固井工艺及新工具介绍
哈利伯顿固井工艺及新工具介绍
下部井段使用合成基ChannelSeal™
• Use Water-Based ChannelSeal™ as a Lead Slurry Use 使用水基ChannelSeal作为领浆 • Extended Gel-Time Cement Slurry 凝结时间延长的水泥浆
CBL with Synthetic Based ChannelSealTM 合成基ChannelSeal CBL测井结果
• Placed In Well Prior To Running Casing • Casing Installed and Cemented • Easily Displaced But Will Set If By-passed • Performance Range
• 55°F (10°C) to 300°F (175°C) • BHP of 12,500 psi (highest tested)
Mud Conditioning 泥浆处理
LOW MOBILITY MUD MOBILE MUD
FILTRATE
FILTRATE
CEMENT
FILTER CAKE CASING
FORMATION
Comparison of Annular Clearance to Primary Cementing Success 环空间隙对固井质量的影响
• 下套管前注入 • 下套管和固井 • 容易顶替，即便窜槽 也能封固 • 性能
– 55°F (10°C) to 300°F (175°C) – BHP of 12,500 psi (highest tested)
• No Spacer Is Needed For Separating the ChannelSeal™ Fluid From the Cement Slurry Or Improving Mud Displacement
固井工艺技术
固井工艺技术常规固井工艺内管法固井工艺尾管固井工艺尾管回接固井工艺分级固井工艺选择式注水泥固井工艺筛管（裸眼）顶部注水泥固井工艺封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺注水泥塞工艺预应力固井工艺挤水泥补救工艺技术漏失井固井技术高压井固井技术大斜度井固井技术深井及超深井固井技术长封固段井固井技术小间隙井固井技术糖葫芦井眼固井技术气井固井技术（一）常规固井工艺常规固井工艺是指在井身质量较好,且井下无特殊复杂情况,封固段较短的封固要求下,将配制好的水泥浆，通过前置液、下胶塞（隔离塞）与钻井液隔离后，一次性地通过高压管汇、水泥头、套管串注入井内，从管串底部进入环空，到达设计位置，以达到设计井段的套管与井壁间的有效封固。
套管串结构：引鞋+旋流短节+2根套管+浮箍+套管串。
施工流程：注前置液→注水泥浆→压碰压塞（上胶塞）→替钻井液→碰压→候凝。
保证施工安全和固井质量的基本条件：（1）井眼畅通。
（2）井底干净。
（3）井径规则，井径扩大率小于15%。
（4）固井前井下不漏失。
（5）钻井液中无严重油气侵，油气上窜速度小于10m/h。
（6）套管居中，居中度不小于75%。
（7）套管与井壁环形间隙大于20mm。
（8）钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下，应保证低粘度、低切力、低密度，具有良好的流动性能。
（9）水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。
（10）水泥浆和钻井液要有一定密度差，一般要大于0.2。
（11）下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低压管汇等，性能满足施工要求。
（二）内管法固井工艺内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍（或插座式浮鞋），与环空建立循环，用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。
采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混，缩短顶替钻井液时间。
用该工艺进行表层时，水泥浆可提前返出，从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染。
该工艺一般用于大直径套管固井。
固井设备_精品文档
泥浆。
(4)注水泥浆结束后，关闭注水泥阀门，两个井口工同时打 开水泥头左右两个挡销，使两个挡销处于完全打开状态。
(5)打开压胶塞阀门，进行压胶塞替浆作业。 (6)确认胶塞已离开水泥头后，关闭挡销，替浆结束后，根
(7)打开双塞水泥头下部与下挡 销相通的注入阀门(图中1号阀)， 注入清洗液，停泵，关闭1号阀。
二、固井水泥头
双塞水泥头的使用方 法
(8)打开下挡销，释放下胶塞， 打开双塞水泥头中部与上挡销 相通的注入阀门(图中2号阀)， 注入隔离液和水泥浆。
(9)注水泥浆结束后，停泵，关 闭2号阀。打开冲洗闸门，冲洗 管线残留水泥。
