双级固井技术

双级固井技术

所谓双级固井工艺技术是指通过一种特殊固井工具-分级箍及其各种配套的塞子，来实现将较长的水泥封固井段分成两段进行封固。

1、分级固井工艺技术的应用范围

（1）一次注水泥封固段太长，压差过高，一般注水泥设备难以满足施工要求。（2）低压易漏失井固井时，由于一次封固段太长，压差过高，容易引起固井漏失。

（3）一次封固段太长，上下温度太大，水泥浆性能无法保证固井要求。（4）油气分布不均，不连续且中间间隔距离太长时。

（5）其它特殊情况。

2、双级注水泥方式选择

双级固井的注水泥方式一般有三种，可根据工程、地质和封固要求进行选择。（1）非连续式：也叫正规式双级固井。它适用油气层间隔大，地层压力系数较低，井斜角较小和环空水泥不连续封固。这是目前应用最多的一种双级固井方式，它的实际应用情况已不局限于上述范围。

（2）连续式：封固较长，压力较低，水泥连续封固。

（3）连续打开式

3、分级箍的规格类型

目前常用的分级箍其规格尺寸有φ244.5mm，φ177.8mm，φ139.7mm，127mm。类型分为机械式和液压式两种，它们的主要区别在于：

（1）机械式：用于直井或井斜角小于25度的井，依靠重力塞打开循环孔进行二级固井，其打开压力较低。

（2）液压式：用于任何井型，可以不用重力塞而直接蹩压，打开循环孔进行二级固井，其打开压力较高。

4、分级箍的工作原理（以正规式双级固井为例）

水泥头装有一级碰压塞，所有的固井程序同常规井相同。如果是机械式的分级箍，当一级碰压后打开水泥头投放重力塞，以1m/s速度计算重力塞到达分级箍位置后，开泵蹩压5-7Mpa，将分级箍下内套销钉剪断，下内套下行露出循环孔，循环出多余水泥浆，准备二级固井。二级固井的工序基本同常规固井最主要的区别在于碰压后还要进行蹩压，依靠关闭塞剪断上内套销钉，上内套下行关闭循环孔，实现套管可靠密封。关闭压力一般要比液柱压差大10.5Mpa。如果是液压式分级箍，则第一级碰压后，再进行蹩压打开循环孔，然后进行二级固井。其打开压力要大于一级碰压压力3—5Mpa，并以此调整销钉数量。

5、分级箍安放位置的确定原则：是依据油气水层及漏层位置决定。

（1）全井封固的井，一般安放位置在井深1/2处，同时考虑地层、井径、井斜方位及垮塌情况。

（2）主要油气层间隔距离较大时，其位置选择在上部油气层底界以下40-60m

处。

（3）易漏失地层，一般选在漏失层以上50-80m处。

（4）分级箍以下必须要有足够长度的套管，一般不少于450m，以保证分级箍顺利打开。

6、双级固井工艺的技术条件

（1）套管柱设计必须考虑分级箍关闭时的工作负荷。

（2）套管居中、井眼及泥浆性能除了其它方面以外，二级固井前必须对泥浆进行防钙侵处理并充分循环洗井。

（3）一级水泥浆稠化时间除了施工时间外还包括投塞、打开、循环和足够的安全时间。

（4）浮鞋浮箍必须可靠灵敏，否则导致固井失败。

7、下部管串结构

双级固井常采用浮鞋+双浮箍，确保单流作用。浮箍以上必须装有碰压环，否则容易发生固井事故复杂。

8、工具准备

（1）工具附件清点：分级箍、下胶塞、重力塞、上胶塞、浮鞋、浮箍、碰压座、扶正器、水泥头。

（2）工具检查：包括规格尺寸，类型，丝扣及外观检查，胶塞密封圈。

（3）工具测量：内套直径，每种胶塞的外径、长度、并绘制草图。

（4）销钉调整：如果是液压式的分级箍还要按规定的位置对其销钉进行调整。以威得福工具为例，每个销钉承压 3.1Mpa，要根据一级碰压压力合理确定，另外分级箍下入时，严禁硬性挤压或在本体上大钳咬合。

9、固井设计，除其他方面以外，应着重考虑以下几点：

（1）一级水泥要认真计算井径，严格控制水泥附加量，不至过多的水泥返出。（2）一级固井时，其领浆密度要严格控制，避免出现密度过高导致循环时发生复杂。

（3）入井液设计时，要进行多余水泥浆上下均用清水和泥浆隔开的设计。

（4）二级固井时要认真计算其关闭压力，当压力过高，可配置适当的重泥浆用以顶替，降低泵压。

10、双级复杂情况及处理

（1）一级固井碰压后，泄不了压，有可能浮鞋浮箍失灵，要反复二至三次试放压。如果无效，则只有内外平衡后再进行后续工序。液压式分级箍可以避免这种情况。

（2）二级固井碰压后，泄不了压，有可能关闭孔未关闭，当反复二至三次关闭无效后，倒返0.5m3水泥浆，关井候凝。关闭压力要考虑管柱的安全性。

（3）循环孔打不开：在稠化时间许可的前提下，可以稍候一段时间蹩压打开也可适当提高蹩压压力打开。如果无效，可用钻杆带特殊工具下压打开。测声幅后，进行射孔补救二级固井。

（4）一级固井后，合理选择循环洗井排量。如果井漏，要立即降低排量。对

于井口不返要及时正确判断，多余水泥浆以上地层漏失可以小排量继续洗井，如果以下地层漏失可以反循环洗井，尽量进行补救。

11、钻塞

（1）准确丈量下井钻具，选用合适的钻头或磨鞋。

（2）钻进参数：转速40-60r/min，钻压5-10KN。