钻井完井基础知识分解.ppt

1、钻井完井基础知识培训,钻井五公司技术管理中心质量室 2009年9月,目录,1、固井施工 2、完井事故的预防 3、固井质量验收标准,序,钻井完井是钻井施工中非常重要的一部分，它包括完井电测、下套管、固井和声波变密度测井四个部分，固井质量的好坏最终决定着钻井的成败。油田转入层系细分、井网调整及薄差油层开发后，挖潜效果的好坏，其核心问题就在于固井质量。砂岩油藏经过长期高压注水开发，层内、层间及平面三大矛盾更加尖锐，井筒纵向剖面形成复杂的的多压力系统，影响着水泥封固质量。20多年来经过广大科技及工程技术人员的积极探索，形成了一套基本适应大庆油田的、从“压稳、居中、替净、密封”为出发点的固井工艺技术。固

2、井包括表层套管固井、技术套管固井和油层套管固井，本次只讲述油层套管固井。,第一节 固井施工,为了保证地下的油、气无损失地流至地面，必须自井底至井口造成一条中途不会流失的通道，同时为防止不同压力层系的油气互相干扰和其它流体侵入井内，必须将各油、气、水层进行有效地封隔，这些通常都通过固井工作来实现。,一、电测的目的,就固井工作而言，完井电测将为具体固井设计提供依据，通过完井电测将使我们了解到以下内容： 1）、地质分层，油层顶界及底界，进而确定壁厚套管的下入深度。 2）、判断高压层和低压层（包括断层），确定是否使用套管外封隔器和水泥外加剂及是否采取防漏固井施工措施等。 3）、确定地层压力系数进而确定

3、固井洗井液密度。 4）、掌握井径大小及变化情况，计算注水泥量、确定划眼井段、确定套管外封隔器等工具的下入位置。,二、套管,1、套管类型及主要功用 套管是优质钢材制成的无缝管或焊接管，两端均加工有锥型螺纹，大多数的套管是用套管接箍连结组成套管柱。 油井套管有其特殊的标准。每种套管都应符合标准。我国现用的套管标准与美国API标准类似。 标准规定套管本体的钢材应达到规定的强度，用钢级表示。API标准把套管钢级分为：H、J、K、N、C、L、P、Q八级十种，即H-40、J-55、K-55、C-75、L-80、N-80、C-90、C-95、P-110、Q-125。其中H-40、J-55、K-55、C-75

4、、L-80、C-90六种是抗硫的，其余四种是非抗硫的。,按API标准生产的套管厂标：,钢级标记：,制造方法：S无缝，E电焊。淬火与回火的N80钢级漆印“Q”字； 长度标记：一般用米（m）； 重量标记：一般用公斤（kg）； 螺纹类型标记：,套管主要功用：,抗挤（结构强度）； 抗拉（抗张力）（结构强度）； 抗内压（结构强度）； 密封（在外挤、内压、弯曲综合受力情况下防止泄露）。,套管辅助功用：,圆度； 壁厚的均匀性； 抗腐蚀； 最小的流动阻力（内孔光滑度）； 良好的上扣性能及重复互换性能； 耐磨（硬度指标）。,套管其它功能：,单根套管应标明级别和长度。 尺寸、壁厚符合规定级差，并形成系列； 钢级成

5、系列。,2、套管准备,入井套管按相应入井顺序排列、编号，丈量准确（两丈量一对口）并记录好。 （一）套管检查 套管的检查，包括损伤、变形、弯曲、丝扣损坏、腐蚀、裂缝等外观检查。,套管检查,套管损伤检查： 管体不应有任何缺损，如有发纹、折叠、裂纹、划痕、凹陷等缺损时，其深度不能大于规定壁厚的12.5%，否则不能下井。 变形检查： 凡符合下列条件之一的套管不能下井。 a、管体或接箍有明显变形的套管。 b、管体有轻度变形，但通径规不能自由通过的套管。 c、螺纹有变形的套管。,套管检查,弯曲检查： a、肉眼观察有明显弯曲的和通径规不能自由通过的套管不能下井。 b、用直尺或拉紧的线进行直线度检验，套管对直

