固井工程基础详解课件

1中海油服油田化学事业部2008年8月固井工程基础1中海油服油田化学事业部固井工程基础2第一讲内容一、固井工程基础知识二、常规套管、尾管柱2第一讲内容3一、固井工程基础知识3一、固井工程基础知识4一、固井工程基础（1）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。4一、固井工程基础（1）概念5固井工程包括了两部分：下套管作业和注水泥浆作业。下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺统称为固井工艺5固井工程包括了两部分：6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6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7一、固井工程基础（2）特点是一口油气井建井过程中的关键环节；多工种联合施工的作业；是一项应用科学；是一次性工程；是隐蔽性工程，主要流程在井下；直接影响后续工程的进行；施工时间短，工序内容多，作业量大、技术性强的工程。7一、固井工程基础（2）特点8一、固井工程基础（3）固井的目的封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行。8一、固井工程基础（3）固井的目的9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(见下图)；图2-4套管固井后井口连接示意图9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10循环系统和钻井液钻井液的作用携岩冷却钻头平衡地层压力稳定井壁水力破岩提供井下动力钻具的动力传输井底仪器信号10循环系统和钻井液钻井液的作用11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；图2-3固井防止层间流体互窜示意图11封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的12一、固井工程基础（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；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。12一、固井工程基础（4）保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩13一、固井工程基础（5）钻井工程对固井的要求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；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；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，满足油气井正常生产和分层作业的要求。13一、固井工程基础（5）钻井工程对固井的要求14二、常规套管、尾管柱14二、常规套管、尾管柱15一、井身结构（1）井身结构是指一口井中下入套管的层数；各层套管的尺寸及下入深度；管外水泥浆的返回高度；以及与各层套管尺寸相配合的钻头直径。15一、井身结构（1）井身结构16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16井身结构的确定图2-5井身结构示意图17一、井身结构（2）井身结构确定的程序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。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，以及相应的钻头直径。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，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。17一、井身结构（2）井身结构确定的程序18海上常用的井身结构18海上常用的井身结构19二、常规套管柱套管按用途分类隔水导管（或导管，包括锤打入桩管）表层套管技术套管（中间套管或保护套管）生产套管或尾管。

19二、常规套管柱套管按用途分类20各层套管固井的作用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。20各层套管固井的作用导管21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。21表层套管22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。22技术套管或中间套管：23生产套管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、气和酸化压裂等增产措施的要求。23生产套管24尾管柱

按功能为为钻井尾管、生产尾管、回接尾管等套管的顶端不延伸至井口的套管称为尾管重叠段：悬挂的尾管与外层套管相重叠的套管段24尾管柱套管的顶端不延伸至井口的套管称为尾管重叠段：悬挂25钻井尾管：功能相当于技术套管的尾管称为钻井尾管。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）。25钻井尾管：功能相当于技术套管的尾管称为钻井尾管。26生产尾管：功能相当于生产套管的尾管称为生产尾管。使用生产尾管的意义：封隔油、气、水层；节约钻井成本；满足使用复合油管要求；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。26生产尾管：功能相当于生产套管的尾管称为生产尾管。27常见套管串结构插入式/内管固井套管串结构常用套管尺寸:30”、24”、20”、13-3/8”；单级固井套管串结构常用套管尺寸:13-3/8”、9-5/8”、7”；双级固井套管串结构常用套管尺寸:13-3/8”、9-5/8”、7”

尾管固井管串结构常用套管尺寸:13-3/8”、9-5/8”、7”、5”/4-1/2”

27常见套管串结构28Clicktoedittitlestyle问题？28Clicktoedittitlestyle问题29中海油服油田化学事业部2008年8月固井工程基础1中海油服油田化学事业部固井工程基础30第一讲内容一、固井工程基础知识二、常规套管、尾管柱2第一讲内容31一、固井工程基础知识3一、固井工程基础知识32一、固井工程基础（1）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。4一、固井工程基础（1）概念33固井工程包括了两部分：下套管作业和注水泥浆作业。下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺统称为固井工艺5固井工程包括了两部分：34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6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35一、固井工程基础（2）特点是一口油气井建井过程中的关键环节；多工种联合施工的作业；是一项应用科学；是一次性工程；是隐蔽性工程，主要流程在井下；直接影响后续工程的进行；施工时间短，工序内容多，作业量大、技术性强的工程。7一、固井工程基础（2）特点36一、固井工程基础（3）固井的目的封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行。8一、固井工程基础（3）固井的目的37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(见下图)；图2-4套管固井后井口连接示意图9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38循环系统和钻井液钻井液的作用携岩冷却钻头平衡地层压力稳定井壁水力破岩提供井下动力钻具的动力传输井底仪器信号10循环系统和钻井液钻井液的作用39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；图2-3固井防止层间流体互窜示意图11封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的40一、固井工程基础（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；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。12一、固井工程基础（4）保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩41一、固井工程基础（5）钻井工程对固井的要求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；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；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，满足油气井正常生产和分层作业的要求。13一、固井工程基础（5）钻井工程对固井的要求42二、常规套管、尾管柱14二、常规套管、尾管柱43一、井身结构（1）井身结构是指一口井中下入套管的层数；各层套管的尺寸及下入深度；管外水泥浆的返回高度；以及与各层套管尺寸相配合的钻头直径。15一、井身结构（1）井身结构44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16井身结构的确定图2-5井身结构示意图45一、井身结构（2）井身结构确定的程序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。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，以及相应的钻头直径。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，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。17一、井身结构（2）井身结构确定的程序46海上常用的井身结构18海上常用的井身结构47二、常规套管柱套管按用途分类隔水导管（或导管，包括锤打入桩管）表层套管技术套管（中间套管或保护套管）生产套管或尾管。

19二、常规套管柱套管按用途分类48各层套管固井的作用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。20各层套管固井的作用导管49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。21表层套管50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。22技术套管或中间套管：51生产套管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、气和酸化压裂等增产措施的要求。23生产套管52尾管柱

按功能为为钻井尾管、生产尾管、回接尾管等套管的顶端不延伸至井口的套管称为尾管重叠段：悬挂的尾管与外层套管相重叠的套管段24尾管柱套管的顶端不延伸至井口的套管称为尾管重叠段：悬挂53钻井尾管：功能相当于技术套管的尾管称为钻井尾管。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）。25钻井尾管：功能相当于技术套管的尾管称为钻井尾管。54生产尾管：功能相当于生产套管的尾管称为生产尾管。使用生产尾管的意义：封隔油、气、水层；节约钻井成本；满足使用复合油管要求；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。26生产尾管：功能相当于生产套管的尾管称为生产尾管。55常见套管