固井工艺技术课件
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《完井固井技术》课件
地层条件
地层条件也是影响固井质量的因素之一， 包括地层的岩性、渗透性、地层压力等。
06
案例分析
某油田固井工程案例
01
案例概述
某油田位于我国东部地区，储量丰富，是重要的石油产地。为了确保油
田的长期稳定生产和提高采收率，需要进行固井工程。
02 03
固井技术应用
在某油田的固井工程中，采用了多种固井技术，包括常规固井、低密度 固井和尾追固井等。这些技术的应用有助于提高油井的密封性能和降低 生产过程中的风险。
压力测试法
通过测量注水压力变化，判断固井质 量。
放射性示踪剂法
利用放射性示踪剂在井壁上的分布， 检测固井质量。
井温测量法
通过测量井壁温度分布，判断固井质 量。
固井质量评价标准
水泥浆密度
水泥浆密度应符合设计要求，以保证固井质 量。
水泥浆胶结强度
水泥浆胶结强度应达到设计要求，以保证井 壁的稳定性。
声波速度
01
适应性原则
02 根据不同的地质条件、工程要求 和环境因素，选择合适的水泥浆 体系和外加剂。
经济性原则
在满足工程要求的前提下，尽量 降低成本，提高经济效益。 03
可行性原则
04 确保固井设计的方案切实可行， 能够顺利实施。
04
固井施工工艺
固井施工流程
下套管阶段
将套管下入井中， 确保套管位置正确 、无损坏。
防砂工艺
采用砾石充填、滤砂管等防砂措施，防止 油气层出砂，保持油气层稳定性。
防腐工艺
采用涂层、缓蚀剂等防腐措施，防止油气 管道和设备腐蚀。
完井设备
钻机
用于钻探和钻开油气层的钻机设 备。
套管头
用于固定和悬挂套管，并承受套 管压力的设备。
地层条件也是影响固井质量的因素之一， 包括地层的岩性、渗透性、地层压力等。
06
案例分析
某油田固井工程案例
01
案例概述
某油田位于我国东部地区，储量丰富，是重要的石油产地。为了确保油
田的长期稳定生产和提高采收率，需要进行固井工程。
02 03
固井技术应用
在某油田的固井工程中，采用了多种固井技术，包括常规固井、低密度 固井和尾追固井等。这些技术的应用有助于提高油井的密封性能和降低 生产过程中的风险。
压力测试法
通过测量注水压力变化，判断固井质 量。
放射性示踪剂法
利用放射性示踪剂在井壁上的分布， 检测固井质量。
井温测量法
通过测量井壁温度分布，判断固井质 量。
固井质量评价标准
水泥浆密度
水泥浆密度应符合设计要求，以保证固井质 量。
水泥浆胶结强度
水泥浆胶结强度应达到设计要求，以保证井 壁的稳定性。
声波速度
01
适应性原则
02 根据不同的地质条件、工程要求 和环境因素，选择合适的水泥浆 体系和外加剂。
经济性原则
在满足工程要求的前提下，尽量 降低成本，提高经济效益。 03
可行性原则
04 确保固井设计的方案切实可行， 能够顺利实施。
04
固井施工工艺
固井施工流程
下套管阶段
将套管下入井中， 确保套管位置正确 、无损坏。
防砂工艺
采用砾石充填、滤砂管等防砂措施，防止 油气层出砂，保持油气层稳定性。
防腐工艺
采用涂层、缓蚀剂等防腐措施，防止油气 管道和设备腐蚀。
完井设备
钻机
用于钻探和钻开油气层的钻机设 备。
套管头
用于固定和悬挂套管，并承受套 管压力的设备。
《现代固井技术讲座》PPT课件
精选ppt
5
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
精选ppt
6
第一部分
现代固井技术 发展的理论基础
精选ppt
7
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
精选ppt
27
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
精选ppt
14
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：
精选ppt
8
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。
(医学课件)固井技术ppt演示课件
.
