固井后阻流环位置往上提升了10几米,胸中间下面一点是什么位置原因引起的

5.油井投产后为酸化压裂进行增產措施创造了先决有利的条件;

套管与钻杆不同,是一次性下入的管材没有加厚部分,长度没有严格规定为保证固井质量和顺利地下叺套管,要做套管柱的结构设计根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度,确定套管的使用壁厚钢级和丝扣类型

注沝泥是套管下入井后的关键工序其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来,以封隔油气水层使套管成为油气通向井中的通道。

3. 井口咹装和套管试压

下套管注水泥之后在水泥凝固期间就要安装井口表层套管的顶端要安套管头的壳体各层套管的顶端都挂在套管头内,套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间防止压力互窜。套管头还是防喷器、油管头的过渡连接陆地上使用的套管头上还有两个侧口,可以进行补挤水泥、监控井况注平衡液等作业。

咹装好套管头和接好防喷器及防喷管线后要做套管头密封的耐压力检查,和与防喷器联接的密封试压探套管内水泥塞后要做套管柱的壓力检验,钻穿套管鞋2~3米后(技术套管)要做地层压裂试验生产井要做水泥环的质量检验,用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况固井质量的全部指标合格后,才能进入到下一个作业程序

把与钻柱连接好的插头插入套管浮箍浮鞋的密封插座内, 通过钻柱注入水苨进行固井作业称为内管柱固井。内管柱固井主要用于大尺寸(16″~30″)导管或表层套管的固井

首先下套管至预定井深后装水泥头、胶塞顶塞和底塞,循环水泥打隔离液,投底塞再注入水泥浆,然后投顶塞开始替泥浆。底塞落在浮箍上被击穿顶底塞碰压,固囲结束

尾管固井是用钻杆将尾管送至悬挂设计深度后,通过尾管悬挂器把尾管悬挂在外层套管上首先坐封尾管悬挂器然后开始注水苨、投钻杆胶塞顶替、钻杆胶塞剪断尾管胶塞后与尾管胶塞重合下行至球座处碰压,固井结束

井身结构是指由直径、深度和作用各不楿同,且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合

井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管囷各层套管外的水泥环等组成。

1.导管:井身结构中下入的第一层套管叫导管其作用是保持井口附近的地表层。

2.表层套管:井身结构中第②层套管叫表层套管一般为几十至几百米。下入后用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层

3.技术套管:表层套管与油层套管之间的套管叫技术套是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层保持钻井工作顺利进行。

4.油层套管:井身结构中最内的一层套管叫油层套管油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100~150米其作用封隔油气水层,建立一條供长期开采油气的通道

5.水泥返高:是指固井时,水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离

1.完钻井深:从转達盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。

2.套管深度:从转盘上平面到套管鞋的深度

3.人工井底:钻井或试油时,在套管内留下的水泥塞面叫人工井底其深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离。

如上图所示把与钻柱连接好的插入头插入套管浮箍/鞋嘚密封插座内,然后通过钻柱注水泥进行固井作业称为内管柱固井。内管柱固井主要用于大尺寸(16″~30″)导管或表层套管的固井其优点为:在无大尺寸胶塞、水泥头的情况下,可对大尺寸套管进行固井;通过钻柱注水泥、顶替可大大减少对水泥浆的污染;减小水泥浆的浪費,有效保证固井质量

单级双胶塞套管固井是海上钻井最常用的固井方法,它是采用双套管胶塞(顶、底塞)进行固井的其工艺流程如图所示。一般地自升式平台或导管架上的固井使用普通套管胶塞,而浮式平台上的固井使用SSR胶塞在使用单级双胶塞固井时,套管柱附件主要由浮鞋、浮箍、扶正器和胶塞等组成各附件的功能在以后的章节里会讲述。

尾管固井是用钻杆将尾管送至悬挂设计深度后通过尾管悬挂器把尾管悬挂在外层套管上,然后开始注水泥作业的固井方法尾管悬挂器可分为机械式和液压式两种类型,我们通常使用的是液壓式尾管悬挂器其固井工艺流程如上图所示。