6、线的偏离（即弦高）超过套管总长的0.2%和在套管两端1.53m长度范围内超过3.18mm的不能下井。,套管检查,螺纹检查： a、不完整螺纹LN（见图）的缺损，其深度延伸到螺纹牙底以下或延伸到超出规定壁厚的12.5%的套管不能下井，应报废。,b、全牙顶螺纹LC（见上图）段内的检查：,套管LC值小于下列规定值的报废。,螺纹检查：,c、损伤：只允许损伤一个螺距，但深度大于0.5mm长度大于5mm的套管不能下井。 d、断牙：只允许一个断牙，但长度大于2mm深度超过0.5mm的套管不能下井。因管体裂纹或折叠延伸至螺纹造成断牙的套管不能下井。 e、黑顶螺纹：圆螺纹内只允许有一牙黑顶螺纹，且黑顶螺纹是一个点

7、或一条线，否则套管不能下井。偏梯形螺纹在LC段内只允许有2牙黑顶螺纹，但长度超过管子圆周的25%的套管不能下井。,螺纹检查：,f、畸形螺纹：螺纹有歪扭、波纹或几何尺寸不合要求的套管不能下井。 g、锈蚀：螺纹侧面有麻坑或麻点的套管不能下井。 h、倒角毛刺：倒角后管端的内外边缘有毛刺的套管不能下井。 i、套管螺纹锥度检查： 圆螺纹锥度超出60000/100068000/1000范围的套管不能下井；偏梯形螺纹锥度应符合下列标准，否则不能下井。,套管检查：,腐（锈）蚀检查： 凡符合下列条件之一的套管不能下井。 a、外表面有严重锈蚀的套管。 b、外表面有轻度腐蚀，但腐蚀深度超过1mm的套管。 c、内表面

8、有锈蚀的套管。 d、螺纹有腐蚀的套管。 裂缝、裂纹及孔隙检查： 任何有裂缝、裂纹及孔隙的套管不能下井。,（二）、套管丝扣清洗,套管丝扣的清洗应在通径、丈量后进行。正确的清洗办法是不应当使用柴油或汽油，而是采用高效能溶剂，并用擦布和鬃毛刷清洗螺纹，注意不要除掉磷化层。,（三）、不同规格套管通径规,通径规从接箍端面进入后能自由通过套管，否则套管不能下井。通径规两端要有倒角，其规格见下表41。,表41 不同尺寸通径规规格,（四）、一次通径、二次通径,通径目的：检查套管内是否畅通及清除套管内杂物；检查套管内径看固井胶塞能否通过。 一次通径：在井场进行，由接箍端放入通径规，用压缩空气吹送、用小管子推送或

9、用绳索牵引均可。注意保护好螺纹，绝不要反方向通径而造成母螺纹损坏。某些特殊螺纹，如VAM扣，在通试内径时不能卸掉母护丝，否则通径规将对金属锥面造成损坏。,（四）、一次通径、二次通径,二次通径：在钻具滑道上进行，由接箍端放入通径规。在钻台斜面投放通径规的方法是不可取的，容易发生通径规落井事故。 由于套管在井场停放期间可能会发生：1、套管可能意外被砸扁，使固井胶塞通不过；2、套管内可能放入手套、木棒、撬杠等杂物，堵塞阻流环孔循环不通。因此，为了确保固井胶塞能顺利通过，并能安全泵送到预定位置，在下套管时必须进行二次通径。,三、套管附件,（一）、浮鞋、浮箍的作用及下入位置 浮鞋的作用及下入位置： 装在

10、最下根套管下端，同时起引鞋、回压凡尔作用，与浮箍的回压装置构成双保险。 浮箍的作用及下入位置： 装在距浮鞋13单根套管处（根据井深确定），起防止水泥浆回流、产生压差改善水泥固结的作用；定位固井胶塞，防止固井时替空。,三、套管附件,（二）、扶正器的作用及下入位置 作用： 1、扶正井内套管，保证套管居中，提高顶替水泥浆效率。 2、使水泥环均匀。 3、减少套管与井壁间的粘附阻卡。 下入位置： 自浮箍开始下至油顶以上20米，每根套管下1只，卡放在接箍上。,三、套管附件,（三）、套管外封隔器的作用及下入位置 套管外封隔器随套管串同时下入井内，在注水泥、替钻井液、碰压、试压后，蹩压可实现坐封。套管外封隔器