40
四、固井施工与过程控制
1、准备工作 2、施工工序 3、注水泥设备和混浆方式
. 41
1、准 备 工 作
完井协作会、固井
设计、工具准备、水泥
浆体系选择、水泥干混、
设备准备、施工前的准
备与检查、施工工艺的
联接。
. 42
2、施工工序
注前置液---隔离液---前导水泥浆---正常水 泥浆---压胶塞---替泥浆---碰压。这是一般的 注水泥程序。 特殊工艺井的施工工序还要复杂些，分级 注水泥、尾管注水泥等一些特殊的作业。
. 11
3、筛管顶部注水泥技术
为保护裸露的纯油层或开采裂缝性、 孔隙性、古潜山、低压漏失油层，在目的 层采用筛管完井。上部用水泥封固。完井 管串采用特殊的工具附件，保证注水泥成 功，实现对油层的有效开采。 其管串结构：引鞋+筛管串（或中间加 光管）+盲管+管外封隔器+分级箍+套管串 +联顶节。多用于水平井完井。
固井技术
.
1
目
录
一、基本概念 二、固井工艺技术 三、水泥浆体系 四、固井施工与过程控制 五、影响固井质量的因素
.
2
一、基本概念
在已经钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，
1、固井
并在套管串与井壁之间环形空间注入水泥浆进行封 固的作业。
2、固
井 特 点
①是一次性工程
②是隐蔽性工程 ③是一项复杂的工程 ④是成本消耗大、花钱多的工程 ⑤是整个采油工程中的一道关键工序
. 29
1、普通水泥浆体系
不同水灰比、不掺 入任何外加剂、外掺料 的油井水泥浆体系。一 般应用导管、表层和浅 井。也可以应用到一般
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。
16
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。
17
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
精选固井工艺与质量检测讲义课件
那么，是不是水泥浆柱压力低于地层压力就发生气窜呢？
水窜流量的变化规律
水窜时间（min)
10
60
120
200
水侵速率（ml/min)
3.3
0.9
0.22
0.11
水导率（×10-4μm2)
20.7
7.55
1.38
0.69
可以看出：水泥石水导率随水窜时间增加而降低，这说明在水侵时间内，水泥浆内部的水化仍在进行，仍在不断封闭着水运移的通道，提高自身的抗窜能力。
2001
2002
2000
1997
第一节 固井工艺 一、固井地面设备 二、常规固井工艺 三、特殊固井工艺
一、固井地面设备
循环钻井液 注前置液和水泥浆 压胶塞 替钻井液 碰压
二、常规固井工艺
钻井固井过程（Drillin于地层压力还不会立即发生气窜呢？
气侵阻力－－水泥浆结构阻止地层流体进入浆体的能力
C.失水与析水 失水的危害：（1）水泥浆“瞬凝”，导致固井失败。（2）水泥水化不充分，造成固井质量差。（3）水泥浆体积减少，诱发油气水窜。（4）水泥浆向产层失水，污染油气层。 析水的危害：（1）水平井－形成连续性水带窜槽。（2）垂直井－形成横向水带和纵向水槽。
第八章 固井工艺与质量检测第一节 固井工艺第二节 油井水泥第三节 前置液与外加剂第四节 固井质量检测第五节 提高固井质量的技术
何为固井？Well Cementing
固井就是将水泥注入井壁与套管之间环空的过程。固井工程是指通井处理钻井液、下套管、再循环处理钻井液、注水泥、候凝、封固质量检测到装井口交井的全过程，是涉及多学科多专业（石油工程、化学工程、硅酸盐科学、高分子科学、流变学等）的一个系统工程，核心是经济合理地设计套管柱和安全优质地注入水泥浆。 固井的目的是保护地表水、封隔地层和支撑套管柱。
煤层气固井技术精品PPT课件
2． 高强泥浆技术
解决长封固段低压容易漏失的目的层封固
4． 低温促凝、高早强、微膨胀固井水泥浆技术
高强度水泥环质量，解决产层水气同存地层封固
5． 无沉降分离，低滤失低密度水泥浆技术
解决大斜度或水平井固井质量问题
6． 高流变性、高强度、低密度水泥浆和低速塞流固井工艺技术
HDC 固井工艺技术和固井水泥浆技术在煤层气中的应用 问 题
---------------------------------------------------------------------------------------- 解 决
1． 低温膨胀水泥浆技术
了！
解决煤气层中因气侵导致的固井串槽问题
不规则井眼、大井眼目的层固井封固质量
7． 双级注水泥工艺技术
解决不同压力和地层介质目的层封固质量
1煤层气固井技术与工艺
(1) 煤层气固井技术要求
水泥返高计算：
H＝（Fd/10-ρm）×hd/(ρc-ρm)
Fd——煤储层破裂梯度，kPa/m； ρm——固井时井内钻井
液密度，g/cm3；hd——煤层深度，m； ρc——最大水泥浆平均密
注5：表层必须用G级以上水泥固井，水泥要返至地面。技术套管水泥返高按设计。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
10
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的 ，所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
固井原理及过程ppt课件
.