(14)替浆结束碰压后，地面释放 回压，根据浮箍浮鞋止回阀的 工作情况来确定敞压或憋压候 凝。关闭1号阀、2号阀和3号阀。 待水泥浆初凝后卸掉水泥头。
二、固井水泥头
（3）尾管水泥头结构
尾管水泥头与套管水泥头的结构基本相同，主要用于 尾管作业期间存放和泵送胶塞，其本体下部为钻杆螺 纹，内部装有钻杆胶塞，并且有挡销存放系统。
(2)关闭上挡销，装入上胶塞(双 级注水泥固井时，根据需要， 可在此位置装入重力打开塞)。
(3)上紧顶盖，关闭相关闸门。
二、固井水泥头
双塞水泥头的使用方法
(4)把水泥头和井口套管(或联顶 节)正确联接。
(5)安装好水泥头相关控制闸门， 连接好相应固井管线。
(6)打开冲洗闸门，冲洗注水泥 管线；关闭冲洗闸门，管线试 压。
据施工要求放回压，根据止回阀工作是否正常来确定敞压或
憋压。关闭替浆阀门，候凝。待水泥浆初凝后卸掉水泥头。
二、固井水泥头
固井技术基础（量大、多图、易懂）
固井技术基础（量大、多图、易懂）概述1、固井的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，保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。
2、固井的目的1. 封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行；2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回泥浆池；3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件；4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染；5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件；3、固井的步骤1. 下套管套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。
为保证固井质量和顺利地下入套管，要做套管柱的结构设计。
根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。
2. 注水泥注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。
3. 井口安装和套管试压下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。
表层套管的顶端要安套管头的壳体。
各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。
套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。
套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。
陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。
注平衡液等作业。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
固井工艺技术介绍
固井工艺技术介绍固井工艺技术是指在石油钻井中，通过在井壁和套管之间注入特定的材料来加固井壁，防止地下水和油气的混合以及套管的沉降。
固井工艺技术在石油钻井中起到至关重要的作用，它不仅能够提高井下环境的安全性，还能够保持油井的稳定性和产能。
井壁加固是指在钻进过程中，通过注入水泥浆或其他特定材料来增加井壁的强度和稳定性。
井壁加固的主要目的是防止地下水和油气的混合，防止井壁的坍塌，以及防止井身的扭曲和变形。
井壁加固一般分为两种方法：一种是通过液体钻井泥浆注入井壁，将泥浆中的固体颗粒填充到井壁裂缝中，形成一个固体屏障；另一种是通过水泥浆注入井壁，将水泥浆填充到井壁裂缝中，形成一个密实的固体屏障。
套管连接是指在井壁上安装套管的过程。
套管连接方法有很多种，其中最常见的是螺纹连接和焊接连接。
螺纹连接是通过将两个套管的螺纹互相扭合来连接，螺纹之间的空隙可以通过填充密封剂来减少。
焊接连接是通过将两个套管的端部加热至熔化状态，然后将它们焊接在一起。
套管连接的选择取决于井深、地质条件和工艺要求等因素。
水泥浆配制是指将水泥粉料和水混合，形成一种特定的水泥浆。
水泥浆配制的目的是制备出具有特定性能和流动性的水泥浆，以满足固井施工的要求。
水泥浆配制过程中需要选择合适的水泥粉料和掺和剂，以及控制水泥浆的颗粒分布和比重等参数。
泥浆循环净化是指在钻井过程中，通过泥浆泵将泥浆从井底泵至地表，并对泥浆进行净化和回收。
泥浆循环净化的主要目的是清除泥浆中的固体颗粒和杂质，以保持泥浆的性能和流动性。
泥浆循环净化过程中需要使用各种过滤器和离心机等设备，以实现对泥浆的过滤和分离。
总结起来，固井工艺技术是石油钻井中不可或缺的环节，它可以有效加固井壁，保护地下水和油气的混合，并维持井身的稳定性和产能。
固井工艺技术涉及到井壁加固、套管连接、水泥浆配制和泥浆循环净化等多个方面，每个方面都有自己的具体技术和方法。