11、可起到以下作用： 1、对异常高压井使用套管外封隔器，坐封后套管与井筒之间形成永久性机械封隔，防止高压流体上窜，保证固井质量。 2、套管外封隔器可以多只使用，卡放在预定位置，实现复杂层系层间分隔，防止层间窜流。,三、套管附件,3、套管外封隔器挤入钻井液坐封后与地层间为软接触，可以卡放在易吸水膨胀的地层，减缓地层蠕动，有利于减少套管错断和变形的发生机会。 下入位置： 套管外封隔器应下在水泥封固段内高压层以上和高、低压层之间，一般要求卡放在井径比较规则处，井径在封隔器允许胀大的范围内。,三、套管附件,（四）、水泥面控制工具的作用及下入位置 水泥面控制工具随套管下入到预定位置，在固井顶替完钻井液后蹩压

12、将水泥面控制工具打开，再次顶替将该工具位置处以上环空内的水泥浆顶替到上部地层或返出井口，从而达到了控制水泥面的目的。因而水泥面控制工具可有以下作用：,三、套管附件,1、将水泥面控制工具下在易套损层位以下，固井后留在易套损层位环空中的不是水泥环而是钻井液，这样在地层发生蠕变时地层与套管不进行硬接触，因而可减少套损的发生。 2、由于缩短了水泥浆柱高度，减少了由于水泥浆“失重”引起的环空液柱压力损耗，有利于固井及候凝期间压稳高压层，提高高压层封固质量，防止固井后管外喷冒的发生。 下入位置：设计水泥面位置。一般选在嫩二段以下1520米。,（五）、套管串结构,1、一般结构： 浮鞋+厚壁套管（1-3根）+

13、浮箍+厚壁套管+薄壁套管+厚壁套管（1根）+联顶节。 2、使用套管外封隔器和水泥面控制工具时： 浮鞋+厚壁套管（1-3根）+浮箍+厚壁套管+封隔器+薄壁套管+水泥面控制工具+薄壁套管+厚壁套管（1根）+联顶节。,（五）、套管串结构,3、分级注水泥时： 浮鞋+厚壁套管（2-3根）+浮箍+厚壁套管+薄壁套管+双级箍+薄壁套管+厚壁套管+薄壁套管+厚壁套管（1根）+联顶节。 4、使用尾管悬挂器时： 浮鞋+套管（1-3根）+浮箍+厚壁套管+尾管悬挂器+送入钻具,（六）、套管口袋及浮鞋、浮箍间套管作用,套管口袋一般要求在5米以内（深井可在5米以上），2-3米为最佳。套管口袋主要作用为沉砂。口袋太短套管不

14、易下入，太长对固井质量不好。浮鞋、浮箍间套管作用主要起缓冲压力及堆积套管内壁被刮削掉的脏物。,四、通井划眼,（一）、通井划眼的作用 为了保证套管能顺利下入井内和提高固井质量，在下套管前要进行通井和划眼，具体作用是： 1、保证井眼畅通，使套管能顺利下入； 2、清除封固段尤其是高渗透层井壁上的浮泥饼，提高封固质量尤其是第二界面的胶结质量； 3、通井划眼到井底后进行钻井液性能处理，提高固井顶替效率； 4、在进行钻井液性能处理的同时要求大排量洗井，有利于套管顺利下到井底和提高固井质量。,四、通井划眼,（二）、划眼井段 通井时要求在以下井段进行重点划眼： 1、封固段内的目的层；2、电测井径小于钻头直径连

