双级固井技术
HD28井超深井低密度水泥浆固井技术
HD28井超深井低密度水泥浆固井技术HD28井是塔里木油田塔北项目部沙雅县境内的一口评价井，该井二开中完井深6365米，井底静止温度122℃，采用Φ200.03mm套管双级固井工艺，固井作业面临裸眼封固段长（一级封固3365米）、压力窗口窄、地层易漏、施工压力高等一系列问题。
介绍了HD28井基本情况，分析了技术难点，采取一系列的技术措施如一级领浆和二级使用漂珠低密度水泥浆体系，现场应用良好，经声幅测井解释固井质量优质，取得了较好的应用效果。
标签：超深井；长封固段；低密度水泥浆；双级固井HD28井是塔里木油田在新疆阿克苏地区沙雅县境内的部署的一口评价井，二开中完井深6365米。
该区块地层压力低、承压能力低，属于低压易漏井固井。
研究出一套在高溫高压条件下不分层、不沉降、流变性良好、强度达到要求的低密度水泥浆体系及配套的固井相关技术，是保障固井施工安全、提高固井质量的关键。
1 HD28井基本概况完井采用200.03mm套管双级固井工艺。
钻井液为聚磺钻井液体系，密度1.27g/cm3，漏斗粘度45s，失水 2.8ml，塑性粘度20mpa·s。
易漏失井段在4495-4695m，地层当量密度为1.35g/cm3。
该井最大井斜24.74°，裸眼井段平均井径256mm，平均井径扩大率6.43%。
2 技术难点2.1施工工艺难点①二叠系地层承压能力低，下套管及固井施工中存在井漏的风险；②斜井斜度大，套管不宜居中，有套管贴边的风险，对固井质量造成影响；③裸眼段长，循环阻力大，施工压力高，存在易漏地层，施工排量受限不容易实现紊流顶替。
2.2 技术措施①合理设计分级箍位置及水泥浆浆柱结构，采用合适的施工排量，减少地层漏失的风险；②优化扶正器的加放，确保套管居中度；③采用平衡压力固井，優化设计施工排量，保持施工的排量和压力稳定，确保施工及候凝整个过程的压力平衡，防止井漏等复杂情况的发生。
3 水泥浆体系设计3.1 难点分析长封固裸眼段对低密度水泥浆性能要求极高，采用Landy-30S漂珠作为减轻材料，由于大量外掺料的掺入，致使水泥浆密度的降低和水泥浆性能发生矛盾，突出表现在：①由于水泥浆中减轻材料的存在，其与水泥浆颗粒比重相差较大，容易产生沉降分层，这样会破坏水泥浆柱的整体均持性，导致水泥石产生疏松凝结，影响水泥石胶结质量。
双级固井
渤海钻探第三钻井公司70591队
目
一、双级固井概念
录
二、双级固井工艺技术的应用范围 三、双级注水泥方式选择 四、分级箍的规格类型 五、分级箍安放位置的确定原则 六、双级注水泥流程
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一、双级固井工艺
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。
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六、双级注水泥流程
注一级前置液 碰压 循环洗井候凝 注一级水泥浆 憋压 注二级前置液 压第一级胶塞 投入重力塞 注二级水泥浆 替钻井液 打开分级箍 压入关闭塞
替泥浆
碰压
关闭分级箍
侯凝
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小结：
双级注水泥流程图
a 一注第一级水泥浆，顶替钻并液碰压；b 一投入打开塞打 开循环；c 一注二级水泥，压关闭塞；d 一关闭循环孔
（2）连续式：封固较长，压力较低，水泥连续封固。 （3）连续打开式
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四、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。 分为机械式和液压式两种类型，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。
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三、 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
固井技术现状及发展趋势
固井技术现状及发展趋势一、国内外固井技术（一）油井水泥及油井水泥外加剂油井水泥及油井水泥外加剂发展速度突飞猛进，国外基本水泥共有十三类水泥，油井水泥外加剂共有13大类200多个品种。