通过合理运用固井工艺技术，可以提高石油钻井的安全性和效率，降低事故发生的概率，减少钻井成本，对于石油行业的发展起到积极的促进作用。
固井工艺技术介绍
固井工艺技术介绍固井是一种油田工程术语，是一种在钻井完毕后进行的一种工艺技术。
固井的主要目的是为了保证油井的安全生产以及生产效率的提升。
固井工艺技术主要包括固井设计、固井材料、固井操作和固井质量监控等内容。
接下来将介绍固井工艺技术的相关内容。
首先是固井设计。
固井设计是固井工艺技术的第一步，也是至关重要的一步。
固井设计需要考虑井口条件、地层情况、井身结构、井口状况等多方面因素，来确定固井的材料、技术和工艺等细节。
合理的固井设计可以确保井下油气的安全生产，提高固井的成功率。
其次是固井材料。
固井材料主要包括固井水泥、固井搅拌液等。
固井水泥是固井中最关键的材料之一，它需要满足强度、粘度、密度等多种性能要求。
固井水泥主要用于封堵地层裂缝、巩固井壁等。
固井搅拌液主要用于保持井筒稳定、减少钻头抛失等。
固井材料的选用要根据具体情况进行合理选择，以确保固井质量。
再次是固井操作。
固井操作是固井工艺技术的核心环节，包括固井设备搭建、固井材料加入、固井搅拌、固井施工等过程。
固井操作需要专业的操作人员和先进的设备来完成，要注意操作规范、施工流程、安全防护等方面。
固井操作质量直接影响固井结果，必须高度重视。
最后是固井质量监控。
固井质量监控是固井工艺技术的最后一环，通过监测固井过程中的各项参数和数据，来评估固井质量是否符合要求。
固井质量监控包括实时监测、常规检测和质量评估等内容，需要及时处理发现的问题，并采取相应的措施来保证固井质量。
总的来说，固井工艺技术是油田工程中非常重要的一个环节。
通过科学合理的固井设计、选择优质的固井材料、规范操作和严格的质量监控，可以确保油井的安全生产和高效运营。
希望相关从业人员能够加强对固井工艺技术的学习和实践，不断提高固井水平，为油田工程的发展做出更大的贡献。
固井的工艺包括啥
固井的工艺包括啥
固井是石油、天然气和地热开采过程中的一个关键环节，用于封闭或固定井筒，防止井内油气外泄，同时保证井的稳定性和安全运营。
固井的工艺包括以下步骤：
1. 井壁准备：对井筒表面进行清洗和涂层处理，以确保固定剂能够与井壁良好结合。
2. 钻井液处理：清除井眼附近的钻井液，以减少固井剂粘附和降低井眼的污染。
3. 固井剂搅拌：将水、胶黏剂、胶凝剂、填充料等固井剂配制成固井浆液，并通过搅拌设备进行均匀混合。
4. 浆液泵送：使用高压泵将固井浆液注入井眼，确保固井剂能够进入井壁裂缝和空隙中。
5. 固井稍压：在固井剂注入后，稍微增加井压，推动固井剂更深入井眼，填充更多空隙。
6. 固井剂硬化：固井剂在井筒中逐渐硬化、凝固，形成坚实的固体结构。
7. 固井质量测试：通过固井质量检测和评估，确保固井剂硬化后能够满足安全和可靠的要求。
8. 填充井孔：在固井剂硬化后，使用下部水泥浆将井眼剩余空隙填满。
9. 防漏栓装置：在井顶设置防漏栓装置，以防止井内压力溢出和油气泄漏。
固井的工艺可以根据不同的井筒结构、地质条件和开采需求进行调整和优化。
固井施工技术措施
固井施工技术措施1.套管固井技术：套管固井是指通过将管道（套管）插入钻井井筒中，并以适当方式固定，以强化和保护井壁，防止塌陷和渗流现象。
套管的选择应根据地质情况和井筒条件来确定，一般情况下，采用多级套管固井技术，通过分段设置套管，使井筒的强度和密封性更加可靠。
同时，还可以采用套管间灌浆技术，注入合适的水泥浆体，使套管与井壁间形成高强硬的固体结构，提高井壁的稳定性和密封性。
2.泥浆循环和排除气体：在固井过程中，要及时排除井筒中的气体，并保持泥浆的循环稳定。
在钻井过程中，使用泥浆循环系统，通过循环泵将泥浆从井口注入井筒，经过井底孔插入岩心，然后再从套管间隙中回流到地面。
这样可以有效地排除井筒中的气体，并保持井筒的稳定。
另外，还可以通过设置鼓风机和排气口等设备，实时监测和排除井筒中的气体。
3.隔水固井技术：隔水固井是指在钻井过程中，采用一定的技术手段，将井筒中的水尽可能排除，使井底部分仅留有差压，以保证井筒的稳定和固井质量。
在固井过程中，可以通过使用防漏固井泥浆和水基泥浆等，在井筒中形成隔水层，将地层水与泥浆分隔开来，从而保证固井质量。
4.固井质量控制：固井施工过程中，还需要严格控制固井质量，以保证井筒的强度和密封性。
在固井前，需要对井筒进行清洗和酸化处理，同时要进行固井液测试，测试其密度、黏度、流动性等物理指标，确保其符合设计要求。
在固井过程中，要密切监测注入泥浆的压力和流量，保持固井液的稳定性和流动性。
固井后，还需要进行固井质量检测，通过测量固井质量指标，如固井浓度、贯入度等，以判断固井质量是否符合要求。
综上所述，固井施工技术措施是保证油气井井筒强度和密封性的重要措施，通过套管固井、泥浆循环排气、隔水固井和固井质量控制等技术手段的应用，可以有效地保证井筒的稳定性和固井质量，确保油气开采的安全与高效。
固井车描述