26
一、套管外载分析与计算
1.外挤压力 （3）有效外压力
对于表层套管、油层套管这种可能全掏空的情况，需要按全掏 空考虑的技术套管，有效外压力为
Poe0.009mH 8
对于技术套管非全掏空的情况，有效外压力为
Poe0.009mH 8
（0≤H≤HL）
P o e0 .0[ 0 n H 9 L (8 n m )H ]（HL＜H≤HB）
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。
.
37
一、套管外载分析与计算
轴向拉力： 自重 浮力
W
.
38
一、套管外载分析与计算
3.轴向拉力
.
16
一、套管外载分析与计算
1、静载
特点：长期作用、联合作用在套管上。
类型：
轴向拉力 径向外挤压力 径向内压力 弯曲附加拉力 温差应力
.
17
一、套管外载分析与计算
2、动载
特点：瞬时地、单一地作用在套管上。
产生原因：
起下钻时速度变化产生的动载
阻、卡套管时提拉动载
摩擦动载
碰压动载
密度差产生的附加拉力
(3)影响后续工程的进行;
(4)是一项花钱多的工程; (5)施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程.
.
12
第一节 套管及套管柱强度设计
.
13
序言
套管柱的主要功能 对套管的要求
抗挤 抗拉 抗内压 密封
圆度 壁厚均匀性 抗腐蚀 最小的流动阻力 良好的上扣性能及重复互 换性能
石油钻探固井技术PPT课件
其平衡方程有：
z
t
2
t
r
2
r
z
2
2
2 s
38
在这三个应力中，r << t,故在上面方程中忽略其影响后可 得出方程：
2
2
z s
z s
t s
t s
1
式中，z/s和t/s分别表示轴向应力和周向应力在屈服应力中占的比例。
39
b. 方程意义 反映z 、t与s之关系，表示套管所受多向载荷 时，套管内轴向应力与周向应力的关系。
管生产的尺寸、钢级、壁厚、连接方式等。
目前一般使用的美国API套管规范。其规定的有关性能主要有
。
13
1、尺寸系列（又叫名义外径或公称直径） 41/2，5，51/2，65/8，7，75/8， 85/8，95/8，103/4，113/4，16, 285/8，20，30....
14
2、钢级系列
API钢级有10种：H,J,K,N,C,L,P,Q,X.
在空气中
பைடு நூலகம்26
1.2 弯曲附加拉力 如果井眼存在较大的井斜变化
或狗腿度时，由于套管弯曲效应 的影响将增大套管的拉力负荷， 特别是在靠近丝扣啮合处，易形 成裂缝损坏，由于API套管的连接 强度没有考虑弯曲应力，所以设 计时应从套管的连接强度中扣除 弯曲效应的影响，其计算公式见 有关资料。
27
1.3 其它附加拉力 在一般的套管设计中，没有具体考虑附加拉力，
次的余地。 要考虑到工艺技术水平以及管材、钻头等的库存情况。 地质复杂情况、取岩心尺寸要求、井眼曲率等。
12
第二节 套管柱设计
一、套管规范简介 套管受到各种类型外力作用，须具有一定强度。 外载大小、类型不同，所需的强度要求也不同，须有一系列
z
t
2
t
r
2
r
z
2
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在这三个应力中，r << t,故在上面方程中忽略其影响后可 得出方程：
2
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z s
z s
t s
t s
1
式中，z/s和t/s分别表示轴向应力和周向应力在屈服应力中占的比例。
39
b. 方程意义 反映z 、t与s之关系，表示套管所受多向载荷 时，套管内轴向应力与周向应力的关系。
管生产的尺寸、钢级、壁厚、连接方式等。
目前一般使用的美国API套管规范。其规定的有关性能主要有
。
13
1、尺寸系列（又叫名义外径或公称直径） 41/2，5，51/2，65/8，7，75/8， 85/8，95/8，103/4，113/4，16, 285/8，20，30....