处理井漏、弃井、回填枯竭层位、侧钻和隔绝地层等作业时就需要注水泥塞技术,平衡水泥塞是最常用的方法注水泥塞时,首先将钻具下至注水泥塞设计深度的顶部注水泥并替出水泥浆(要保证管内水泥面高于环空水泥塞面高度),然后慢慢起出钻具离开水泥塞顶面循环冲洗干净管柱,使水泥塞留在原位置如上图示

挤水泥是用液压迫使水泥浆进入裸眼戓经套管或尾管孔眼进入地层中的注水泥作业,典型挤水泥作业如上图所示

油井水泥是一种水硬性胶凝材料,它与水按一定的比例混合便形成水泥浆并在井下硬化成具有一定抗压强度和渗透率的水泥石

油井水泥的水化是放热反应按其水化速度和结构的形成,大致可汾为四个过程:起始期、迟缓期、凝结期和硬化期

A、起始期。在水泥干粉与水混合的几分钟时间内迅速发生水化反应,有大量水化热苼成在水泥矿物表面上形成一层水化硅酸钙凝胶,因这种作用最初仅在水泥颗粒表面进行只消耗一部分水,其余的水份充满于水泥颗粒之间水泥浆具有流动性能。

B、迟缓期由于最初在水泥矿物表面生成的水化硅酸钙凝胶渗透率非常低,阻止了矿物进一步水化而使沝化速度明显变慢,此期水泥浆的流动性能相对比较稳定,水泥浆的泵送入井应在这一时期完这一段时间可延续数十分钟到数小时。

C、凝结期随着水化继续向水泥颗粒的深处发展,矿物表面的水化硅酸钙凝胶胀开水化过程又加速进行,产生的水化物交互生成网状結构失去了流动性能,水泥浆进入了凝结时期这段时间大约需几十分钟。

D、硬化期随着水化物继续沉积,大量晶体析出体系的孔隙度、渗透率逐渐降低,强度逐渐增加硬化成微晶结构的水泥石。这一段时期随着水泥石渗透率的不断降低,水化反应速度逐渐变慢但持续时间很长,可达数十天甚至数年。硬化期的明显特征是强度增长这也是固井所期求的。

2) 油井水泥常用外加剂

由于井下环境比哋面条件恶劣得多为了使水泥浆广泛地用于油田钻井、完井、修井等作业中,对水泥浆密度、稠度、稠化时间和抗压强度等都具有更高嘚要求采用纯水泥已远远不能满足工艺技术要求,必须依靠外加剂来调节其使用性能目前,常用外加剂的种类主要有:缓凝剂、降失沝剂、分散剂、消泡剂、促凝剂、抗高温强度稳定剂、减轻剂等等

缓凝剂:主要是延长水泥浆稠化时间或凝结时间。

促凝剂:主要是缩短水泥浆稠化时间以及增大水泥石的早期抗压强度

降失水剂:主要用以防止水泥浆急剧失水,保护油气层

减轻剂:主要是降低水泥浆密度,防止水泥浆在低压漏失层发生漏失

分散剂:用以改善水泥浆的流动性能,有利于水泥浆在低泵速泵压下进入紊流状态

消泡剂:防止和避免溶解水起泡,稳定水泥浆密度

抗高温强度稳定剂:在深井、高温情况下,加入硅粉防止水泥石抗压强度出现热衷退现象。

油田开发早期用的是承托环(阻流环)又称为浮箍,其作用是注水泥时用来控制胶塞的下行位置以确保管内水泥塞长度、防止水泥浆倒流。但它靠金属与尼龙的密封密封效果差、承压能力低,因此逐渐被淘汰浮鞋或浮箍是能产生浮力的套管引鞋或接箍。引鞋是用来引导套管柱沿井筒顺利下到井内防止套管脚插入井壁岩层,减少下井阻力

浮鞋除具有引鞋的作用—外回流。在下套管过程中使环空钻井液保持流动。 浮箍也具有防止水泥浆回流的作用同时还具有在固井时胶塞碰压、限制人工井底的深度和套管柱下底脚水泥塞的高度的作鼡,从而保证油层套管底部的封固质量 出于浮鞋或浮箍耐高温、密封性和可钻性好,连接方便因而可代替引鞋、套管鞋等

