5"加重钻杆 泥线 @ 首浆返深 @ -7.1 0 61 86 86 m m m m m m
30"套管鞋 @ 168.7
5"普通钻杆
半潜式平台内管 固井示意图
尾浆返深 @ 542.69 内管下深 @ 627.1 管内水泥塞 @ 632.7 20"套管鞋 642.7 26"井深 @ 647
施工 时 间 预测 (mi n)
7.倒阀门至固井管线，固井管线通水 8. 固井管线试压
5
bbls @
2 bpm; 10 min. 5 bpm; 5 bpm; 3 bpm;
2. 5 10 2 61 2 5
20 00psi 稳压 10 30 4 6 1.9 7. 3 bbls @ bbls @ Ton. bbls
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30" 导管固井施工方案
推荐施工程序
开固井安全会 1. 钻 36"井眼至设计井深。 2. 下 30" 导管至 140.11米 . 套管内灌满海水至海平面； 3. 钻杆上连接插入头，在第一根钻杆街头处安装钻杆扶正器。下入插入管串。 4. 插入头缓慢插入浮鞋 , 保持 5~7 吨的重量在浮鞋上。 5. 套管和钻杆环空灌满海水，观察液面是否下降，检验插入头密封。 6. 循环至少一倍于套管环空容积。
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1.2 压力计算 水泥浆顶替到位后，需校核导管内外的压差。固井 结束后，要保证导管外压力高于导管内压力，否则 就需要调整钻井设计或采取必要的预防措施。压力 校核的公式如下： Ph=0.0098×SG×H 式中， Ph——指静液柱压力，MPa； SG——指液体密度，g/cm3； H——指密度SG的液柱高度，m。
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8. 用固井泵注海水顶替水泥浆，控制套管内 留8～10m水泥塞，顶替过程中尽量开大泵 速。 9. 卸压检查，若无回流拆固井管线；如果有 回流，将回流的海水泵入，蹩压至水泥浆 样品初凝(约1.0～1.5h)再卸压。 10.候凝4.0～5.0小时或者根据水泥浆样品的 凝固情况确定，判断不会导致基板转动的 前提下，倒开井口头送入工具并起出。
名称
3 0 " C sg 3 6 "O H & 30 "Cs g 5 "DP 5"H WDP 裸 眼附 加量
环空 裸眼附加量反 算井径 , 相当于井径 i n
水 泥 浆组 成及 性能 水 泥 浆组 成 水泥 J H"G " 水 泥 浆性 能 密度 造浆率 混合水 计算 套 管 内水 泥塞 容积 套 管 与裸 眼环 空容 积 裸 眼 附加 量 水 泥 浆总 量 纯 水 泥用 量 18 3 6 .9 9 66 混 合 水用 量 添 加 剂需 要量 (单位 :千克 ) 混 合 水准 备量 21 7 .4 0 .30 % 1 .60 % X X 1 72 1 .8 1 72 1 .8 bbl = X 42 .6 4= X 42 .6 4= 34 .57 22 0 1 17 5 = ( ( 7 1.7 1 16 .1 -1 7 1.7 1 1 6.1 1 ) X ) X ) X 0.0 2 87 0.0 5 69 2.4 9 86 = = = = 1 .0 0 2 .0 9 6 .6 1 3 .7 3 1 3.4 2 b b ls b b ls b b ls b b ls b b ls 当 量密 度 (g /m l) m 3, 相 当 于纯 水泥 量 17 2 1.8 sk 7 3 .42 ton 1 5 63 .4 X 5 .30 3 ÷ ÷ 1 .1 75 42 = = = 1 5 63 6 6.7 1 97 .4 3 1 .39 sk ton b b ls m3 ( ( 1 40 .11 1 40 .11 13 0 .1 1 7 1 .7 ) ) 2 5 0% × × × 2 .4 98 6 1 .2 62 1 8 6 .3 4 = = = = = 2 4.9 9 8 6.3 2 15 .9 3 27 .2 1 8 37 b b ls b b ls b b ls b b ls cu ft 15 .86 1.1 75 5.3 03 pp g c uft/sk g al /sk 海水 S /W 4 6 .9 2 % BW OC 早 强剂 CA 9 01 S 1 .6 0 % B W OC 0 .30 % 消泡 剂 CX 6 2L BW OC 140 195

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（2）固井顶替量：
a内管顶替量：(199-0)×0.0583=11.60 (bbl) b.套管顶替量：(209-199)×2.4988=24.99 (bbl) c地面管线顶替量：按现场实际测量确定，通常在 1.5bbl左右 总顶替量：a+b+c≈38 (bbl)

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现场实例， 另发资料
内管固井作业
中海油服油田化学事业部 2008年8月
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第七讲内容
一．概述 二．内管固井法 三．固井程序 四．固井计算 五．固井实例 六．问题探讨
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一、概述
内管固井法？
使用套管浮箍或浮鞋与配套的插入式密封短 节进行注替固井作业； 或者下入光钻杆作为内管于浮箍或浮鞋以上 一定高度，密封套管头及送入工具，然后进 行固井作业。 适用套管尺寸： 30”～13-3/8” 优点：减少水泥浆被污染，节省施工时间。