固井质量问题

1、1 1 1 浅谈固井作业中常见浅谈固井作业中常见 的一些问题的一些问题 汇报人：汇报人： 李祝军李祝军 日日 期：期：20092009年年7 7月月1717 2 2 2 目目 录录 一、固井防漏一些措施一、固井防漏一些措施 二、窜槽问题二、窜槽问题 三、油、气、水上窜的问题三、油、气、水上窜的问题 3 3 3 固井防漏一些措施固井防漏一些措施 1 1、控制下套管速度控制下套管速度。根据钻井液密度。根据钻井液密度 、塑性粘度、井眼尺寸、套管尺寸和薄弱、塑性粘度、井眼尺寸、套管尺寸和薄弱 地层破裂压力梯度以及地层安全系数等参地层破裂压力梯度以及地层安全系数等参 数计算允许的最大下放速度数计算允许的

2、最大下放速度 2 2、调整钻井液的性能调整钻井液的性能。在下套管前要。在下套管前要 尽量调整好钻井液，使其要有良好的性能尽量调整好钻井液，使其要有良好的性能 , ,做到做到低失水、低粘度、低切力、低含砂低失水、低粘度、低切力、低含砂 、薄泥饼和密度适当、薄泥饼和密度适当。 4 4 4 3 3、控制好开泵泵速控制好开泵泵速。固井的安全泵速以。固井的安全泵速以 钻井时钻井时钻铤周围返速或最后循环泵速钻铤周围返速或最后循环泵速确确 定。定。 在中途循环、注水泥、顶替时用安全在中途循环、注水泥、顶替时用安全 泵速来做。泵速来做。每次开泵泵速不得超过安全每次开泵泵速不得超过安全 泵速的泵速的30%30%

3、开泵，泵压正常后逐渐提高到开泵，泵压正常后逐渐提高到 安全泵速。安全泵速。 固井防漏一些措施固井防漏一些措施 5 5 5 窜槽问题窜槽问题 窜槽的定义窜槽的定义: :在注水泥过程中，在注水泥过程中，水泥浆不能将环水泥浆不能将环 空中的钻井液完全替走空中的钻井液完全替走，使环空局部没被水泥封，使环空局部没被水泥封 固的现象。固的现象。 窜槽的危害：窜槽的危害： 1 1、造成固井质量下降，使套管失去水泥石的保护、造成固井质量下降，使套管失去水泥石的保护 ，受到岩石侧向变形的挤压，受到岩石侧向变形的挤压，引起套管损坏引起套管损坏。 2 2、在水泥石中形成连通的通道，、在水泥石中形成连通的通道，丧失封

4、隔不同压丧失封隔不同压 力地层的作用，使地层外压力窜通力地层的作用，使地层外压力窜通。 6 6 6 窜槽形成的原因窜槽形成的原因 1 1、套管的居中不好。当套管不居中时，、套管的居中不好。当套管不居中时，造成顶造成顶 替过程中的各个方向上的顶替速度不均匀替过程中的各个方向上的顶替速度不均匀，水，水 泥浆的上升高度不一样，高速一侧容易突进，泥浆的上升高度不一样，高速一侧容易突进， 低速一侧容易顶替不良，钻井液不容易驱替走低速一侧容易顶替不良，钻井液不容易驱替走 ，偏心越大此现象越严重。，偏心越大此现象越严重。 要得到较高的顶替效率，通常要求居中度必要得到较高的顶替效率，通常要求居中度必 须达到须

5、达到6767以上，套管和井眼合理的环空间隙以上，套管和井眼合理的环空间隙 是是19.519.562.5 mm 62.5 mm 。 （通过查资料得）（通过查资料得） 通过在合适的位置添加扶正器能够改善套通过在合适的位置添加扶正器能够改善套 管的居中度。管的居中度。 7 7 7 窜槽形成的原因窜槽形成的原因 2 2、井眼不规则。尤其是在套管不居中时，极易、井眼不规则。尤其是在套管不居中时，极易 在大井径处残留钻井液，形成窜槽。在大井径处残留钻井液，形成窜槽。可以在注可以在注 水泥顶替的过程中上下活动套管水泥顶替的过程中上下活动套管，使钻井液获，使钻井液获 得一个得一个“牵引力牵引力”。 3 3、水

6、泥浆的性能。如果水泥浆的流变较差，使、水泥浆的性能。如果水泥浆的流变较差，使 顶替困难，泵压较高，不容易达到紊流状态。顶替困难，泵压较高，不容易达到紊流状态。 层流状态会使环空中部的流速过大，造成突进层流状态会使环空中部的流速过大，造成突进 ，会加重窜槽。，会加重窜槽。 8 8 8 窜槽形成的原因窜槽形成的原因 4 4、顶替措施不当。在顶替过程中，应尽量调整、顶替措施不当。在顶替过程中，应尽量调整 水泥浆的流态，水泥浆的流态，使其在尽量低的泵压、流速下使其在尽量低的泵压、流速下 达到紊流达到紊流，一般紊流的泵压较高、顶替流量较，一般紊流的泵压较高、顶替流量较 大。如果井眼、设备不允许用紊流顶替