固井作业及固井车描述1、固井工艺流程在油田施工作业中，为了加固井壁，保证继续钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层试油及在整个开采中合理的油气生产，为此下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井作业。
固井工艺流程可简单的分为:下套管、注水泥、碰压、侯凝、测井进行固井质量检测和评价等五个步骤。
其中下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆液压系统顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。
当上胶塞坐落在已坐于浮箍上的下胶塞上之后，地面压力将很快上升一定值(称为碰压)，该信号说明水泥浆已顶替到位，固井施工结束。
2、固井设备为完成固井作业，通常需要多种专用设备联合作业进行。
一般来讲，通常需要下灰车(用于运送干水泥)、罐车(用于储存和运输清水)、固井水泥车(用于向井内注入水泥浆);技术套管和生产套管。
固井作业时，还要根据实际情况在上述设备的基础上增加压风机车(用于向下灰车提供压缩空气，以提高下灰车的下灰速度)、供水车(向固井水泥车提供清水)、固井管汇车(用于多台固井水泥车的联合作业)、备用车(主要为固井水泥车，防止作业时设备出现故障，造成作业停止)，有时根据设备能力情况还要再增加混浆车(橇)或倍混装置等专门用于混浆的设备。
由上述可以看出，固井作业对设备的需求的种类是很多的。
但向井内注入水泥浆的工作，则是完全依靠固井水泥车来进行。
3、固井车固井工作过程3.1、非混浆作业固井水泥车混浆系统工作过程：固井水泥车进行固井作业时，将下灰漏斗与混合器连接固定好，并连接相应的管线。
下灰车通过管线将干水泥注入下灰漏斗，使下灰漏斗中充满干水泥。
通过管线与齿轮水泵连接的混合器由于安装在下灰漏斗的下部，其中也由于重力作用也充满的干水泥。
此时，向混合器输送带有一定压力的清水，由于混合器内部结构的作用使清水的流动面积突然减小，使清水的流速急剧加快。
清水流速加快后，在混合器内部、清水射流的附近形成了负压，使清水带动干水泥向前运动。
固井作业1
7——水泥浆 8——隔离液 9——钻井液
6
概述
4、固井目的
封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺 利进行 封隔油气水层，建立油气流出通道，防止 产层间互窜 进行增产措施 安装井口
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概述
5、固井内容
套管与下套管 水泥与注水泥
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概述
6、对固井质量的要求
套管有足够的强度
能承受井下各种外力作用，抗 腐蚀、不断、不裂、不变形
到井口时，上部有一段套管外为钻 井液。该段套管称为自由套管） 水泥浆液柱压力 地层中流体压力 易流动岩层的侧压力等
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一、套管外载分析与计算
1.径向外挤压力 有效外压力：
Poe Po Pib
式中 Poe——有效外压力； Po——外压力； Pib——支撑内压力。
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一、套管外载分析与计算
套管柱一般是由几段套管组成。在计算套管自重所产生的轴向 拉力时，通常需要计算的是各段套管顶、底端的轴向拉力。显 然，某段套管顶端的拉力即是其上面一段套管底端的拉力，其 底端的拉力即是其下面一端套管顶端的拉力。
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一、套管外载分析与计算
轴向拉力： 自重 浮力
W 36
一、套管外载分析与计算
3.轴向拉力
➢ 对于表层套管和技术套管，如果在下一井段钻进过程中发 生井涌而进行压井时，套管柱所受的有效内压力最大。
➢ 而对于油层套管，油井和气井的情况不一样，要根据采油 、采气工艺情况考虑相关的危险工况。
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一、套管外载分析与计算
径向内压力： 管内流体压力 压裂作业等增产措 施时的压力
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一、套管外载分析与计算
一、套管外载分析与计算
全掏空与非全（掏a空）两全种掏不空同的情况下，（套b）管柱非所全受掏的空有效外压力不一样。 对于全掏空情图况，7-有3 效外有压效力外是挤井压底最力大对，比井示口意最小图（为零）； 对于1—非—全掏外空压情力况，2有—效—外支压力撑是内中压间力大，井3—口—和井有底效小外。压力
固井简介-精品文档
汇报人： 2023-12-15
目录
• 固井概述 • 固井材料与设备 • 固井工艺与技术 • 固井质量评价与检测方法 • 固井工程应用案例分析 • 未来发展趋势与挑战
01
固井概述
定义与作用
定义
