井下作业知识培训

井下作业根底知识授课人：韩文华单位：第四采油厂作业大队号：办公室：2021年11月课程提纲一、相关概念二、小修作业三、修井工具四、创新分享油井：为开采石油，按油田开发规划的布井系统所钻的孔眼，石油由井底上升到井口的通道。钻井：是利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。按岩石破碎方式和所用工具类型，又可分为顿钻和旋转钻。一、相关概念一、相关概念一、相关概念一、相关概念联入：〔联顶节方入〕是指钻盘上平面至最上一根套管节箍的距离。套补距：〔套管补充距离〕是指钻盘上平面至底法兰上平面的距离。从理论上说，底法兰是生产套管的末端。

油补距：〔油管补充距离〕是指钻盘上平面至采油树大四通上平面的距离。从理论上说，油管挂是油管的末端。一、相关概念一、相关概念1.压井2.冲砂3.通井4.刮削5.射孔6.注灰二、小修作业〔一〕、压井压井的目的：是把油气水层压住，使其在施工作业时不发生井喷，保证试油、投产、作业顺利进行，同时又保证施工后油层不受到污染损害。因此，施工中要注意合理选择压井液的的密度和压井方式，使压井工作真正做到“压而不死，活而不喷，不喷不漏，保护油层〞。

压井方式1、灌注法压井：是最简单、最普通的方法。针对一些低压井上返试油、投产时用。2、循环法压井：是现场使用最普遍、最常用的方法。分正循环，反循环2种方式。正循环回压小，相对对油层污染少，但容易气侵，造成压井失败；反循环回压大，容易把井压住，不容易气侵，但相对对油层污染大。现场要根据具体情况决定压井方式。无论选择何种方式压井，出口必须控制排量，保持井筒内一定的压力〔井底压力略大于地层压力〕，防止气侵，有利于压井的成功。3、挤入法：是在井内没有油管柱，不能建立循环通路时的压井方法。现场方法是，先放套管气，再打水垫子，最后挤入压井液至油层上部50米位置，关井扩散压力一段时间后，开井观察压井效果。〔一〕、压井〔一〕、压井压井液清水；氯化钾压井液；<1.17g/cm3氯化钠压井液；<1.20g/cm3氯化钙压井液；<1.39g/cm3溴化钠压井液；<1.50g/cm3溴化钙压井液；3泥浆等。选择压井工作液的原那么(1)对油层造成的损害程度最低。(2)其性能应满足本井、本区块地质要求。(3)能满足作业施工要求，经济合理。〔一〕、压井施工要求：1、压井液预备量不小于井筒理论容积的1.5倍。2、压井前，进口管线必须试压，试压值为预计泵压的1.2～1.5倍不剌不漏。3、高压油气井出口，必须用硬管线接到距井口20m以外，并加地锚固定牢。出口要求接120°弯头，不准接90°弯头，严禁用水龙带等软管线做出口管线。4、凡进入井内的压井液，进出口必须计量，如泵入量超过井筒理论容积的1.2倍仍不返出，或有返出但仍有漏失时，应停止施工，并采取相应的有效措施。〔一〕、压井5、压井时，出口要适当控制，做到压井液即不漏失又不被气侵。待进出口压井液性能一致时，方可停泵。停泵后，要注意观察井口，发现外溢或有喷势，应继续循环排气或关井稳定30min,然后开井放气观察压井效果。6、对油气比较大或压力较高的井，应先用油嘴〔或针形阀〕控制排出套管气，再用清水连续循环替出井内原压井液后，方可正式进行压井。7、采用挤注法压井时，压井液注入深度应在油层顶界以上50m,挤完后关井稳定30min，再开井观察压井效果8、重复压井时，必须将原压井液放喷排净后，方可重新压井。9、压井失败，必须查明原因。严禁盲目进行挤压井和任意加大压井液密度。〔一〕、压井〔二〕、冲砂由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油井出砂，油井出砂后，如果井内的液流不能将出砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产，同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故。因此，必须采取措施去除积砂，通常采取水力冲砂和机械捞砂。目前常用的是水力冲砂。1、冲砂概述冲砂就是用高速流动的液体将井底砂子冲散，并利用循环上返的液流将冲散的砂子带至地面的工艺过程。