按套管下井時钻井液进人方式的不同,浮鞋浮箍可分为普通型和自灌型按回压装置的工作方式又可分 为浮球式扣舌板式等 浮箍用于承接胶塞组,使箍鞋间有一段水泥塞并容纳套管内壁附着的杂质等,确保水泥浆柱不被替空从而保证套管鞋外的固井质量。同时可作为防止水泥回鋶的备用浮箍是用来控制套管柱内水泥塞的高度,它两端都有扣可以连接于任意两套管之间,而浮鞋只是一端有母扣只能位于套管嘚最前端。

浮箍和浮鞋有水泥式的和金属的浮鞋一般在套管的最下端,而浮箍一般在浮鞋上端一点在双级注水泥 的时候也会加个浮箍,基本作用就是用来防止注水泥时水泥浆倒返

1.隔水导管(或导管,包括锤打入桩管)

3.技术套管(中间套管或保护套管)

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。

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

3.技术套管或中间套管

技术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。

生产套管主要用来把生产层和其他地层封隔开把不同压仂的油、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

按功能为为钻井尾管、生产尾管、回接尾管等

钻井尾管功能相当于技术套管的尾管称为钻井尾管

  • 封隔漏失层、高压层等;

  • 满足使用复合钻具偠求;

  • 控制套管磨损(满足后期回接

封隔漏失层、高压层等;

满足使用复合钻具要求;

控制套管磨损(满足后期回接)。

生产尾管功能相当于生产套管的尾管称为生产尾管

4.使用生产尾管的意义:

  • 满足使用复合油管要求;

满足使用复合油管要求;

回接尾管主要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

  • 插入式/内管固井套管串结构常用套管尺寸: 30”、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” ;

  • 尾管管串结构,常用套管尺寸: 13-3/8”、9-5/8”、7”、5” 、4-1/2” ;

插入式/内管固井套管串结构常用套管尺寸: 30”、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” ;

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

固井泵主要包括泵缸、活塞、吸水阀和排水阀等基本部件。

  • 吸入過程:当活塞从(左图所示)的极右位置向左移动时活塞右侧腔室的容积增大,其中压力降低吸入口的液体就在大气压力和泵缸内压仂的压力差作用下,沿吸入管上升推开吸入阀进入泵缸。此时排出阀处于关闭状态。

  • 排出过程:活塞在到达终点后活塞即开始由左姠右移动,工作腔室的容积逐渐减小进入泵缸中的液体受到活塞的挤压,使压力迅速增高推开排出阀将液体排出。此时吸入阀处于關闭状态。

吸入过程:当活塞从(左图所示)的极右位置向左移动时活塞右侧腔室的容积增大,其中压力降低吸入口的液体就在大气壓力和泵缸内压力的压力差作用下,沿吸入管上升推开吸入阀进入泵缸。此时排出阀处于关闭状态。

排出过程:活塞在到达终点后活塞即开始由左向右移动,工作腔室的容积逐渐减小进入泵缸中的液体受到活塞的挤压,使压力迅速增高推开排出阀将液体排出。此時吸入阀处于关闭状态。

  • 容积缓冲: “蓄水池”作用平衡平台灰罐输灰的压力和出灰量的波动。

  • 二次气化:气化气通过气化囊的纤维网孔鋶入罐内水泥进行第二次气化(第一次在平台灰罐内),把水泥变成灰气混合物

  • 气灰分离:灰下沉,气上浮至灰罐顶部通过罐内排气管和岼衡阀排出舷外。

  • 恒压出灰:平衡阀自动调节排气阀的开口大小使得缓冲罐顶部的压力恒定在6~9PSI。A处的压力=顶部B处气压(6~9PSI)+干灰水泥的压仂(高度乘密度)

容积缓冲: “蓄水池”作用,平衡平台灰罐输灰的压力和出灰量的波动

二次气化:气化气通过气化囊的纤维网孔流入罐内水苨,进行第二次气化(第一次在平台灰罐内)把水泥变成灰气混合物。

气灰分离:灰下沉气上浮至灰罐顶部,通过罐内排气管和平衡阀排出舷外

恒压出灰:平衡阀自动调节排气阀的开口大小,使得缓冲罐顶部的压力恒定在6~9PSIA处的压力=顶部B处气压(6~9PSI)+干灰水泥的压力(高度乘密喥)。

释放下胶塞时旋转退出释放下挡销,下胶塞在重力和泵送液体推动下离开下胶塞所在内腔(释放指示销有显示)并沿套管内壁被驱替臸套管浮箍上。放上胶塞时旋转退出释放上挡销,上胶塞在重力和顶替液的推动下离开上胶塞所在内腔(释放指示销有显示),驱替水泥漿并清刮套管内壁直到与下胶塞重合、碰压为止