为适应向API水泥标准的转化，我国油井外加剂也发展到10大类100多个品种。
1、基本水泥目前国外BJ、福拉斯马斯特、道威尔、哈里伯顿和诺斯科等五大能源技术服务公司都生产基本水泥，我国只生产一类油井水泥（波特兰水泥）。
基本水泥共有十三类：波特兰水泥、高铝水泥、市售低密度水泥、市售膨胀水泥、微细波特兰水泥、微细波特兰水泥和微细高炉矿渣混合物、高细度水泥、高炉矿渣、微细高炉矿渣、波特兰水泥和高炉矿渣的混合物、可储存的液体水泥、酸溶水泥、合成树脂水泥。
2、油井水泥外加剂外加剂只能改变水泥浆的物理性能而不能改变其化学成分，水泥浆只不过是外加剂的载体。
国外油井水泥外加剂主要以哈里伯顿、BJ、休斯、德莱塞、道威尔、西方五家公司的产品为代表，我国油井外加剂也发展很快，水泥外加剂品种比较多，主要分为13大类。
包括：促凝剂、缓凝剂、降失水剂、分散剂、消泡剂、减轻外掺料（减轻剂）、加重外掺料（加重剂）、防漏外掺料（防漏剂）、防止水泥石高温产生强度退化的外掺料、触变水泥、隔离液和冲洗液、清除钻井液污染剂、特种外加剂。
（二）国外固井技术1、新型“钻井”固井液技术美国壳牌石油公司及几个其它石油公司的一批科研开拓者，在多功能钻井液（UF）性能、胶凝浆特性、泥饼固化、界面胶结等方面作了大量的实验（剪切胶结，激活剂的扩散实验，水平井大型井筒顶替模拟试验），研制出新型“钻井”固井液技术，只是在原有钻井液配方的基础上，添加不多的高炉淬厂渣或其它可水化材料，基本上不影响钻井液的其它性能。
新型“钻井”固井液技术采用UF钻井、MTC固井提高了钻井液和固井液的相溶性，有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液的不相溶问题，从而实现了第一、二界面的良好分隔和胶结强度，特别是提高第二界面的胶结质量，减少和阻止油气、水流体的层间窜通，而且由于激活剂的扩散和渗透，使泥饼形成了固化的致密泥浆，阻止循环漏失和水泥浆液柱回落。
28-四川地区深井超深井复杂情况下固井技术
四川地区深井超深井复杂情况下固井技术姚勇中石化石油工程西南有限公司固井分公司摘要：随着石油勘探开发深度的加大，深井超深井数量增加，井下情况更趋复杂，固井难度不断增加。
在四川川西及川东地区深井超深井固井中，面临长封固段固井、窄安全压力窗口、固井漏失、套管下入困难、水平井侧钻井、小井眼小间隙固井、高温高压、防气窜、高含硫等固井难题。
因此加强对深井超深井技术的探讨与研究，对加快四川地区油气勘探进度和勘探效益具有重要意义。
关键词：四川深井超深井固井序言由于目前我国经济的高速发展，对石油、天然气资源产生了巨大需求和依赖，为了保证国家经济和能源安全的需要，石油勘探开发力度加大，转向埋深更深地层，深井超深井数量不断增加。
深井超深井目的层埋藏深，地质条件复杂，钻井勘探深度的加大，井下情况更趋复杂，固井难度不断增加。
四川地区主产天然气，深井超深井井眼条件复杂，深井超深井裸眼井段长，地层压力系统不统一；地层压力高，一般下技术套管和油层套管前，泥浆密度都要加重，而且许多井地层压力平衡关系敏感，泥浆稍高则发生井漏，低则发生井喷；地层裂缝多、断层多，易破碎；泥页岩水敏性强，易坍塌，井眼极不规则，井径扩大严重，大肚子井眼和糖葫芦井眼普遍存在；川东北地区深层高含H 2S及CO2，根据四川气井固井经验，各层套管水泥均要求返至地面，导致固井封固段长；地层倾角大，软硬变化多，井斜角大；油气层多且分布段长，地层压力高、气层活跃；随着油田的深一步勘探开发，钻井向深井定向井、侧钻井、水平井等发展。
因此在四川深井超深井固井中，通常面临下述固井复杂问题：1) 套管下入困难；2) 长封固段固井技术难题；3) 小井眼、小间隙固井难题；4) 窄安全压力窗口、固井漏失及防气窜问题；5) 深井超深井水平井固井难题；6) 不规则井眼条件下固井质量问题。
二十世纪八十年代以来，我们在四川进行了大量的固井工程作业，针对四川深井气井、复杂地层固井难点，完成了《川东北深井复杂条件下固井工艺研究》、《川西地区高压气井固井技术研究》、《川西中高压浅层气防气窜固井技术研究》、《提高川西深层固井质量技术研究》、《川西地区深井固井技术研究》等多项科研课题。
固井工程技术基础
目录前言第一章固井概论第一节固井概念第二节固井的目的和要求第二章套管、固井工具、附件和材料第一节API套管标准和规范第二节固井工具、附件第三节固井材料第三章固井工程技术基础第一节固井工艺第二节固井水泥浆第三节注水泥施工程序第一章固井概述一、固井概念为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。