15、续3米以上的井段；3、起下钻、电测遇阻和遇卡的井段；4、井底50米；5、有特殊要求的井段。 （三）、划眼速度 30米/小时，即20分钟划一个单根。,五、下套管,（一）、套管上扣扭矩 套管上扣时要求将上扣扭矩控制在一定的范围内才能保证套管丝扣的连接密封，而且又不破坏套管丝扣。以下是常用套管的紧扣扭矩：,（一）、套管上扣扭矩,表42 API套管紧扣扭矩表,表中最小扭矩就是上扣至使公扣端部开始产生塑性变形时的扭矩，最大扭矩取最小扭矩的150%或200%。最佳扭矩、最小扭矩和最大扭矩三者关系为：最小扭矩等于最佳扭矩的75%，最大扭矩为最小扭矩的200%，而操作中规定最大扭矩不大于最佳扭矩的150%（上

16、表中推荐的最大扭矩是最佳扭矩的125%）。 实际上扣时扭矩一般与推荐的最佳扭矩有一定偏差，但要求控制在最小扭矩和最大扭矩的范围内。,（二）、中途循环,下套管中途循环的作用： 1、循环钻井液，降低井内钻井液的切力，减小套管的下放阻力。 2、及时发现套管循环不通及井漏等问题。 3、减小钻井液在环空中的流动阻力，避免下套管中途或下完套管后循环因流动阻力过大而造成井漏。,（二）、中途循环注意事项,每下入300米进行一次中途循环，若有低压渗透层或发生过井漏则要求加密循环。循环时开泵要稳，排量要小，环空流速不能大于钻井时的环空流速。循环时要上下活动套管，每隔2分钟活动一次，活动距离23米，定向井和水平井必

17、须连续活动套管，防止卡套管。待循环一周后再停泵继续下套管。,六、固井准备,（一）、洗井液性能 下完套管循环时要进行固井洗井液性能处理，直到洗井液的密度、粘度、切力、失水量等性能达到固井要求后方可停泵固井。 密度：固井设计密度 粘度：4853秒 初切：02帕，终切：24帕 含砂量：小于3% 失水量：小于4毫升 泥饼厚度：小于或等于1毫米,（二）、循环洗井时间,洗井时间是根据满足大排量洗井两周以上来确定的，用井内泥浆量除以泵的排量即为循环1周所用的时间，对于井深1200米的井循环1周所用时间是40分钟左右，因此洗井时间至少要1.5小时才能满足洗井两周以上；同样对于井深1800米的井至少要2小时才能

18、满足洗井两周以上。,七、固井,（一）、注水泥量计算 根据电测井径通知单给出的平均井径，计算出每段（一般为10米）井眼的容积，累加求出封固段井眼容积： V井= V1+ V2+ V3+Vn 式中：V井井眼容积 升 V1，V2，V3，Vn每段井眼容积 升,（一）、注水泥量计算,根据所下套管外径和封固高度计算出套管外容积：V外= VtH 式中：V外套管外容积 升 Vt每米套管外容积 升/米（查表） H封固高度 米 用井眼容积减去套管外容积求得环形容积：V环= V井- V外 式中：V环环形容积 升,（一）、注水泥量计算,用环形容积除以所设计密度时每袋水泥的配浆量，得到环空封固段干水泥用量：Q= V环/g

19、 式中：Q干水泥量 袋 g每袋水泥配浆量 升/袋（查表，当设计水泥浆密度为1.90g/cm3时，g=37.92升/袋）,（一）、注水泥量计算,设计环空封固段干水泥用量加上浮鞋以下管内水泥塞用干水泥量即为计算总需干水泥量：Q= Q+Q1 式中：Q总需干水泥量 袋 Q1管内水泥塞用干水泥量 袋 Q1= Vnh/g 式中：Vn每米套管内容积 升/米 h管内水泥塞高度 米,（二）、替钻井液量计算,替钻井液量，即为生位（浮箍）以上各段不同壁厚套管内容积之和： V=(C1L1+ C2L2+ CnLn)/1000 式中：V替钻井液量 米3 C1，C2，Cn不同壁厚套管每米内容积 升/米 L1，L2，Ln不同