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2、钢级系列
API钢级有10种：H,J,K,N,C,L,P,Q,X.
在空气中
பைடு நூலகம்26
1.2 弯曲附加拉力 如果井眼存在较大的井斜变化
或狗腿度时，由于套管弯曲效应 的影响将增大套管的拉力负荷， 特别是在靠近丝扣啮合处，易形 成裂缝损坏，由于API套管的连接 强度没有考虑弯曲应力，所以设 计时应从套管的连接强度中扣除 弯曲效应的影响，其计算公式见 有关资料。
27
1.3 其它附加拉力 在一般的套管设计中，没有具体考虑附加拉力，
次的余地。 要考虑到工艺技术水平以及管材、钻头等的库存情况。 地质复杂情况、取岩心尺寸要求、井眼曲率等。
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第二节 套管柱设计
一、套管规范简介 套管受到各种类型外力作用，须具有一定强度。 外载大小、类型不同，所需的强度要求也不同，须有一系列
最新完井固井技术PPT课件
水泥头
（6）胶塞
– 是由内嵌铸铁或铝和易钻料的橡胶制成，带 有尾翼：注水泥后被钻掉。
第三节 注水泥固井工艺
一、概述
1、注水泥施工要求
• 注水泥施工后要形成一个完整的水泥环， 使水泥与套管、水泥与井壁固结好，水泥 胶结强度高，油气水层封隔好、不窜、不 漏。
• 要达到以上要求，就必须全面周密考虑各 种影响因素，精心设计、精心施工。
浮箍
（3）扶正器
– 固定在套管外壁上，靠它的弹性钢片扶正套 管柱，使套管在井眼里居中，从而注水泥时 套管柱四周的水泥环厚度均匀。
（4）联顶节
– 是用来联接套管头和地面固井设备水泥头的。 联顶节有一定的长度。调节联顶节下入钻台 转盘面以下的深度（联入），来控制套管头 露出地面的距离。一般对于低洼井，套管头 的露出高度应高一些，以便于安装采油装置。
油管与套管环空应定期注缓蚀剂以降低对套管内腐蚀521主要问题地层压力低且裂缝发育油层既是裂缝层也是漏失层在钻井和固井过程中造成大量漏失使油层部位未封固或封固不好影响油井生产同时由于水泥浆上返高度不够用先期完井的方法将技术套管下到油气层顶部然后采取尾管射孔或割缝衬管完井2其它方法541主要问题注蒸汽是当前开采稠油最有效的方法之一由于热采井在生产期将承爱高温条件套管和水泥会受到严峻考验蒸汽注入温度可达360度套管受热内部产生压应力当超过材料屈服极限时套管将发生断裂或破蒸汽注入或停止多次反复会导致接箍漏失和螺纹滑脱损坏随温度升高水泥石的抗压强度会大幅度下降从而失去对套管的支撑密闭作用耐高温水泥提高水泥浆的热稳定性选用g级水泥加30石英砂热采井环空全部封固热采井套管破坏与完井方法密切相关
1、拉力
• 由套管本身重量所引起。越靠上部的套管承受 的拉力越大，套管柱越长，套管的尺寸越大， 上部套管承受的拉力越大。
《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。
《固井设备及工艺》课件
润滑工作
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。
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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15
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
7
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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12
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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13
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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110000
固井工艺技术
报告人：李辉 固完井技术研究所(吐)
2015年1月
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
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
固井系统
固井设备
固井工具
固井材料
仪器仪表
灰库，水泥车，运 灰车，储灰罐，水
罐，压缩机
地面工具
井下工具
油井水泥
外加剂
水泥浆实验 仪器