因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。
固井作业固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。
固井设备总体示意图二、固井目的和要求1、固井的目的一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。
遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。
因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为：1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。
（如图1-1所示），当从A 点钻进至B 点，如果在A 点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B 点所用泥浆密度在A 点产生的压力就会大于A 点地层破裂压力，造成A 点地层破裂，发生井漏。
同理，当从B 点钻进至C 点，如果在B 点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C 点所用泥浆密度在B 点产生的压力就会大于B 点地层破裂压力，造成B 点地层破裂，发生井漏。
2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。
固井工程不仅关系到钻进的速度和成本，还影响到油气田的开发。
（如图1-2所示），如果油、气层与水层间水泥固结不好，层间互相窜通，那么会给油气田开发带来很大困难。
井控技术措施
井控技术措施（一）表层固井1、钻井队表层钻深必须进入稳定层50米以上，保证下部表套水泥环与地层的胶结质量。
2、要高度重视表层固井施工，确保表层固井质量。
固表层套管前要认真核对表层井深和表层套管下入深度，确保表层套管按钻井设计要求下到位置。
3、认真做好表层固井设计，确保表层固井灰量足够，按照固表层作业要求做好现场施工，打好水泥浆密度，油井留10-15米水泥塞，并做好固井表层施工记录。
4、要求钻井队固完表层后必须保证水泥候凝8小时后才能二开钻进。
5、固完表层后，对由于井漏而导致水泥未返到地面的井，井队要技术及时回填井口。
（二）完井固井1、要求钻井队下套管前必须先换好相应尺寸的防喷器闸板芯子后下套管。
2、认真做好完井固井设计，进行平衡压力计算。
3、钻井液密度异常的井，要求钻井队处理时必须坚持加入稀释剂稀释钻井液的原则，不得采用大量加清水处理钻液的办法。
4、对出油、出气的井，必须要坚持先稳定底层后固井的原则，做好固井后的关井工作。
5、钻井队下套管过程中必须按下套管技术要求井行灌泥浆作业，下完套管给套管内灌满泥浆后能接方向杆循环泥浆，循环1-2周，循环处理好泥浆后进行固井作业。
6、完钻发生漏失的井必须先堵漏后固井。
防止下套管过程中或固井过程中发生漏后环空液柱压力降低后诱发京涌。
7、一次上返固井和双级固井的一级固井过程中发生漏失的井，候凝期间要认真观察井口，发现溢流现象要立即关井。
一、固井施工过程中井涌、井喷的应急措施。
1、注前置液时发生井涌或井喷，立即停止注前置液，并向钻井队工程技术员汇报，有钻井队根据井涌情况决定是否关井并进行压井处理措施，确保压稳地层后重新组织固井施工。
2、注入水泥过程中发生井涌、井喷时根据具体情况采取以下措施：（1）、注放水泥量少时，由钻井队根据井涌情况决定是否关井，如果关井，要节流循环出注入的水泥浆并采取压井措施。
压稳地层后重新组织固井施工。
（2）、已经开始注尾桨时出现井涌或井喷时，由钻井队实施关封井器后节流注水泥作业，抢压胶塞、节流顶替。
煤层气井完井技术探讨
文章编号:1004—5716(2005)12—0079—03中图分类号:TE25719 文献标识码:B煤层气井完井技术探讨齐奉忠,申瑞臣(中国石油勘探开发研究院廊坊分院完井所,河北廊坊065007)摘要:我国的煤层气资源十分丰富,但开发利用刚刚起步。
煤储层与一般的油气层相比,埋藏浅,微孔隙和裂缝发育。
煤层的机械强度和孔隙度低,易坍塌、易污染。
介绍了煤储层及煤层气井的特点、煤层气的完井方式、国内目前煤层气完井技术的现状及存在的问题,并探讨了以后国内煤层气井完井所要研究解决的问题。