20、壁厚套管长度 米,（三）、隔离液的作用及用量,作用： 在注水泥浆前注入适量隔离液，可将钻井液和水泥浆隔离开，冲刷井壁和套管壁及实现部分稳流顶替，提高固井时顶替效率。 注入量： 确定隔离液用量，即要满足冲刷与隔离的目的，又要考虑压稳的需要。一般调整井环空隔离高度定为6080米，开发井为150米左右。,（三）、隔离液的作用及用量,计算方法： V= Vah/1000 式中：V隔离液用量 米3 Va平均每米环空容积 升/米 h设计环空隔离高度 米 Va= V环/H 式中：V环环空总容积 升 H水泥封固高度 米,（四）、注水泥浆,在调整好固井洗井液性能并满足洗井时间后停泵固井。在按设计量注入隔离液后便开

21、始注水泥，注水泥就是利用注水泥车将设计数量的水泥浆注入到井内的过程，注水泥时要满足以下要求： 1、水泥必须经充分搅拌达到要求（主要是密度要求）后才能注入井内。注入井内的水泥浆密度最好控制在1.881.93g/cm3之间，不能低于1.85g/cm3。,（四）、注水泥浆,2、连续测量水泥浆密度，每分钟不少于两次。 3、用计量仪器准确计量注入井内的水泥浆量。 4、要求管内注速不低于1.2m/s。 5、连续活动套管，每分钟活动23次，活动距离23米。 6、施工要连续，尽量避免中停。,（五）、替钻井液,注水泥结束后，用清水将固井胶塞压入井内（一般压入量为1方），接着便是替钻井液过程。顶替钻井液就是利用泵

22、车（或泵）将套管内的水泥浆顶替到环空中预定位置的过程，替钻井液时要满足以下要求：,替钻井液要求:,1、开始顶替时要缓慢增加排量，以免产生过大的激动压力。 2、操作要平稳，瞬时排量不要时大时小。 3、根据井的实际情况决定采用快速紊流顶替还是慢速塞流顶替，紊流顶替时环空返速不低于1.5m/s，塞流顶替时环空返速不高于0.45m/s。 4、顶替过程中要有专人观察井口，看是否发生漏失。,替钻井液要求:,5、用计量仪器准确计量替入井内的钻井液量。 6、连续活动套管，每分钟活动23次，活动距离23米。 7、施工要连续，尽量避免中停。 8、接近碰压（顶替结束）时减小顶替排量，碰压时泵压不超过10Mpa。,（

23、六）、套管试压,替钻井液结束后要进行套管试压，试压压力为15Mpa，稳压5分钟，压力不降为合格。,（七）、固水泥帽,水泥帽是在油层固井后自一定深度至井口段注水泥封固这一井段，目的是用于无表层井固定油层套管头和封堵环空以防止下部地层的油气水上窜。因此水泥帽封固质量的好坏将直接影响以后的注采作业和油田开发的整体效果。,（七）、固水泥帽,1、固水泥帽工具 目前公司统一使用的水泥帽固井工具是水泥帽旋流工具，该工具的使用，解决了水泥浆偏流和接触面混窜的问题，有效地防止了水泥浆以单边或条带方式上返，提高了顶替效率。 2、油管下深 目前大庆油田公司开发部要求水泥帽封固40米，公司为保证水泥帽的封固质量及封固

24、长度，要求下60米油管。,（七）、固水泥帽,3、清水隔离液 在注水泥前注入足够量的清水隔离液（最好将封固段内全部泥浆顶替到地面），这样即起到冲刷与隔离的作用，防止水泥浆与泥浆接触，同时又增大了顶替液与被顶替液之间的密度差，提高顶替效率。 4、水泥浆返出要求 为防止由于顶替效率不高而造成水泥帽上部封固不好，固水泥帽时在井口观察到有水泥浆返出时先不要急于停注，而是待确信井口返出的为纯水泥浆（不含钻井液）时再停注水泥浆。,（八）、候凝,在顶替完钻井液试压结束后开始候凝，井口能敞住压的井实行敞压候凝（使用自灌式浮鞋、浮箍的井关井候凝）；井口敞不住压的井实行蹩压候凝，蹩压压力要高出平衡压力12兆帕。 大