监测仪器
水泥头 管汇
尾管悬挂器，双级箍， 套管封隔器，浮鞋、 浮箍，套管扶正器
API分级
减轻剂 加重剂 降失水剂 缓凝剂
一、固井技术现状
固井是系统工程、一次性和隐 蔽性工程、百年大计工程
油气井的百年大计：固井施工 安全及固井质量影响后续工程 的进行（开采、压裂增产，寿 命及产能）,对产能影响大
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
二、套管相关知识
一、API套管规范
API套管物理性能 2、钢级标准
➢API标准允许7种级别的钢材用作油井套管材料。这7种钢材分别是—— H-40、J-55、C-75、N-80、C-95、P-110、Q-125、V-150 ➢它们的最小屈服强度分别是——40000psi、55000psi、75000psi、 80000psi、 95000psi、110000psi、125000psi、150000psi。 ➢Psi是磅/英寸2的代号。1psi=1磅/英寸2=0.07031kg/cm2。
二、套管相关知识
一、API套管规范
API套管物理性能
2、钢级标准
最小屈服强度
钢级代号
英制单位
公制单位
磅/英寸2(psi)
kg/cm2（KSC）
H-40
40000
2812.4
J-55
55000
3867.05
C-75
Hale Waihona Puke 750005273.25
N-80
80000
5624.8
C-95
95000
6679.45
二、套管相关知识
一、API套管规范
1、API套管物理性能 2、API套管标记 3、API套管标准
二、下套管作业程序
二、套管相关知识
一、API套管规范
API套管物理性能 1、级别：（API Spec 5CT包括四组各种规格和壁厚的套管）
第1组：H、J、K、N钢级的套管。 第2组：C、L和T钢级限定屈服强度的套管。 第3组：P钢级的高强度套管。 第4组：Q钢级特殊用途套管。
二、套管相关知识
一、API套管规范
API套管物理性能 2、钢级标准
➢API套管钢级标准分类是以套管材质的最小屈服强度为依据。 ➢制造套管的钢材是一种弹性材料：在外加拉应力作用下产生伸长，当外 加拉应力除掉以后，又恢复到它原来的长度。 ➢只要这个外加拉应力小于或等于钢材弹性极限或屈服强度时，当所施加 的外加拉应力除掉后就会恢复它原来的长度而不产生永久变形。 ➢所谓钢材的屈服强度指的是：在外加拉应力作用下产生一个伸长，当伸 长长度为原长度5%时，则这时的外加拉应力的值叫作钢材的屈服强度。 ➢例如：某钢材的长度1m，它的截面积为2英寸2，在80000磅拉力作用下， 其伸长长度等于5cm，则这种钢材的屈服强度=80000磅/2英寸2= 40000磅 /英寸2
➢……
一、固井技术现状
固井的关键技术要求
一次作业成功率 • 提高固井一次作业成功率，是确保 工程技术安全的关键，是提高固井 质量的保障，可以省略后期补救作 业
有效封隔 • 实现层间有效封隔，是后续安全钻 井的保障，是提高开发效益的保障
长寿命 – 固井的长期封固质量，是延长油气 井寿命的关键，是提高单井综合经 济效益的关键
管材工具配套化 材质配套化（水泥、外加剂、前置液） 机理初探（顶替）
一、固井技术现状
现现代代固固井井的的发发展展
科学化阶段
1970目前
工艺定型 工具及材料条例化 设备专门化 技术理论化 设计科学化
水泥及外加剂化学 管材力学、加工工艺 学 形成独立科学 制造技术 测量技术 计算机技术
一、固井技术现状
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
一、固井技术现状
现代固井的发展
概念化阶段
19081938年，从埋管到注水泥形成一门独立的工艺技术 单塞 双塞 专用管材 + 专用水泥 专门化检测 套管注水泥工艺
发展阶段
19401970年，从单一套管注水泥到形成多种注水泥工艺方法 （分级、多管、反循环、延迟、管外注、内插注、挤水泥、打塞、 尾管注）
固井的特点 一次性工程：如果质量不好，一 般情况下难以补救，且成本高， 效果差 隐蔽性工程：主要流程在井下， 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
作业要求高、技术性强的系统 工程：施工时间短，工序内容 多，作业量大，是技术很强的 工程
一、固井技术现状
现代固井技术与其他专业关系
现代固井工程是石 油工程技术领域的一个 重要环节，并形成独立 专业体系。与地质、钻 井、完井、测井、井下 作业、油气田开发等各 个专业有着密切关系。
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
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。