关键词:煤层;煤层气;完井;固井;低密度水泥浆 煤层气(煤层甲烷Coalbed Methane)是在煤层中自生自储的一种非常规天然气,以吸附或储集方式存在于煤层孔隙与裂缝中。
我国的煤层气资源十分丰富,预测全国有39个含煤盆地、67个聚煤单元,2000m以浅的煤层气资源量约为22.5×1012m3。
加快煤层气的勘探与开发,对于改善能耗结构,缓和能源紧张状况,减少环境污染,保障煤矿井下安全都具有重大意义。
与天然气储层不同,煤储层具有双重功能,煤层既是甲烷气的生气层又是储集层,因此决定了煤储层比常规油气层更容易受到损害。
煤层的渗透性低,孔隙压力低,钻井和完井过程中煤层极易受到伤害,受到伤害后而且很难消除。
煤层气开发时,如果对完井技术不重视,采取的措施不当,煤层气产能很低。
据报道,恰当的完井方法可使气产量增加到原来的3～5倍。
1 煤储层及煤层气井的特点与常规天然气储层不同,煤层埋藏浅,一般在300～1500m 之间,井底温度及压力低,远远小于油气井的井底温度与压力。
与常规油气储层相比,煤储层与煤层气井具有以下特点:(1)存在状态不同。
煤层气主要呈吸附状态存在于基岩孔隙的内表面上(70%～95%),只有少量以游离状态(10%～20%)或溶解状态存在于煤层的孔隙与裂缝中,其储集方式和以游离态为主的石油、天然气有根本的不同。
(2)保存方式不同。
固井技术现状及发展趋势
油井水泥外加剂和外掺料
通常我们将掺量小于或等于水泥质量的5% 的固井材料称为外加剂，外加剂在水泥浆 体系中主要依靠物理作用、化学作用或物 理化学作用，如吸附、絮凝、分散、络合， 来发挥其作用；而将超过水泥质量的5%的 材料，称为油井水泥外掺料，外掺料一般 是指的是硅粉、加重剂、减轻剂、微硅等。
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3、可膨胀水泥浆体系
为了补偿水泥石在凝固过程中体积收缩问题，提 高胶结强度，保证固井质量，人们开发出了可膨 胀水泥浆体系，依据膨胀源和作用机理的不同， 常用的油井水泥膨胀材料可分为两大类：① 晶体 膨胀材料，主要依靠膨胀源晶体材料重结晶或晶 形时转变产生的结晶膨胀压，将化学能转变为机 械力对外做功，其膨胀特性不受压力和温度（但 钙矾石类膨胀源受温度制约）的影响。② 发气材 料，依靠外加剂与水泥浆反应产生气体，其膨胀 源为可压缩气体。
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油井水泥外加剂主要进展
（1）降失水剂。研制开发了适应更宽温 度和密度范围、抗盐和抗高温的高性能 降失水剂。
（2）用于深水固井的特殊外加剂。 （3）泡沫水泥浆外加剂。 （4）改善水泥石性能的外加剂。 （5）满足特殊地质条件下的水泥外加剂。
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外加剂、外掺料与国外的差距
我国油井水泥外加剂在大类上已与国外各大公司基本相一致， 并相继开发了与国际同步的降失水剂、缓凝剂和分散剂，但 与国外著名服务公司相比仍存在下列差距：品种单一，各生 产厂家产品相类似；产品过于大众化，而且研究得不够透彻， 精细化程度低，缺少高性能的分散剂和缓凝剂；对外掺料的 研究不够深入，缺乏高性能的加重剂和减轻材料的研究；系 列化程不够，缺乏超低温（低于15℃）、超高温（高于 220℃）配套的外加剂体系；不能满足特殊井的水泥浆体系； 产品材料的原创性较差，少有具有自主知识产权的原创技术。
大庆油田深层气井固井技术
大 庆油 田深层 火 山岩地 层裂缝 极 其发育 ， 向 、 纵
大 庆 油 田深 井 产 层 以 天 然 气 为 主 ， 含 有 Ｃ ， 并 Ｏ。 其 含 量 最 高 可 达 ９ ， Ｏ Ｏ Ｃ 在 有 水 或 相 对 湿 润 的 环
大 庆 油 田深 层气 井 固井技 术
张 书瑞 郭 盛 堂 何 文 革 卢 胜 张春 明
（ 庆 石 油管 理 局 钻 探 集 同 ． 龙 江 大 庆 １ ３ ０ ） 大 黑 ６ ０ ０
摘 要 ： 大庆 油 田深 层 气 井平 均 井深 ４０ ０ ４５ ０ｍ， 井 施 工存 在 很 多技 术 难 点 ， 如 地 层 裂缝 发 育 、 裂 压 ０ ～ ０ 固 例 破 力低 、 温梯 度 高 、 径 不 规 则 、 固井段 长 等 ， 工 过 程 中存 在 井 口 窜 气 、 级 箍 免 通 径 成 功 率 偏 低 等 问题 ， 此 ， 地 井 封 施 双 为
固 井 方 案 的 确 定 带 来 了 一 定 的 困难 。
２ ２ 地 温 梯 度 高 ．