尾管水泥头用于尾管固井。尾管水泥头由提升短节、本体、旋转轴承机构、钻杆塞挡销機构、投球机构、钻杆联接短节和阀门管汇等部分组成如图所示。尾管水泥头主要用于尾管固井提升短节和旋转轴承机构的作用同钻杆水泥头的对应机构相同。坐挂尾管悬挂器时旋转投球机构的手柄,顶杆便将球从投球机构内腔顶出球在重力和泵送液体的推动下,沿钻杆内腔落到悬挂器球座上在泵压的作用下使尾管悬挂器实现坐挂。释放尾管胶塞时旋转钻杆塞挡销机构的手柄,使挡销从钻杆塞內腔收回钻杆塞便在泵送液体的推动下离开钻杆塞所在内腔,沿钻杆内壁落到尾管胶塞座上在泵压的作用下剪切释放尾管胶塞。

循环頭用于下套管或尾管中途连接下入套管、顶驱或地面高压管汇上建立循环的井口工具。

插入接头与插入式浮鞋或浮箍配套使用主要用於大尺寸套管的内管固井作业,有直插式和旋转插入式

SSR平衡阀与钻杆水泥头配套使用,主要作用是:平衡SSR水下释放系统管内外压差避免胶塞非正常释放。

?三维动画 | 固井工程设计

1、水泥返高、水泥塞长度和人工井底的规定

油气层固井设计水泥返高应超过油气层顶界150米,实际封过油气层顶部不少于50米其中要求合格的水泥环段,对于浅于2000米的井不少于10米深于2000米的井不少于20米。

2、为了保证套管管鞋封固質量油层套管采用双塞固井时,阻流环距套管鞋长度不少于10米技术套管(或先期完成井),一般为20米套管鞋位置应尽量靠近井底

3、油氣层底界距人工井底(管内水泥面浮箍位置)不少于15米,主要是为了满足采油方面的需要

4、其中第二条是为了防止上胶塞下行时所刮下的套管内表面上的液膜浆体污染水泥浆,而影响套管鞋附近的水泥封固质量

目前我国水泥环质量鉴定一般以声幅测井(CBL,也称水泥胶结测井)為准声幅相对值在15%(油田现场有的也采用10%)以内为优等,30%为合格;声幅超过30%的井段则视为水泥封固不合格声幅测井一般在注水泥后24小时到48尛时内进行,但对特殊井(如尾管固井、采用缓凝水泥固井等)声幅测井时间可依具体情况而定现在变密度测井(VDL)也在逐渐普及。

水泥的水化反应是放热反应其凝结过程中所放出的热量通过套管传给套管内液体,可使井内温度上升一定数值如6℃~20℃。而环空中没有水泥的井段井内温度为正常温度。利用这一特性可以测定水泥浆在环空中的返高位置,即水泥顶部深度

2、声幅测井(水泥胶结测井)

声幅测井是根據声学原理所进行的测井。在井下从测井仪声波发射出声波,声波向四周以近似球形的波阵面发散通过不同的介质和路线后传播到接收器。最先到达接收器的是沿着套管传播的滑行波(叫套管波)所产生的折射波其次是传到地层后又传播回来的地层波,尽管在钻井液内声波的传播距离最短但由于在钻井液内声速相对较低,所以钻井液波(泥浆波)到达最迟声幅测井记录的是最先到达的套管波的首波幅度。

套管波在传播过程中要向套管内和环形空间散失能量即声幅要衰减(降低)。套管波的衰减程度和套管内外介质性质及期分布有关因为管內钻井液的分布及性质是不变的,因此向管内散失的能量为恒定值在此基础上的套管波的衰减程度就将取决于管外水泥与套管的胶结情況。实验证明在其它条件不变的情况下,套管首波幅度的对数与套管周围水泥未胶结部分所占套管周长的百分数之间存在线性关系即與套管胶结的水泥越多,所接收的声幅越上而当管外全为钻井液时,所接收的声幅最大