25、庆长垣内部调整井候凝15天后进行声波变密度测井，开发井及长垣外部调整井候凝2448小时后便可进行声波变密度测井。,八、保证质量的要素,（一）、钻井施工（井身、钻井液） 1、井身质量指标 好的固井质量首先要有好的井身质量和性能良好的钻井液做保证。以下是对井身质量和钻井液性能的要求：,1、井身质量指标,表43 井身质量指标,此外，还要注意井径变化率，尽量避免井径忽大忽小，以利于顶替。,2、钻井液性能要求,表44 钻井液性能要求,（二）、完井要求,在完井工作中主要做好电测后下钻通井划眼和洗井液性能调整工作。 井径规则程度和洗井液性能的好坏直接影响井眼被清洗的程度，井径越规则、洗井液性能越好，清洗越干

26、净，封固质量越好。 在下套管前充分划眼，清除掉井壁上附着的假泥饼，修整井壁使其尽可能规则，同时调整洗井液性能进行大排量洗井，将清除掉的泥饼等携带出井筒。,（三）、固井施工,在固井施工中要做好以下工作： 1、下完套管后必须大排量洗井2周以上，调整洗井液性能，保证符合设计要求后方可停泵固井。 2、固井施工前由固井指挥负责召开施工前协作会，进行施工措施的技术交底。 3、合理设计隔离液高度，原则是保证冲洗和隔离，但也要有利于压稳。一般调整井为6080米，开发井为100150米。,4、设计水泥量按电测井径计算，实际注水泥量调整井根据设计量和区块经验系数确定，开发井在设计量的基础上再附加1030%。管内注

27、速要求不低于1.2m/s。 5、用清水压胶塞，一般为1方，注水泥量多、井深可适量增加，时间不超过2分钟。 6、紊流顶替水泥浆（不具备紊流条件的采用塞流），管外返速不低于1.5m/s。,7、在注水泥和顶替过程中要连续活动套管，每分钟23次，活动距离为35米。 8、注水泥量和顶替液量一定要准确计量，误差不超过3%。 9、顶替结束后立即进行井口试压，试压15Mpa，5分钟压力不降为合格。 10、整个施工一定要连续。,（四）、居中、压稳、替净、密封,“居中、压稳、替净和密封”是对固井质量的具体要求，所有固井施工都要围绕这几方面展开工作。 1、居中 居中是指套管在井内居中，封固井段内的套管能否居中，不仅

28、直接关系到固井质量的好坏，而且由于套管不居中，可能引起射孔时宽边处射孔深度不够、窄边处水泥环碎裂，因而影响后期的油气生产。,为满足套管居中的要求，要做好以下工作： （1）、在封固井段内每根套管卡放一只扶正器，必要时可增加到23只。 （2）、要根据井径的大小选择扶正器的大小，下井前对居中度进行核算，要保证居中度不小于67%这一行业标准。,2、压稳,压稳是指在固井和水泥浆候凝期间，井内环空液注压力压稳地层孔隙压力，保证地层流体不能在固井期间和固井以后窜入井筒或窜出地面。为保证压稳应要做好以下具体工作： （1）、准确预测地层压力 只有在地层压力预测准确的情况下，才能合理地设计出固井洗井液的密度，因而

29、也才能合理地进行固井施工设计。,2、压稳,（2）、合理确定固井洗井液密度 固井洗井液密度设计分两种情况。 1）、有高压层，无欠压层。设计原则是环空液柱压力大于或等于高压层的孔隙压力。 2）、有高压层，有欠压层。设计的原则是不压漏欠压层。,（3）、使用水泥外加剂调节水泥浆性能,由于很多井都有高、欠压层并存的情况，这样用上面两种方法设计的洗井液密度都满足不了要求：一方面由于洗井液密度高，压差大，导致泥饼增厚，影响欠压层的固井质量，而且易发生固井漏失。另一方面洗井液密度低液柱压力小，压不住高压层。因此只有通过调节水泥浆的有效压力和（或）用机械方法来达到压稳的目的。目前在大庆油田固这种井常用的外加剂是