固井是指通过水泥浆的注入，将套管 和井壁之间的环形空间固定，以防止 井壁坍塌、油气水窜槽等问题，从而 确保油气开采的安全和稳定。
常规固井设备
包括固井水泥车、混浆泵 、压塞泵等，用于实现固 井过程中的混合、泵送和 压塞等操作。
特殊固井工艺
防气窜固井
采用特殊的水泥浆体系和 施工方法，防止气体在固 井过程中上窜或下窜。
防漏失固井
采用低失水、高强度、防 漏的水泥浆体系，防止水 泥浆漏失。
防腐蚀固井
采用具有防腐性能的水泥 浆体系和外加剂，防止对 套管和水泥环的腐蚀。
固井设备与工具
固井设备
包括水泥车、压风机、搅拌器等，用于输送、搅拌和泵送水 泥浆。
固井工具
如套管鞋、扶正器、胶塞等，用于确保套管居中、提高固井 质量等。
03
固井工艺与技术
常规固井工艺
01
02
03
常规水泥浆体系
包括硅酸盐水泥、铝酸盐 水泥、硫铝酸盐水泥等， 适用于不同地层和井深。
常规固井方法
包括一次性固井、分级固 井、尾管固井等，根据井 况和工程要求选择合适的 方法。
安全管理
固井作业属于高危行业，安全管理是固井作业的重要环节，需要加 强安全管理和培训，提高员工的安全意识和技能水平。
复杂地层
复杂地层是固井作业的难点之一，如高应力地层、破碎地层等，需 要加强地层研究和对策制定，提高固井质量和效果。
THANKS
贝克休斯固井工艺技术介绍
1.工作计划及参考因素
• 套管外膨胀封隔器 (ECP) - ECP随套管管柱下入 井内，在初次注水泥 作业时胶塞碰压后产 生径向膨胀，以达到 井下环空的机械密封， 阻止层间流体互窜。
1.工作计划及参考因素
ECP应用范围： • 封隔生产层 • 密封尾管衬圈 • 封隔漏失层
1.工作计划及参考因素
• ECP的使用 - 在考虑使用ECP以前，要明确ECP的优缺 点。虽然关于使用ECP的成功案例很多， 但ECP的缺点是在封隔器膨胀以后，流体 静压力在封隔器以下传递性很差。如果没 有流体静压力的传递，那在封隔器以下的 水泥环就有可能发生“气侵”。虽然封隔 器可以阻止气侵通过ECP，但是封隔器以 下会有潜在问题发生。
4.钻井泥浆顶替
• 泥浆性能 -屈服值
钻井泥浆性能（垂直井）
属性
推荐值
屈服值(lb/100ft2)
10
塑性粘度(cp)
20
最佳值 2 15
钻井泥浆性能（大位移井）
井斜角(°)
屈服值(22℃)(lb/100ft2)
2.水泥浆设计
• 气流穿过未固化水泥 -解决方法：
增加水泥浆密度，从而增加过平衡压力，减小 气侵发生的机会。
在水泥浆中加入可以控制滤失的添加剂，控制 水泥浆体积的减小，减缓静液压的下降。
2.水泥浆设计
漏失 -井下液体全部流入某一地层 -很可能是超过了地层的破裂压力梯度
通常在固井施工前就要解决漏失问题，解决方法 有： • 降低钻井泥浆密度 • 在钻井泥浆中加入堵漏材料来堵住漏失层 • 泵入胶凝和固化材料堵住漏失层
2.水泥浆设计
盐层 -不可流动盐层 对于不可流动盐层，水泥与盐层的粘合十分 重要。如果在盐层下面还存在着高压气层，那么 水泥与盐层的紧密粘合十分关键。
固井技术(油气井钻井工程中的环节)2024
固井技术（油气井钻井工程中的环节）引言：一、固井前的准备工作1.确定井口注入液体的类型：根据不同的井口情况和需要达到的效果，选择合适的固井液体类型。
一般来说，常用的固井液体有水泥浆、聚合物浆料等。
2.准备固井液体：按照井口注入液体的类型，准备相应的固井液体。
这其中包括水泥、添加剂等。
二、固井工艺的选择与设计1.固井方式的选择：根据井眼的地质情况、井深、钻井环境等因素，选择适合的固井方式。
常见的固井方式有单胶囊固井、双胶囊固井以及二级固井等。
2.固井设计：根据地层情况、井口注入液体类型以及固井目的，设计固井方案。
固井设计需要考虑井深、井眼直径、地层特征等因素。
三、固井液体的注入与硬化1.液体注入：将准备好的固井液体注入井口，注入过程需要通过压力控制保证注入效果。
2.硬化过程：固井液体在注入井口后，会发生硬化过程。
这个过程将使固井液体逐渐变硬，形成固体胶体，从而形成固定的井壁。
四、固井质量的控制与评估1.固井质量的控制：通过监测井口注入液体的压力、流量等指标，控制固井的质量。
一般来说，压力和流量的变化可以体现固井质量的好坏。
2.固井质量的评估：固井完成后，通过各种方法对固井质量进行评估。
例如，可以使用超声波传感器对固井质量进行检测，判断是否存在裂缝、空洞等问题。
五、固井后的后续工作1.固井封堵：对已经固化的固井液体进行封堵处理，以保证井壁的密封性。
这个过程中需要根据固井质量评估的结果，采取相应的措施。
2.固井记录与分析：对固井过程进行记录和分析，以便今后类似井口的固井作业有所借鉴。
总结：固井技术在油气井钻井工程中起着至关重要的作用。
固井工作需要进行充分的准备工作，选择合适的固井工艺，并在液体注入与硬化过程中进行控制与评估。
固井工作完成后，需要进行后续的封堵和分析工作。
通过合理的固井技术，能够保证井壁的稳定性，防止地层流体泄漏，从而提高油气采收率，并保护地下水资源的安全。
固井的工艺包括哪些
固井的工艺包括哪些
固井是一种用来加强井壁、防止井漏和控制井内压力的工艺，在油田钻井中广泛应用。
固井的工艺流程包括以下几个步骤：
1. 预备工作：包括准备固井液、准备固井材料和设备，检查井口设备等。