1．冲砂液的要求(1)具有一定的粘度，以保证有良好的携带能力。(2)具有一定的密度，防止井喷和漏失。(3)配伍性好，不伤害油藏。2．冲砂方式(1)正冲：冲砂液沿管柱流向井底，由环形空间返出地面。(2)反冲：冲砂液沿油套环空流向井底，由管柱内空间返出地面。(3)正反冲：正冲使沉砂浮动，反循环冲出积砂。〔4〕旋转冲砂：利用动力源带开工具旋转，同时用泵循环携砂，大修冲砂常用此方法。3、操作步骤(3)冲砂。离砂面3m以上开泵循环，正常后下放管柱冲砂至设计深度。出口含砂量小于0.1％，视为冲砂合格。(4)观察砂面。

上提管柱至油层顶部30m以上，停泵4h，下放管柱探砂面，观察是否出砂。(5)记录有关参数：

泵参数、砂面参数、返出物参数。(6)掩埋沉砂。4、本卷须知(1)不准带泵、封隔器等其他井下工具探砂面和冲砂。

(2)冲砂工具距油层上界20m时，下放速度应小于0．3m/min。

(3)冲砂前油管提至离砂面3m以上，开泵循环正常后，方可下放管柱。

4、本卷须知(4)接单根前充分循环，操作速度要快，开泵循环正常后，方可再下放管柱。(5)冲砂过程中应注意中途不可停泵，防止沉砂将管柱卡住或堵塞。(6)对于出砂严重的井，加单根前必须充分洗井，加深速度不应过快，防止堵卡及憋泵。4、本卷须知〔三〕、通井1、通井的目的去除套管内壁上的杂物或毛刺，验证套管状况，核实人工井底深度，确保射孔或下其它大直径工具平安进行。2、通井规规格要求一般要求：a)外径小于套管最小内径6～8mm；b)长度。特殊要求：a)下大直径工具井，其外径应大于所下工具外径2mm，长度要大于所下工具总长500mm以上；b)特殊施工井，按有关规定执行。27

通井的选择和作用通常一口井的油层套管，不止1种规格的套管，选择通井规时以最小套管内径为准。〔三〕、通井3、施工要求通井作业要平稳操作，下钻速度控制在0.5m/s以下；通至离人工井底〔或预计位置〕100m左右时，应减慢下钻速度，下钻速度控制在0.2m/s以下；老井通至异常井段和已射孔井段时，下钻速度控制在0.2m/s以下。通井过程中，假设有遇阻现象应减慢下钻速度，并平稳活动钻具或循环冲洗遇阻部位，以求解阻通过。严禁猛顿硬压。加压30kN仍不能通过，应起出通井规分析遇阻原因，或下铅模证实。如系套管问题，应进行修理，修好后重新通井。〔三〕、通井演示

目的：去除残留在套管内壁上的水泥块、水泥环、硬蜡、各种盐类结晶或沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等脏物，以便畅通无阻地下入各种井下工具。使用刮削器能提高工具下入和完成作业的成功率(例如封隔器的座封成功率)。刮削器分弹簧式和防脱式

〔四〕、刮削1．施工前的准备〔1〕准备井史资料，查清结蜡井段。〔2〕根据套管内径，准备相应的套管刮蜡器，其直径要比套管内径小6～8mm。如果下不去，可适当缩小刮蜡器的外径〔每次小2mm〕。〔3〕按施工设计组配管柱，尽量选用大通径的油管。

2、施工步骤1〕、地面连接好刮削器2〕、下油管，在未射孔井段刮削一次；射孔井段上提下放三次，悬重正常为合格3〕、射孔井段刮削过程中始终保持反循环洗4〕、刮削深度一般为射孔井段以下10米，特殊施工按设计要求定5〕、刮削完后，用施工用液大排量反洗井一周以上6〕、起出刮管器〔四〕、刮削演示35〔五〕、射孔

