固井工程基础

1、第一讲内容第一讲内容一、固井工程基础知识一、固井工程基础知识二、常规套管、尾管柱二、常规套管、尾管柱一、固井工程基础知识一、固井工程基础知识一、固井工程基础（一、固井工程基础（1）p概念概念为了达到加固井壁，保证继续安全为了达到加固井壁，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。填好水泥的作业，称为固井工程。固井工程包括了固井工程包括了两部分：两部分：下套管

2、作业和注下套管作业和注水泥浆作业。水泥浆作业。下入套管的工艺下入套管的工艺和注入水泥浆的和注入水泥浆的工艺统称为固井工艺统称为固井工艺工艺l注水泥浆作业：注水泥浆作业：固井是将油井水泥、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。图3-1 固井设备总体示意图图2-1 固井水泥浆充填示意图一、固井工程基础（一、固井工程基础（2）p特点特点l是一口油气井建井过程中的关键环节；是一口油气井建井过程中的关键环节；l多工种联合施工的作业；多工种联合施工的作业；l是一项应用科学；是一项应用科学；l是一

3、次性工程；是一次性工程；l是隐蔽性工程，主要流程在井下；是隐蔽性工程，主要流程在井下；l直接影响后续工程的进行；直接影响后续工程的进行；l施工时间短，工序内容多，作业量大、技术施工时间短，工序内容多，作业量大、技术性强的工程。性强的工程。一、固井工程基础（一、固井工程基础（3）p固井的目的固井的目的l封隔易坍塌、封隔易坍塌、易漏失的复杂易漏失的复杂地层，巩固所地层，巩固所钻过的井眼，钻过的井眼，保证钻井顺利保证钻井顺利进行。进行。l提供安装井口提供安装井口装置的基础，装置的基础，控制井口喷和控制井口喷和保证井内泥浆保证井内泥浆出口高于泥浆出口高于泥浆池，以利池，以利钻井钻井液流回泥浆池液流回泥

4、浆池(见下图见下图)；图2-4 套管固井后井口连接示意图p循环系统和钻井液循环系统和钻井液钻井液的作用钻井液的作用l携岩l冷却钻头l平衡地层压力l稳定井壁l水力破岩l提供井下动力钻具的动力l传输井底仪器信号l封隔油、气、封隔油、气、水层，防止不水层，防止不同压力的油气同压力的油气水层间互窜，水层间互窜，为油气的正常为油气的正常开采提供有利开采提供有利条件；条件；图2-3 固井防止层间流体互窜示意图一、固井工程基础（一、固井工程基础（4）l保护上部砂层中的淡水资源不受保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体下部岩层中油、气、盐水等液体的污染；的污染；l油井投产后，为酸化压裂进行增

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。产措施创造了先决有利的条件。 一、固井工程基础（一、固井工程基础（5）p钻井工程对固井的要求钻井工程对固井的要求l套管柱的设计必须保证该套管串的任何部位在相应的井段有足够抗拉、抗 挤、抗 崩强度，以保证下入井内的套管不断、不裂、不变形；l套管柱的连接必须保证用规定的上扣扭矩上紧丝扣，保证不错扣和丝扣不漏失；l环形空间的水泥环要求均匀和连续封固到预计的深度，且要求水泥环与井壁及套管紧密胶结和密封良好，以保证环形空间不窜、不漏，环形空间不窜、不漏，满足油气井正常生产和分层作业的要求。二、常规套管、尾管柱二、常规套管、尾管柱一、井身结构（1）p

6、井身结构井身结构l是指一口井中下入套管的层数；l各层套管的尺寸及下入深度；l管外水泥浆的返回高度；l以及与各层套管尺寸相配合的钻头直径。p井身结构的确定井身结构的确定主要取决于井位所在的地层条件；目的层的深度；现有钻井技术水平和采油采气工艺的技术要求；图2-5 井身结构示意图一、井身结构（2）p井身结构确定的程序井身结构确定的程序l首先根据油气层的压力、产能及深度确定油层套管或尾管的尺寸和下入深度以及管外水泥返回高度。l再根据油气层顶部以上的地层复杂情况，是否有井漏、井塌、井喷等复杂地层存在及复杂地层在多深的位置，结合现有泥浆技术水平，然后从内到外决定下入技术套管的尺寸和层数，以及相应的钻头直

7、径。l然后根据封隔上部易塌易漏地层、保护上部砂层中淡水资源的原则，以及考虑上部地层是否存在浅层气的问题以确定表层套管尺寸和下入深度及管外水泥返到海底面，以及与表层套管相配合的钻头直径，l最后根据井位水深及海底面以下地层的松软情况，决定隔水导管尺寸和下入深度。海上常用的井身结构二、常规套管柱p套管按用途分类套管按用途分类l隔水导管（或导管，包括锤打入桩管）l表层套管l技术套管（中间套管或保护套管）l生产套管或尾管。 各层套管固井的作用各层套管固井的作用l导管导管主要用来隔离海水，引导钻头入井和井内泥浆从井口返回泥浆池，封隔海底面以下的疏松易塌地层，用以支承表层、技术和油层套管的重量。 l表层套管

8、表层套管用来封隔上部不稳定的松软地层和水层及浅层气，安装井口装置以控制井涌井喷，同时支承技术套管和油层套管或尾管的重量。 l技术套管或中间套管：技术套管或中间套管：主要用来封隔难以控制的复杂地层以保证钻井工作顺利进行下去。 l生产套管生产套管主要用来把生产层和其他地层封隔开，把主要用来把生产层和其他地层封隔开，把不同压力的油、气、水层封隔开来，在井不同压力的油、气、水层封隔开来，在井内建立一条油、气通路，保证长期生产，内建立一条油、气通路，保证长期生产，并能满足合理开采油、气和酸化压裂等增并能满足合理开采油、气和酸化压裂等增产措施的要求。产措施的要求。 l尾管柱尾管柱 l按功能为为钻井尾管、生

9、产尾管、回接尾管等 套管的顶端不延伸至井套管的顶端不延伸至井口的套管称为尾管口的套管称为尾管l重叠段：悬挂的尾管重叠段：悬挂的尾管与外层套管相重叠的与外层套管相重叠的套管段套管段l钻井尾管：钻井尾管：功能相当于技术套管的尾管称为钻井尾管。l使用钻井尾管的意义：封隔漏失层、高压层、或封隔键槽井段等；节约钻井成本；满足使用复合钻具要求；控制套管磨损（满足后期回接）。p生产尾管：生产尾管：功能相当于生产套管的尾管称为生产尾管。l使用生产尾管的意义：l封隔油、气、水层；l节约钻井成本；l满足使用复合油管要求；p回接尾管：回接尾管：主意用于修复尾管以上套管，回接套管至井口或回接套管至上层套管内任何深度。p常见套管串结构常见套管串结构l插入式插入式/ /内管固井套管串结构内管固井套管串结构常用套管尺寸常用套管尺寸: 30: 30”、2424”、2020”、13-3/813-3/8”；l单级固井套管串结构单级固井套管串结构常用套管尺寸常用套管尺寸: 13-3/8: 13-3/8”、9-5/89-5/8”、7 7”； l双级固井套管串结构双级固井套管串结构常用套