2. 清洗井眼：使用水、酸液或其他化学溶液清洗井眼，去除杂质和附着物。
3. 填充井眼：将固井液注入井眼中，填充井眼空间。
固井液的选取通常根据地层、井深、井温、钻井液性质等因素来确定。
4. 钻井液调整：在固井过程中，需要对钻井液的性质进行调整，以确保固井过程的顺利进行。
5. 注水泥浆：注入水泥浆体来加固井眼，形成固定的井壁。
水泥浆体的配比和注入压力需要根据地层、井深、井眼直径等因素进行调整。
6. 注贯入剂：注入贯入剂来提高水泥浆体的密实性和可靠性。
7. 静置固井：注入水泥后，需要静置一段时间，待水泥完全凝固和固化。
8. 检验固井质量：通过进行固井强度和密实性的检验，来确保固井质量。
9. 放空固井：完成固井过程后，需要将井内的气体和固井液压出，恢复井内正常压力。
10. 封井：完成固井后，进行封堵井底的作业，确保井口安全。
以上是典型的固井工艺流程，实际操作中可能会根据具体情况进行调整和补充。
《固井设备及工艺》课件
按照规定对设备的润滑部位进行润 滑，保证设备正常运转。
定期保养
月度保养
对固井设备进行全面检查，包括 电气系统、液压系统等，确保设
备性能良好。
季度保养
对固井设备进行深度保养，包括 更换磨损件、清洗内部等。
年度保养
对固井设备进行全面检修，对设 备进行全面检测和调整。
常见故障排除
电气故障
检查电气线路、元件是否正常，排除电气故障。
固井工艺的改进
总结词
固井工艺的改进是提高固井质量和效率的重要手段，包括优化固井方案、改进固井设备、提高固井技术等。
详细描述
在固井工艺的改进方面，可以采取多种措施，例如优化固井方案，根据实际情况制定更加合理的固井计划；改进 固井设备，提高设备的可靠性和稳定性；提高固井技术，例如采用先进的钻井技术、提高钻井液质量等。这些措 施能够提高固井的质量和效率，降低固井成本，为油田的开发提供有力支持。
液压故障
检查液压系统各部件是否正常，排除液压故障。
机械故障
检查机械部分是否有异常声响、磨损等，及时修 复或更换。
04
固井工艺优化与创新
新型固井材料的研发
总结词
新型固井材料的研发是固井工艺优化的重要方向，可以提高固井质量和效率。
详细描述
随着科技的不断发展，新型固井材料的研发成为可能，例如高强度、高韧性、 耐高温、耐腐蚀的固井材料，这些材料能够提高固井的质量和效率，降低固井 成本，为固井工艺的优化提供有力支持。
THANKS
05
固井设备与工艺的发展趋势
高效能、低能耗的固井设备
总结词
随着能源需求的日益增长和环保意识 的提高，高效能、低能耗的固井设备 已成为行业发展趋势。
固井工具附件
固井工具附件一、尾管悬挂器尾管固井是一项风险高、技术复杂、施工难度大、质量要求高的特种固井作业。
但由于尾管固井能节省大量套管和水泥等材料，多年来这种作业带来了巨大的经济效益，并且有效地改善了钻井条件。
尤其在深探井和钻遇复杂地层的井，采用尾管固井已成为一种必备的工艺技术。
尾管悬挂器就是将尾管悬挂在上一层套管柱底部并进行注水泥作业的特殊装置。
1、尾管悬挂器的分类按类型可分为液压式、机械式和机械-液压双作用式三类。
（1）机械式尾管悬挂器工作原理（见图10）1—调节环2—轴承3—弹簧4—反扣螺套5—花键轴6—中心管7—反扣接头8—密封套9—锥套10—卡瓦11—推杆12—卡箍13—滑套14—转环帽15—导向销钉16—转环17—剪销座18—销钉19—空心胶塞图10 机械式尾管悬挂器（2）液压式尾管悬挂器工作原理（见图11）1—送入反螺纹接头2—回接筒3—中心管4—密封环5—尾管体头6—卡瓦7—液缸8—空心塞图11 液压式悬挂器目前国外生产尾管悬挂器的几个主要厂家是：美国的TIW、贝克公司、哈里伯顿公司、威德福公司等，其生产的尾管悬挂器各具特色和优势。
国外尾管悬挂器的尺寸，大到φ508mm×φ406mm，小到φ127mm×φ88.9mm，各种规格十分齐全。
国外在发展和提高尾管悬挂器技术的同时，研制和开发了许多与尾管悬挂器相配套的各种附件和工具，如尾管回接工具，专用于封隔损坏套管或部分回接但不返至地面的回接尾管悬挂器，与尾管悬挂器相配套的尾管外封隔器和尾管内（采油用的）封隔器。
这些工具、附件的研制和开发成功，为现代固井工作带来了很大的方便。
2、国外尾管悬挂器技术进展随着石油工业的发展，钻遇深井和复杂井的机会越来越多，为提高复杂井条件下尾管悬挂器的座挂成功率及提高尾管固井质量，国外在80年代研制和开发出了许多具有特殊功能的各种新型尾管悬挂器，如封隔式尾管悬挂器、旋转尾管悬挂器、内藏卡瓦式双作用尾管悬挂器。
固井设备及工艺课件
核心问题：密封完整性 结构完整性 腐蚀完整性
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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
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二、套管柱的类型
1、表层套管 主要用途： 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。 下深位置： 根据钻井的目的层深度和地表状况而定，