五、射孔1、电缆传输套管射孔也叫普通射孔。采用普通射孔时，井筒必须灌满压井液，以便射孔过程中及时观察发现井溢、井涌等井喷前兆，及时采取防范措施。射孔前必须装防喷装置，如，半封、全封、防喷闸门等。适用于低压低产油水层、老井补孔。优点是射孔枪身外径大，射孔弹穿透能力强，沟通能力大。缺点是，一旦发生井涌、井溢、井喷意外情况必须中途停射，并紧急起电缆枪身。紧急情况下的抢险需要，可硬关防喷闸门，闸断电缆。37

三、射孔38〔五〕、射孔

优点：〔1〕低压井层实现负压射孔；〔2〕高压井层进行不压井射孔；〔3〕射孔中途发现井涌、溢流、轻微井喷意外情况时，在水泥车清水正循环液压力的推动下保障枪身顺利下井，继续完成射孔任务；〔4〕井口装有可靠的井控装置――采油树，不怕喷劲大，可以随意控制防喷。缺点：因井内油管内径的局限，枪身直径小，射孔弹的穿透能力小，不能有效改善井眼附近地层渗透能力。常用过油管射孔弹有〔21/2"管〕WS-51型、〔3"管〕WS-60型。39〔五〕、射孔40优点：可以一次射开多个层段，防止了普通射孔发生溢流、井喷时不能按射孔单完成射孔任务，生产层系不完善；可以有效配置射孔枪身，60型、73型、89型、各种复合枪身都可配置使用；也可以实现负压射孔，超正压射孔等；解决了大斜度井，水平井的射孔问题；井口有井控装置--采油树，地面可有效控制油水井的流动趋势。缺点：不能及时准确反映射孔情况〔发射率、实射孔数，只能在下次作业时反映〕；在引爆时枪身膨胀变形、后期生产出沙，易卡钻。〔五〕、射孔施工工序全井试压新井射孔前，必须进行全井试压，以检验井口、井身是否存在质量问题。试压标准：a)按采油树工作压力值进行试压；b)试压值不许超过套管许用抗内压值；c)试压稳定时间为30min,且压力降低值不大0.5MPa为合格。〔五〕、射孔〔五〕、射孔井筒准备1、射孔前，必须进行通井作业。结蜡井、稠油井以及结盐井，应彻底进行刮蜡、热洗等工作。2、射孔前，井筒内必须充满合格的压井液。防喷准备1、射孔前，必须接好放喷管线。2、套管射孔井，必须装好防喷装置〔其内径必须大于油管挂外径〕和准备好抢下油管及抢装井口的各种工具。3、过油管射孔和油管输送射孔井，必须装好全套采油树和与其匹配的油、套压力表，采油树应按工作压力，试压不剌漏。4、过油管射孔井，应接好水泥车管线，并预备适量压井液以备井喷时进行洗〔压〕井。设备要求：射孔期间，必须保证提升设备运转正常〔油管输送射孔不受此限〕。〔五〕、射孔过油管射孔管柱要求1、管柱底部必须带有内倒角为60°的喇叭口，其上部接头内径应与油管内径一致，开口端内径应大于所用油管内径。2、喇叭口深度应完成于套管标准节箍以上30m。3、其它要求同电缆传输套管射孔〔套管射孔〕。〔五〕、射孔油管传输射孔1、由射孔队测量套管深度，找出套标准节箍。2、由射孔队组装枪身。3、下枪身时，在顶孔上部50m处，设一油管短节〔长度5m左右〕作为标准节箍。4、枪身下至预定位置，由射孔队测量油管深度，找出油管标准节箍后，提供提放值。5、按提放值调整射孔管柱深度。实际提放深度与计算提放深度，误差不得超过±0.06m。6、由射孔队投棒击发射孔。7、起出枪身应详细检查其存在问题和穿孔率情况。击发未响时的处理方法。a)将枪身起至井口以下，停留30min后，由射孔队检查处理。b)安好防喷装置，由射孔队捞出击棒。c)原因查明后，仍按上述程序射孔。〔五〕、射孔射孔后的射孔枪〔六〕、注水泥塞注水泥塞的目的及用途主要有以下几种:

封闭已试油层上返新层试油，或进行分层作业时的封堵非目的层

封闭底部水层

特殊情况下的封堵出于安全目的的封闭层位（如封闭高压层、有毒有害流体层）堵塞报废井及回填枯竭层位找堵漏、找封窜、上部套管试压等隔开封闭某一层段

按注水泥塞位置来分有实心水泥塞及悬空水泥塞两种。为节省水泥和方便施工，一般情况下多采用注悬空水泥塞方法根据井内压力及施工工艺分为灌注法注水泥塞、循环法注水泥塞、挤注法注水泥塞〔包括循环+挤注〕、电缆/绳索倒灰法等四种方法注水泥塞方法

注水泥塞施工步骤--循环注水泥塞

按设计配制好水泥浆后按前隔离液，水泥浆、后隔离液、替置液顺序和设计量注入井内起管柱至安全位置,坐井口、灌满压井液、关井候凝

反循环洗井，洗出多余水泥浆

将水泥浆替置到设计位置,此时,管内外应处于平衡，上提管柱至预定水泥面以上1-3m将注水泥管柱下至预计水泥塞底部,并循环洗井到井内稳定候凝一定时间后,探水泥面位置(深度)

按标准试压检验水泥塞密封情况.试压方法根据不同的井况采用相应的方法

挤注水泥塞多用于封堵高压层,其施工步骤如下:注水泥塞施工步骤--挤注水泥塞按标准试压检验水泥塞密封情况.试压方法根据不同的井况采用相应的方法

候凝一定时间后,探水泥面位置(深度)反洗井或正（反）挤入压井液,关井候凝按试挤数据参数，挤入水泥浆量及替置量，并上提至反洗位置用清水试挤吸收性以压力稳定后计算，时间和挤入量充分洗井后座井口或座封封隔器将管柱或封隔器/桥塞下至设计位置为了防止挤水泥过程中造成井下管柱固封及其它井下事故,特别提示如下注水泥塞施工步骤--挤注水泥塞特别提示

挤注管柱必须密封,不得出现短路等现象,管柱结构应有详细记录根据施工要求加入一定比例添加剂,保证有足够的施工时间按试挤数据参数，挤入水泥浆量及替置量，并上提至反洗位置挤水泥施工过程必须保证设备运转正常井口承受挤入压力和关井憋压候凝不刺不漏挤水泥前必须对目的井段以上的套管进行试压，试压不合格则需下封隔器进行保护。不能验证上部套管情况的,不宜使用挤注法注水泥塞倒灰法法注水泥塞是利用倒灰筒等工具将一定量水泥浆装入筒内，由电缆或钢丝绳送至预定的注水泥深度处，通过电流爆破或机械撞击等方法将灰筒翻开，水泥浆流出,然后提出倒灰筒,置流在井筒内的水泥浆候凝固结，形成封堵注水泥塞施工步骤--电缆/绳索倒灰法注水泥塞倒灰法多用于封堵要求不高,灰塞厚度较小的层段,其施工步骤如下注水泥塞施工步骤--电缆/绳索倒灰法注水泥塞候凝一定时间后,探水泥面位置(深度)

将灰筒打开后提出倒灰筒,关井候凝

配制水泥浆,将配制好的水泥浆灌入倒灰筒内采用电缆/绳索+带规环的碎削打捞篮通井至预定水泥塞底部以下。定位校深并标定记号按标准试压检验水泥塞密封情况.试压方法根据不同的井况采用相应的方法

用电缆或钢丝绳送至预定的注水泥深度处，深度采用校深或标定的记号深度灌注法注水泥塞就是往井筒内一定深度处灌注局部水泥浆，然后上提管柱至平安位置，关井侯凝,置流在井筒内的水泥浆候凝固结，形成封堵注水泥塞施工步骤--灌注法注水泥塞