30、DSK锁水抗窜剂、高抗窜水泥浆中的ZJ102。,加入DSK锁水抗窜剂或ZJ102后，由于水泥浆在候凝初期就能形成较高的强度、较致密的结构和较高的抗渗透能力，而且由于水泥体膨胀挤压井壁和套管壁，从而提高了界面的胶结质量和强度，加大了水泥浆的抗窜能力，在很大程度上弥补了由于“失重”而造成的有效压力的降低，有效地阻止地层流体进入水泥体和沿井壁窜出，达到了压稳的目的。,（4）、使用控制工具,使用控制工具也是阻止高压流体侵窜的有效方法。控制工具包括水泥面控制工具和套管外封隔器。 套管外封隔器： 有时遇地层压力很高，甚至在用上述方法来压稳高压层仍有困难的前提下，在高压层上部下入套管外封隔器来机械封隔高压层

31、。,水泥面控制工具： 在注水泥浆时先注入一定数量的原浆水泥，再注入规定数量速凝水泥浆，碰压后速凝水泥浆被替至封固段，将工具处封固段以上的原浆水泥顶替到上部井段候凝。由于下部水泥浆为速凝水泥，凝结快，而上部水泥段为原浆水泥，且环境温度较低，水泥凝结较慢，“失重”程度较轻，静水泥浆柱压力可有效地向下传递，从而为下部高压层的压稳起到积极的辅助作用。,3、替净,替净是指在固井施工中将封固段环空中的洗井液全部驱逐出去而使水泥浆完全充满封固段环形空间。顶替置换的程度通常用顶替效率来描述。在实际固井施工中我们常采用以下技术来提高顶替效率。,（1）、充分划眼洗井,在下套管前充分划眼，清除掉井壁上附着的假泥饼，

32、修整井壁使其尽可能规则，同时调整洗井液性能进行大排量洗井，将清除掉的泥饼等携带出井筒。在下完套管后固井前必须大排量洗井至少两周以上，同时调整洗井液性能，使其粘度控制在45秒左右（最高不超过55秒）。实验证明，在洗井液的流性指数n大于0.747、稠度系数小于1.38Pa.Sn、切力低于6.5Pa时，将会获得满意的顶替效果。,（2）、提高套管居中度,当套管偏离井眼中心时，环形各方向的间隙大小均不相等，环形各方向开始流动的阻力也不相同，造成环形各方向洗井液被顶替的情况不一样，甚至窄间隙处的洗井液却滞流在原位置。 因此，在施工中我们研究采用了不同大小的套管扶正器用于不同大小井径井的固井，使居中度不低于

33、67%。根据计算当井径小于230mm时，下入230mm扶正器，此时居中度不小于75%；当井径大于或等于230mm时，下入250mm扶正器，此时居中度不小于73%，均能满足居中要求。,（3）、紊流顶替,能够保证套管的居中度以后，顶替效率的高低主要取决于顶替时的流态，而由于紊流顶替时流体质点进行杂乱无章的运动，流体质点不断地与井壁和套管壁上的附着物质点进行交换，且紊流流动的流速抛面是平面，因而紊流顶替的置换与驱替效果是最好的，顶替效率最高。,（4）、活动套管,活动套管有以下两点好处： 1）、在套管下放过程中，由于环空中流体本身就具有一定的上返速度，再加上套管的下放速度，流体对套管的相对速度增加了，

34、这样就增大了流体对套管壁的冲净程度，这对第一界面封固质量的提高将会起到很大的作用。,（4）、活动套管,2）、在环空窄间隙处或狗腿严重度较大有套管壁贴向井壁的情况下，套管的上、下移动会对泥浆产生轴向牵引，会逐渐将窄间隙处不易替走的泥浆携带出原来的位置，如果在活动套管的行程中能有扶正器经过原窄间隙处，那么该处的间隙就会增大，驱替效果会更好。,4、密封,固井密封有两个方面的要求：套管密封和环空密封。 （1）、套管密封 在保证套管完好的基础上要求实现套管密封要做好以下两方面的工作： 1）、满足套管上扣扭矩。套管上扣扭矩见前面“API套管紧扣扭矩表”。,（1）、套管密封,2）、使用符合要求的套管密封脂