7、应大。如果井眼、设备不允许用紊流顶替应采用采用 小流量使水泥浆形成塞流顶替。小流量使水泥浆形成塞流顶替。 如果不能实现紊流顶替和塞流顶替，在安全（如果不能实现紊流顶替和塞流顶替，在安全（ 设备、井眼）允许的条件下，应使用设备、井眼）允许的条件下，应使用最大泵入最大泵入 排量，这样也可获得较高的驱替效率排量，这样也可获得较高的驱替效率。 9 9 9 油、气、水上窜的问题油、气、水上窜的问题 在水泥浆的凝结过程中有很多因素在水泥浆的凝结过程中有很多因素 会引起油、气、水窜入环形空间，这主会引起油、气、水窜入环形空间，这主 要是因为压力不平衡。要是因为压力不平衡。防止的办法是始防止的办法是始 终保持

8、水泥浆的静液柱压力大于地层压终保持水泥浆的静液柱压力大于地层压 力、或是在水泥凝固时使套管、岩石两力、或是在水泥凝固时使套管、岩石两 个交界面上水泥石的胶结强度大于地层个交界面上水泥石的胶结强度大于地层 压力。压力。 10 1010 1 1、水泥浆失重。水泥浆是一种胶凝物质，与水混合后会逐渐、水泥浆失重。水泥浆是一种胶凝物质，与水混合后会逐渐 由液态变为固态。水泥浆为液态的时，具有静液柱压力，由液态变为固态。水泥浆为液态的时，具有静液柱压力， 通常是大于地层压力的。水泥浆转变为固态后，与套管、通常是大于地层压力的。水泥浆转变为固态后，与套管、 岩石有较高的胶结强度，该强度可以防止地层压力突破其

9、岩石有较高的胶结强度，该强度可以防止地层压力突破其 胶结面而上窜。但在水泥浆由液态转变为固态的过程中，胶结面而上窜。但在水泥浆由液态转变为固态的过程中， 其静液柱压力会逐渐降低，其重力由粘附在两个胶结面上其静液柱压力会逐渐降低，其重力由粘附在两个胶结面上 的颗粒承担。的颗粒承担。当水泥的重力完全挂在两个胶结面上，就丧当水泥的重力完全挂在两个胶结面上，就丧 失了静液柱压力对地层的平衡作用，这种现象叫水泥浆的失了静液柱压力对地层的平衡作用，这种现象叫水泥浆的 失重。失重。 当水泥浆有效静液柱压力由于固化而降低时，则不能平当水泥浆有效静液柱压力由于固化而降低时，则不能平 衡地层压力，衡地层压力，如果

10、水泥与套管、与岩石的胶结强度较低，如果水泥与套管、与岩石的胶结强度较低， 则地层压力有可能突破其连接而上窜则地层压力有可能突破其连接而上窜。 油、气、水上窜的原因油、气、水上窜的原因 11 1111 2 2、桥堵引起的失重、桥堵引起的失重 桥堵的原因：桥堵的原因： 1 1、水泥浆中可能携带的有从井壁上冲洗下来的岩屑、泥饼、水泥浆中可能携带的有从井壁上冲洗下来的岩屑、泥饼 ，在静止时会下沉，在井径缩小的地方沉降下来形成桥堵，在静止时会下沉，在井径缩小的地方沉降下来形成桥堵 点。点。 2 2、高渗透层由于水泥浆的大量失水，在井壁上附着一层厚、高渗透层由于水泥浆的大量失水，在井壁上附着一层厚 的水泥

11、饼也会形成桥堵点。的水泥饼也会形成桥堵点。 桥堵阻止了水泥浆压力体系的下传，使作用于桥堵点以下桥堵阻止了水泥浆压力体系的下传，使作用于桥堵点以下 的地层静液柱压力下降的地层静液柱压力下降，地层流体会窜入桥堵点以下的环，地层流体会窜入桥堵点以下的环 空。空。 可以采用可以采用水泥浆降滤失剂水泥浆降滤失剂来防止气窜。来防止气窜。 油、气、水上窜的原因油、气、水上窜的原因 12 1212 3 3、水泥浆中孔隙压力降低。在水泥浆凝固、水泥浆中孔隙压力降低。在水泥浆凝固 期间期间, ,由于水泥浆中的孔隙水随着水化和由于水泥浆中的孔隙水随着水化和 滤失而不断减少滤失而不断减少, ,使使水泥浆中的孔隙压力水

12、泥浆中的孔隙压力 不断降低不断降低, ,进而导致气体侵入到水泥浆基进而导致气体侵入到水泥浆基 体内产生环空气窜。体内产生环空气窜。 4 4、顶替效率不高、顶替效率不高。顶替效率差容易形成泥。顶替效率差容易形成泥 浆夹带的窜槽浆夹带的窜槽，为套管环空气窜提供了，为套管环空气窜提供了 通道。通道。 油、气、水上窜的原因油、气、水上窜的原因 13 1313 5 5、水泥浆体积的收缩造成油、气、水上、水泥浆体积的收缩造成油、气、水上 窜。常规的硅酸盐水泥在凝固时，窜。常规的硅酸盐水泥在凝固时，体积体积 会略有收缩，收缩率在会略有收缩，收缩率在0.2%0.2%以下以下，水泥，水泥 体积的收缩使交界面上出现裂缝，有可体积的收缩使交界面上出现裂缝，有可 能产生油、气、水的通道。能产生油、气、水的通道。 使用膨胀性水泥，防止水泥石收缩。使用膨胀性水泥，防止水泥石收缩。 油、气、水上窜的原因油、气、水上窜的原因 14 1414 6 6、套管内放压，使套管收缩。水泥候凝时，如、套管内放压，使套管收缩。水泥候凝时，如 果套管内保持该压力，套管处于膨胀状态，候果套管内保持该压力，套管处于膨胀状态，候 凝完毕，放掉套管内压力