大 庆 油 田 地 温 梯 度 为 （ ． ～ ４ １ １ ０ ， ３８ ．） Ｃ／ ０ ｍ 井 深 达 到 ５０ ０ｍ ， 高 温 度 可 能 超 过 ２ ０ ℃ 。 每 级 ０ 最 ０
境 下 ， 套管 及水 泥会 产生 严重 的腐 蚀破坏 作用 ， 对 可 导 致水 泥环 渗透率 变 大 、 压强 度 降低 ， 至会 失去 抗 甚
封 隔作用 。
横 向、 向裂缝 均有 不 同程度 的发 育 ， 斜 间 偶 尔 伴 有 裂缝 性 漏 失 ， 给
Ｃ。 由 于 火 山 岩 属 脆 性 地 层 ， 壁 易 掉 块 ， 定 性 井 稳
固井工艺技术
固井工艺技术（张明昌）第一章概念：常用固井方法，固井的主要目的，固井的重要性。
第二章各套管的作用：表层套管，技术套管，油层套管第三章常用注水泥工艺一、常规固井工艺[一]概念[二]常规固井基本条件[三]水泥量的计算[四]环空液柱压力的计算1.静液柱压力计算;2.动液柱压力计算3.固井压力平衡设计的基本条件[五]下套管速度的计算[六]地面及井下管串附件（常规注水泥的~附件表）二、插入法固井工艺[一]概述[二]插入法固井工艺流程[三]插入法固井的有关计算：1.套管串浮力计算；2.钻柱做封压力的计算三、尾管固井工艺[一]概述[二]尾管悬挂器类型[三]尾管固井工艺流程（以液压式尾管悬挂器类型为例）[四]尾管送入钻杆回缩距的计算：1.回缩距计算公式 2.方余的计算[五]各类尾管的特点及使用目的[六]常用尾管与井眼和上层套管尺寸的搭配[七]提高尾管固井质量的主要技术措施13条[八]尾管的回接固井工艺；1.回接套管贯串结构；2尾管回接固井工艺流程。
四、分级固井工艺[一]概述[二]分级箍分类[三]分级固井适用范围[四]分级固井工艺分类[五]双级固井工艺流程：1.非连续打开式双级注水泥工艺；2.连续打开式双级注水泥工艺：(1)机械式分级箍（用打开塞或重力塞）;(2)压差式分级箍。
3.双级连续注水泥工艺：(1)机械式分级箍；(2)压差式分级箍。
[六]分级固井注意事项五、预应力固井工艺[一]概述[二]热应力计算[三]预应力计算[四]预拉力计算[五]套管伸长的计算[六]预应力固井的水泥及材料[七]预应力的固件方法及特点[八]预应力固井的技术要点六、外插法固井工艺：[一]概述[二]特点七、先注水泥后下套管固井工艺：[一]概述[二]特点八、反注水泥法固井工艺：[一]概述[二]特点九、选择式注水泥固井工艺：[一]概述特点[二]选择式注水泥施工流程。
十、筛管顶部注水泥固井工艺：[一]概述特点[二]选择式注水泥施工流程。
十一、封隔器完井及水泥填充封隔器工艺：[一]概述特点[二]选择式注水泥施工流程。
分级固井注水泥工艺技术研究与应用
分级固井注水泥工艺技术研究与应用对分级固井注水泥技术从固井工具选用、工艺流程、技术应用等方面进行研究分析，建立分级箍合理安放位置的计算式，现场应用效果显著。
标签：分级固井；注水泥；分级箍；固井技术固井技术是钻完井过程中重要的技术环节，固井质量的好坏直接影响着后续的油气开采作业。
分级固井注水泥工艺技术常用于解决水泥封固段长、地层压力系数低、固井过程井漏现象严重等问题。
1 分级固井注水泥流动过程理论1.1 分级固井注水泥工艺描述①非连续打开式双级注水泥工艺：将分级箍按设计位置接于套管串，并送入预定位置；循环泥浆以清洗井壁；注入前置液；注入一级水泥浆；投入碰压塞来顶替泥浆；碰压，放回压，检查回压凡尔；释放重力塞；鳖压打开循环孔，循环泥浆，第一级注水泥结束。
第二级注水泥流程与上相似；②连续打开式双级注水泥工艺：a 机械式分级箍：将机械式分级箍按设计位置接于套管串，并送入预定位置；清洗完井壁后注入前置液；注入一级水泥浆；释放挠性塞，开始顶替分级箍以下管内的泥浆；释放重力塞，替分级箍以上管内的泥浆；碰压后，憋压打开循环孔，循环钻井液；注入隔离液，注入二级水泥浆，释放关闭塞，替泥浆碰压，关闭循环孔；放回压，检查循环孔性能；候凝。
b 压差式分级箍：与机械式分级箍注水泥的工艺流程相似，不同在于無需使用打开塞或重力塞来打开循环孔，而是根据压差来打开循环孔；③双级连续注水泥工艺：机械式分级箍：将分级箍按设计位置接于套管串，并送入预定位置；清洗完井壁后注入前置液；注入一级水泥浆；释放碰压塞，顶替分级箍以下的水泥浆；释放打开塞；注入前置液，注入二级水泥浆，释放二级碰压塞，顶替水泥浆，碰压时关闭循环孔；候凝。
压差式分级箍：与机械式分级箍注水泥工艺相似，不同在于无需使用打开塞或重力塞来打开循环孔，而是根据打开套两端的压差打开循环孔。