35、使用符合API标准的套管丝扣油，包括API改良丝扣油或API硅化螺纹密封脂。使用符合标准的套管螺纹密封脂可起到密封作用，防止漏失，并可润滑螺纹防止丝扣损伤。钻杆丝扣油由于其摩阻系数与套管丝扣油不同，因而不能用于套管螺纹。,（2）、环空密封,要实现环空密封应解决三个方面的问题：水泥环质量、第一和第二界面的胶结质量。 提高水泥环质量：只有水泥环自身质量完好，才能防止和抵御地层流体的侵入环空。提高顶替效率和满足水泥浆各项性能指标是提高水泥环质量最根本的方法。,（2）、环空密封,提高第一界面的胶结质量：目前主要方法是使用粘砂套管提高第一界面的胶结质量。 提高第二界面的胶结质量：首先要保证井壁泥饼薄而致

36、密使水泥环与井壁直接接触，胶结强度较高，其次是使用水泥浆膨胀剂使水泥环膨胀挤压井壁和套管壁可提高第一和第二界面胶结质量。 除以上外，使用套管外封隔器和环空加回压的方法可有利于提高环空水泥环的密封性能。,第二节 完井事故的预防,1、卡套管的预防措施 （1）通井后处理好钻井液，粘度60S左右即可，不宜太高、太低，保证性能稳定。定向井（特别是井斜较大、井眼轨迹变化大的井）在通井时应加入足量的塑料小球或润滑剂（或混入一定的原油）。 （2）下套管中途循环时（定向井要避开定向点）应活动好套管（定向井应连续活动套管，活动距离2-3米），循环时间至少一周，砂子返净后再继续下套管。 （3）下套管前应检查好各种设

37、备，保持好下套管的连续性。,2、套管脱扣的预防措施,（1）井队技术员应认真检查好套管丝扣，杜绝不合格套管下井。 （2）套管上扣时，涂抹好套管丝扣油，按规定扭矩上紧，杜绝用液气大钳下套管，保证所下套管不余扣、不偏扣。 （3）司钻在下套管操作中应平稳，不要猛提猛放。,3、井漏的预防措施,（1）对完井后发生井漏的井应及时进行堵漏，堵漏时应将排量开至最大，堵漏成功后方可下套管。 （2）下套管时下放不宜过猛，避免产生大的激动压力。下完后循环时，开泵平稳，活动好套管,待钻井液返出一周后逐渐增加泵排量。 （3）固井前应将本井的工程情况如实向固井监督汇报（特别是曾发生过井漏的井），固井时专人盯好井口钻井液的返

38、出情况，有异常及时向固井监督及固井现场人员反映。 （4）固井过程中出现井漏，由固井监督依情况采取措施处理。,第三节 固井质量验收标准,在2001年以前，无论开发井还是调整井都在固井后2448小时进行声波幅度测井，检验固井质量，利用声波幅度测井只能检验和解释第一界面（套管与水泥环胶结面）胶结情况。到2001年开始改为声幅和声波变密度同时测井，在喇、萨、杏油田的生产调整井候凝15天后进行测井，其它仍候凝2448小时后测井。利用声波变密度测井不仅能检验和解释第一界面胶结情况，还可定性解释第二界面（水泥环与地层胶结面）胶结情况。 以下是中国石油天然气股份有限公司的固井质量评价标准。,一、水泥环胶结质量评价,（一）、声幅测井（CBL） 1、评价方法 （1）、声波相对幅度法： Af=A/A0100% 式中： Af相对幅度，% A评价井段的套管波首波幅度值，mV A0自由套管井段的套管波首波幅度值，mV,1、评价方法,（2）、水泥胶结指数法： BI=(lgCBLf-lgCBLmea)/(lgCBLf-lgCBLmin) 式中： BI胶结指数； CBLf自由段套管CBL幅值； CBLmea需要评价固井段CBL幅值；