油气在深水平台上点燃
• 导流至泥浆天然气分离装置时天然气泄漏至 钻机平台
• 消防系统未能组织油气点燃
紧急封井器未能及时密封
PP•T学紧习急交流封井器未能封住井口
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一、固井技术重要性及存在问题
选择充氮水泥的原因
➢ 窄密度窗口，降低液柱压力
可能存在的风险
➢ 泡沫稳定性差 ➢ 水泥浆体积少（总共62桶） ➢ 水泥浆易受污染
台 H6-1 井 339.7mm 表 层 套 管 固 完井候凝时，北东方向约250米 冒气水后目前情况
台6-7 井273mm 表层套管固 完井候凝时，地表窜出盐 水和水溶气
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一、固井技术重要性及存在问题
2、现代固井技术面临形势
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一、固井技术重要性及存在问题
3、现代固井技术存在问题
未进行全面的室内实验
充氮水泥可能稳定性差，氮气会 上窜
8 ½”井眼下7”套管，接箍处水泥
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一、固井技术重要性及存在问题
水泥浆体系存在的问题
委托独立实验室对固井水泥浆进行了超过 500次的实验充氮水来自中50％的泡沫地面条件下不稳定
约18.5％的泡沫水泥（井下条件）不稳定
哈里伯顿公司的充氮水泥浆的屈服值过低 （135℉时的屈服值为2 1b/100ft2）
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Cementing Discussion Topic 汇报内容
• •
•
How to achieve zonal isolation? 提高固井质量的几个要素 Channel Seal Channel Seal体系
CO2STOP Slurry CO2STOP体系
• •
HPHT Slurry 高温高压水泥浆 Cement Assurance Tool & Swell Packer 固井保障工具和油气膨胀封隔器
屈服值低于20
• Gel-strength Development of Less Than 25 lb/100 ft2 (122 kg/m2) Over Three Days 3天以上凝胶强度发展低于25 lb/100 ft2 (122 kg/m2) • Fluid Loss Not Exceeding 10 cc On API Lowpressure Test API低压试验失水不超过10cc
下部井段使用合成基ChannelSeal™
• Use Water-Based ChannelSeal™ as a Lead Slurry Use 使用水基ChannelSeal作为领浆 • Extended Gel-Time Cement Slurry 凝结时间延长的水泥浆
CBL with Synthetic Based ChannelSealTM 合成基ChannelSeal CBL测井结果
• 下套管前注入 • 下套管和固井 • 容易顶替，即便窜槽 也能封固 • 性能
– 55°F (10°C) to 300°F (175°C) – BHP of 12,500 psi (highest tested)
• No Spacer Is Needed For Separating the ChannelSeal™ Fluid From the Cement Slurry Or Improving Mud Displacement
CO2STOP Slurry CO2STOP体系
• •
HPHT Slurry 高温高压水泥浆 Cement Assurance Tool & Swell Packer 固井保障工具和油气膨胀封隔器
Return
How to achieve zone isolation? 提高固井质量的几个要素
•• Mud Conditioning Mud Conditioning 处理好泥浆 处理好泥浆 •• Mechanical Aids机械辅助 Mechanical Aids机械辅助 – Pipe Movement – Pipe Movement 活动管柱 活动管柱 – High Port Up-Jet Float Shoe – High Port Up-Jet Float Shoe 向上喷射式浮鞋 向上喷射式浮鞋 •• Centralization Centralization 套管居中 套管居中 •• Fluid Velocity Fluid Velocity 流速 流速 •• Spacers & Flushes Spacers & Flushes 隔离液及清洗 隔离液及清洗
100 75
% Success
50
25 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
3.0
Annular Clearance (in.)