1.2 分级注水泥流动过程描述第一级注水泥初始阶段，水泥浆注入套管内，与之前流动的钻井液之间形成密度差，从而产生压差。
新安边油田双级固井设计优化
新安边油田双级固井设计优化俞忠宝;沙丽红;余海棠【摘要】新安边油田构造位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡西缘,东西横跨宁陕古河、蒙陕古河,油层埋深1560-2500 m。
由于地层破裂压力低,且作业封固段长,固井质量难以保证。
通过调整分级箍位置,优化水泥浆体系,减少了水泥浆环空液柱压力,解决了固井过程中的漏失问题,提高了油层段封固质量。
%Xinanbian oilfield structure is located in the western edge of the slope of northern Shanbei of the Ordos Basin.From east to west of the oilfield,the oilfield cross the Ningshan Furukawa and the Furukawa between Inner Mongolia and Shaanxi,and the reservoir depth reaches to 1560-2500 m.As the formation fracture pressure is low and cementing operations section is too long,the cementing quality is difficult to guarantee.By adjusting the position of stage collar and optimizing the slurry system,the liquid column pressure of grout annulus was reduced,the leakage problem of the cementing process was solved and the quality of the reservoir sealing segment was improved.【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】4页(P56-58,61)【关键词】双级固井;液柱压力;漏失【作者】俞忠宝;沙丽红;余海棠【作者单位】延长油田股份有限公司开发部;延长油田股份有限公司技工学校,陕西延长716000;延长油田股份有限公司开发部【正文语种】中文【中图分类】TE251 新安边油田概况新安边油田位于陕西省定边县，与吴起县交界，主要开发区在新安边镇东南部。
固井
提高注水泥顶替效率的措施
Schl umb erge r Priva te
5.注水泥前调整钻井液性能 钻井中钻井液的性能是为了满足钻井作业的需求，但从提 高注水泥顶替效率方面来看，这些性能往往是不合时宜的。一次 在注水泥前一般都要对钻井液的性能进行调整。 调整钻井液性能（密度，流变性）的原则是，在保证井下 安全的前提下，尽量降低钻井液的密度，粘度和触变性。其中降 低触变性尤为重要，因触变性太强，钻井液的内部结构力大，非 常不利于顶替。
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基本油井水泥
油井水泥的物理性能
Schl umb erge r Priva te
1、水泥浆密度 作用：满足平衡压力要求、保证获得最好的水泥性能 基本要求：注水泥期间既不井漏又不井喷 影响因素：水灰比；外掺料（指密度调节剂）用量 2、水泥浆的稠化时间 定义：在井下温度压力条件下，从给水泥浆加温加热时起至水泥浆稠度达 100Bc所经历的时间称为水泥浆的稠化时间。 作用：保证施工安全 要求：整个注水泥施工作业能够在稠化时间以内完成。并包含一定的安全系 数。一般：施工时间+1小时<稠化时间。 影响因素：水灰比；温度与压力；外加剂
提高注水泥顶替效率的措施
Schl umb erge r Priva te
(a)
(b)
(c)
(a) 套管不动 (b) 套管开始转动 (c)钻井液将被替完 1－井眼 2－套管 3－流动的水泥浆 4－钻井液
提高注水泥顶替效率的措施
Schl umb erge r Priva te
3、采用紊流或塞流流态注水泥 在层流流态，断面流速分布呈尖峰形态；在紊流和塞流流 态，断面流速分布相对平缓，因而有利于水泥浆均匀推进顶替 钻井液。 在偏心环空中，当采用塞流流态时，虽然在本间隙内水泥 浆可均匀推进，由于在井一周向上流速分布不均，可能存在一 周向上严重推进不均的后果。