灌注法注水泥塞多用于夹层较厚、灰面要求不严格的井，是成功率最大的一种工艺，其施工步骤如下：注水泥塞施工步骤--灌注法注水泥塞将注水泥管柱下至预计水泥塞底部,并循环洗井到井内稳定

按设计配制好水泥浆后按前隔离液，水泥浆、后隔离液、替置液顺序和设计量注入井内将水泥浆替置到设计位置起管柱至安全位置,坐井口、关井候凝

候凝一定时间后,探水泥面位置(深度)按标准试压检验水泥塞密封情况.试压方法根据不同的井况采用相应的方法

1〕注塞厚度一般应在10m以上。SY/T5587.14-2004水泥塞底面到被封隔层顶界距离一般应大于5m,特殊井除外。2〕用非清水压井注塞时，顶替水泥浆前后，应替人隔离液。3〕地层温度高于水泥适用温度时，水泥浆应做缓凝稠化试验，试验方法应符合SY/T5546的规定。4〕在漏失严重的井内注塞，应先堵漏，到达注塞条件后再进行下步施工。5〕注水泥塞前井筒准备必须要通井、刮削热洗井。6〕注水泥塞井段夹层小于10m时，应对管柱进行磁定位或机械定位器定位校深，尤其是深井。

7〕作业前取水样做水分析，取水泥样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配伍试验。水泥养护温度取注塞深度的温度。8〕从配水泥浆开始到反洗井结束的时间应小于水泥浆初凝时间的70%，防止出现“灌香肠〞、“插旗杆〞等问题。9〕注水泥施工过程必须保证设备运转正常。10〕施工中假设水泥车发生故障不能泵送时，应立即上提管柱至平安高度或全部起出井内管柱；11〕施工中提升设备发生故障不能起下管柱时，应立即反洗井，将井内全部水泥浆洗出井筒；三、修井工具公锥

结构长锥型整体结构，可分为接头和打捞丝扣两局部。用途

公锥是一种打捞油管、钻杆、套铣管等落物的打捞工具。对于带接箍的管类落物，打捞成功率较高。公锥与正、反扣钻杆及其他工具配合使用，可实现不同的打捞工艺。

下至鱼顶上部1—2m时，开泵冲洗，并逐步下放工具至鱼顶，如泵压突然上升，指重表悬重下降，说明公锥入鱼，加适当的钻压，并转动钻具，迫使打捞丝扣挤压吃入落鱼内壁进行造扣。当所造之扣能承受一定的拉力和扭矩时，可采取上提或倒扣的方法将落物全部或局部捞出.工作原理：演示母锥结构：长筒型整体结构，由接头和本体两局部构成。用途

母锥是一种专门从油管、钻杆等管状落物外部进行造扣打捞的工具，对于无内孔或内孔堵死的圆柱形落物打捞效果更好。工作原理

下至鱼顶上部1—2m时，开泵冲洗，并逐步转动下放工具至鱼顶，如泵压突然上升，指重表悬重下降，说明母锥入鱼，加适当的钻压，并转动钻具，迫使打捞丝扣挤压吃入落鱼外壁进行造扣。演示局部反循环打捞篮结构：上接头；钢球；阀罩；阀座；阀闸；内筒；外筒；外套；筒体；捞爪；轴销；弹簧；引鞋。局部反循环打捞蓝

用途及使用范围

局部反循环打捞蓝是打捞落入井底，重量较轻，碎散落物的工具。

使用范围：是专门用以打捞诸如钢球、钳牙、炮弹垫子、井口螺母、胶皮碎片等井下小件落物的一种工具。局部反循环打捞蓝

工作原理

是靠大流量、高压力的反洗井泥浆冲击井底，使井底落物悬浮运动推动篮爪，使篮爪绕销轴转动竖起，篮筐开口加大，落物进入筒体，然后篮爪恢复原位，阻止了进入筒体的落物出筐，实现打捞。

〔1〕地面检查工具零件，丝扣是否完好，大小水眼是否畅通．

〔2〕卸开提升接头，测量钢球直径是否合格，并将球投入工具试验，检查钢球入座情况是否正常可靠。操作