(From Rike, SPE 12903, 1984)
Mud
Cement
Cementing Discussion Topic 汇报内容
• •
•
How to achieve zonal isolation? 提高固井质量的几个要素 Channel Seal Channel Seal体系
• Placed In Well Prior To Running Casing • Casing Installed and Cemented • Easily Displaced But Will Set If By-passed • Performance Range
• 55°F (10°C) to 300°F (175°C) • BHP of 12,500 psi (highest tested)
井参数
• 井深11,233英尺，井斜 90° • 上层套管－7″，下深 9,814英尺，井斜19.5° • 井眼尺寸－ 7″，用6in.× 7-in偏心钻头钻进 • 井底温度187°F • 合成基，密度 11.35lb/gal
Nigerian Job Design
尼日利亚设计
• Use Synthetic-Based ChannelSeal™ Over the Lower Interval
集团公司固井技术研讨会
2007年10月17日-19日 天津塘沽
哈里伯顿固井工艺与固井新工具
针对
高压酸性气井、高压气井、 超深井、小间隙井 集团公司 以及特殊结构井等复杂疑难井 的固井质量问题
KK Chong 远东高级技术经理
Cementing Discussion Topic 汇报内容
• •
•
How to achieve zonal isolation? 提高固井质量的几个要素 Channel Seal Channel Seal体系
CO2 + H2O = Carbonic acid 碳酸
Carbonic acid + Portland cement = no cement 碳酸 ＋ 普通水泥 ＝ 无水泥
A Phenomena That Has Been Well Documented 在相关文献中陈述的现象
• • • SPE/IADC 18618 - Effects of CO2 Attack on Cement in HighTemperature Applications SPE 15176 - Carbon Dioxide Corrosion in Oilwell Cements “Natural CO2 – Rich Steam Heated Waters in the BroadlandsOhaaki Geothermal System, New Zealand: Their Corrosive Nature” Geothermal Resources Council, Transactions. Vol 10, pp. 75-79 Sep, 1986 SINTEF Petroleum Research Mid-term report June 2002: The Long Term Sealing Capacity of Cemented Petroleum wells in a CO2 Storage Project
• ChannelSeal™和水 泥浆之间不需要隔离 液
ChannelSeal Vs. Conventional Means ChannelSeal与常规方法 对比
• ChannelSeal Placed During Drilling Process with Drill String In Hole –随钻具注入
Deviation = 61°
Deviation = 81°
When Do I Recommend the ChannelSealTM Process? 推荐使用条件
– When Displacement Rates Are Low Due To Tight ECD‘s 需要严格控制ECD时，要降低顶替速度时 – When Zonal Isolation Is Critical 对固井质量要求高时 – When the Shoe Test Is Critical 套管鞋测试要求严格时 – In Highly Deviated Wellbores When Low Side Channeling Is A Concern 大斜度井中低边窜槽时 – When Casing Is Poorly Centralized 套管居中不好时 – When It Is Difficult To Reciprocate or Rotate the Casing String During Displacement 顶替困难或顶替过程需要转动套管时
Mud Conditioning 泥浆处理
LOW MOBILITY MUD MOBILE MUD
FILTRATE
FILTRATE
CEMENT
FILTER CAKE CASING
FORMATION
Comparison of Annular Clearance to Primary Cementing Success 环空间隙对固井质量的影响
Return
Chemical Reactions 化学反映
Reactions Involved
相关化学反映
CO2 + H2O → H2CO3 H2CO3 + C-S-H → silica gel + CaCO3 H2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2H2O H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2
– Higher Annular Velocities Around BHA高环空返速 – Lower Gel Strength of Mud低切力 – Mud Easier To Mobilize and Displacement泥浆易于流动和顶替
• Conventional Cement Job / Casing in Hole 常规固井/下套管
Case Histories – Expandable Casing 案例－可膨胀尾管
• To Date (1/2003) Wit Jobs on Expandables 随膨胀尾管完成41项Channel Seal作业 – Synthetic Oil and Oil-Based 合成油及油基 – Water-Based Systems 水基体系 – Shoe Integrity - 100% Successful Tests 套管鞋完整性－100％成功测试