顺北油田技术套管固井防漏工程技术浅谈
顺北油田技术套管固井防漏工程技术浅谈摘要：顺北油田是我国重要的油气产区，在地层钻进过程中发生井漏对油气的安全生产危害极大。
顺北油田的井漏问题多发生在二叠系层位，原因大致可归纳为：孔隙裂缝发育、火成岩发育、地层承压能力弱、地层渗透率高等。
本文主要以顺北油田某断裂带二开固井情况来阐述与分析，总结了顺北油田二开固井防漏工程技术方法，对以后顺北油田区块固井技术应用具有一定的参考价值。
关键词：顺北油田二叠系漏失固井工艺一、前言顺北油田位于塔里木盆地北缘，构造上属顺托果勒低隆起，是中国石化近年发现的大型油气田，油气资源量约17×108t。
油藏埋藏深（7500.00～8600.00 m），地层温度高（>155℃）、压力高（80～170MPa），并普遍含有H2S（10071mg/m³）。
目前，该油气田年产原油量超过60×104t，是西北油田主力勘探新区和资源战略接替的重要潜力区[1]。
目前顺北区块的井二开钻遇二叠系火成岩时，地层漏失严重，这极大地影响整井质量，且对后期生产形成安全隐患。
针对现有低压易漏井固井技术的问题，提出影响顺北二叠系低压易漏固井质量的主要影响因素，并提出下步可行的技术方案。
二、顺北区块二叠系漏失成因分析2.1易漏地层的类型与特征2.1.1易漏地层类型概述[2]根据地层性质，固井遇到的漏失可分为以下4种：（1）渗透型漏失：在高渗、大孔道地层中发生渗漏；（2）次生裂缝型漏失：因地层承压过高后诱发的裂缝型漏失；（3）裂缝型漏失：指天然裂缝、孔洞式洞隙地层的漏失；（4）裂缝孔隙型漏失：指孔隙较发育并有微裂缝的地层漏失。
2.1.2易漏地层漏速特征[3]根据井内流体漏失速度，漏层可划分为：①微型漏失，漏速≤10m3/h；②小型漏失，漏速≤20m3/h；③中型漏失：漏速≤50m3/h；④大型漏失：漏速≤80m3/h；⑤严重漏失：漏速＞80m3/h；⑥特大漏失：井内失返。
大庆油田单级双封固井工艺的应用研究
小时左 右 的施工 程序 时 间；其次 ，节 省 了钻 分 级箍
作 业和 刮管 作业 时 间，通过 交叉 作业 ，有 效 的时 间 无 钻机 的 时 间侯 凝 ：再次 ，能够 节约 时 间强化 固井
质 量的监测 。
量得 不 到保障 。
的时候 ，实现 中间液 的隔 开注入 。一 方面 ，单级双
根据 单级 双封 固井 技术 思路 进行 设计 油 田前置 水 泥浆封 固段２ ４ ～２ ４ ｍ １ ６ ４ ６ ，水泥 浆密 度 １ ８ ；后 ．５ 置 水泥 浆封 固段 ３ ５ ￣３ ７ ｍ ４ ５ ９ ４ ，水泥 浆密 度 １ ９ 。 ． ０ 而 实 际的额注 入 情况 为 ：前置 液２ ｍ ；前 置水 泥浆 ７。
技博览，０ １（ ） ２ １ ，６－
四、单级双封 固井工艺在大庆油 田中的运用
大庆 油 田的 固井技 术通 过长 期 的研究 和勘 察 ，
在单 级 双封 固井工 艺 中取 得 了一 定的成 绩 ，在垂 直
井 中能够 有效 的保 障 固井 质 量 ，节 省 时间 ，提高 油
田的固井 效率 。在 大庆 油 田中 ，单 级双封 固井技术 的具 体 设计 思路 如下 ：注 入 冲洗液 （ 前置 水泥 浆 将 发挥 到 上层 的套 管 ，保 障有足 够 的前置 水泥 浆 能够
固井 技术 的研究 ，提 高 固井施 工 的质 量 。但 是 ， 由 于 受到地 质 条件 的 限制 ，固井 封 固的技 术难 道相 对 来 说 比较 大 ， 油 田固井 出现 蹿气 现 象 ，对 后 期 试 气 、压裂 作业 都有 较 大 的影 响。 因而 ，对于 大庆 油 田来 说 ，强化 固井 技 术和质 量 ，提 升 固井工 艺是 非
固井基础-注水泥工艺
1.现场水泥浆稠化时间试验温度主要取（井底循环温度）。
2.实际施工时间与稠化时间的关系是稠化时间=现场施工时间+（60~90min）。
3.高温条件下会造成水泥石强度的衰退，采取加入硅粉的办法，控制强度衰退，硅粉，石英砂被称为（热稳定剂）。
硅粉的加入量一般控制在（25%~30%）之间。
4.固井作业，注水泥前所选用的前臵液，要具有良好（相容性）。
5.注水泥顶替过程中，可能发生（U型管）效应。
6.什么是U型管效应？U型管效应再某种程度上由于注入的水泥浆密度大于钻井液密度，形成套管内外静液柱差，当这种压差超过管内外沿程流动阻力损失时在管内形成了“液柱”的自由落体。
7.使用内管注水泥方法的好处可以防止注水泥及替泥浆过程在管内发生窜槽。
解决顶替泥浆量过大，时间长问题。
可以防止产生过大的上顶力，防止套管向上移动。
可以保证使水泥返出地面。
节省固井成本，节约水泥用量。
8.正规非连续式注水泥程序？第一级按正常套管注水泥方法，注完水泥并碰压后，井口卸压，证实下部浮鞋浮箍工作可靠，水泥浆不回流。
则再投入打开塞，打开分级箍注水泥孔眼，可进行第二级注水泥工作。
注水泥前可调整处理井下钻井液性能。
二级注水泥结束后臵入关闭塞，碰压并使注水泥孔永久关闭。
9.正规非连续式注水泥第一级水泥返深一般距分级箍（200m）。
10.打开塞的下落速度现场一般按照（1m/s）计算。
11.注水泥塞的目的？处理钻井过程中的井漏。
定向井的侧钻和造斜。
堵塞报废井及回填枯竭层位。
提供衬管测试工具的承座基础。
隔绝地层。
12．固井后，出现水泥塞的可能原因有哪些？钻井液性能不好，石粉沉淀，出现假塞现象；套管长度与实际长度不符；浮箍、浮鞋失灵，敞压时管内回流水泥浆；替泥浆时，泥浆中混有水泥浆。
13. 施工哨子有几声？分别是怎样规定的？施工哨子有五声。
第一声哨，循环准备哨。
参加施工的人员全部到位，注水泥车开始循环，下灰车开始充气；第二声哨，注水泥开始；第三声哨，注水泥结束；第四声哨，替钻井液开始；第五声哨，替钻井液结束。
固井基础知识
第二部分固井基础知识第一章基本概念1、什么叫固井？固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆，把套管与井壁紧固起来的工作。
2、什么叫挤水泥？是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。
3、固井后套管试压的标准是什么?5英寸、5 1/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过 0.5MPa,7英寸，9 5/8英寸分别为10MPa和8MPa，30分钟不超过0.5MPa；10 3/4—13 3/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0。
5MPa。
4、什么叫调整井？为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井.5、什么叫开发井?亦属于生产井的一种，是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。
6、什么叫探井？在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。
7、简述大庆油田有多少种不同井别的井？有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。
8、什么叫表外储层？是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层).包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。
9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？固井质量要求,调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米）.10、调整井（小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井（小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？调整井按质量标准井斜不大于3度。
探井按质量标准井斜不大于5度.11、调整井（小于等于1500米)井底最大水平位移是多少？探井（小于等于3000米）井底最大水平位移是多少?调整井井底最大水平位移是40米。
探井井底最大水平位移80米。
12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？（1）常规固井（2）双密度固井(变密度固井）(3）双级注固井（4）低密度固井（5)尾管固井13、目前大庆油田形成几套固井工艺？（1)多压力层系调整井固井工艺技术。
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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。