由测量线路把所接收的声幅大小转变成与之成仳例的电压大小,加以记录沿井深由下而上进行测试,就可得到一条沿井深反映水泥与套管胶结情况的声幅测井曲线应用声幅测井曲線检测水泥环质量是通过相对幅度进行的(以环空内全为钻井液的自由套管段的声幅值为基准)。

相对幅度=目的段声幅曲线幅度/自由套管段声幅曲线幅度*100%

声幅测井测量记录的是套管首波幅度。声波变密度测井(VDL简称变密度测井)是用接收器将套管波、地层波等声波幅度按到达时間先后全部测量记录,再用一定的方法显示以评价水泥环质量的测井方法。当进行变密度测井时同时进行声幅测井。变密度测井因为能够测量记录地层波因此能够反映出水泥与地层(俗称第二界面)有胶结情况。将变密度测井结果与声幅测井结果对比分析可以全面地评價水泥环质量。

?三维动画 | 固井技术

==固井技术的现状及发展==

固井作业是油气井钻井工程中最重要的环节之一其主要目的是封隔井眼内的油层、气层和水层,保护油气井套管、增加油气井寿命以及提高油气产量自1903年开始固井以来经过近100年的努力,国内外固井技术有了很大嘚的进步主要表现在:油井水泥的扩充与完善,油井基本水泥由一两种发展到13种油井水泥外加剂已发展到14大类200多个品种;普遍采用计算機控制技术对配浆过程进行连续监控注水泥设备向操作自动化、密度控制精确化方向发展。

复杂的地层固井技术日趋完善研究开发了適应高压气井、低压易漏失井、多压力系统以及深井超深井高温固井配套技术。小井眼固井、水平井固井、分支井固井和大位移固井等特殊工艺井固井技术研制开发了尾管悬挂器、双级(多级)注水泥器以及扶正器等; 固井计算机模拟、仿真与监控技术提高了固井方案设计、现场施工的准确性、针对性和科学性。

2、国内外固井技术进度情况

(1) 油井水泥与外加剂研究

基本水泥增加了酸溶水泥、高细度水泥、波特蘭水泥与高炉矿渣混合物、可储存液体水泥和合成树脂水泥

应用油井水泥外加剂已成为解决各种复杂固井问题、提高固井质量和保护油氣层的主要技术手段。据美国统计固井外加剂的用量占油田化学剂的38%。油井水泥外加剂主要进展:

  • 研制开发了适应更宽温度和密度范围、抗盐和抗高温的高性能降失水剂

  • 用于深水固井的特殊外加剂

  • 改善水泥石性能的外加剂

  • 满足特殊地质条件下的水泥外加剂

研制开发了适应哽宽温度和密度范围、抗盐和抗高温的高性能降失水剂

用于深水固井的特殊外加剂

改善水泥石性能的外加剂

满足特殊地质条件下的水泥外加剂

为解决异常压力固井问题道威尔—斯伦贝谢公司于1998年底研究开发了CemCRETE技术。该技术基于混凝土水泥浆技术利用颗粒级配原理,通过優化水泥及外掺料颗粒直径分布(PSD)优选3种以上不同直径的颗粒,使单位体积内固相颗粒增加尽量降低水泥浆水灰比,提高水泥石的抗压強度和降低水泥石的孔隙度和渗透率

CemCRETE固井技术应用密度为1.20g/cm3的低密度水泥浆,24h抗压强度大于14MPa水泥石的渗透率和孔隙度明显小于常规水泥漿阿曼石油开发公司(PDO)采用密度为2.40g/ cm3的高密度水泥浆技术成功地解决了Sarmad 油田井深为4800m的深井膏盐层的高压固井问题。

哈里伯顿公司应用泡沫水泥漿替代常规漂珠低密度水泥浆固井取得了良好的现场应用效果泡沫水泥浆由净浆、氮气、稳泡剂及水泥浆处理剂组成。国内通过研究茬水泥和配浆水中分别加入两种发泡剂,在混浆时发生化学反应生成氮气通过稳泡剂使之形成稳定且相互独立的泡沫水泥浆,化学泡沫沝泥浆在国内很多油田应用取得了较好的效果

人们对环空气(水)窜的形成原因、影响因素、气窜的物理过程、预测方法及防气窜水泥浆体系做了大量的研究工作,先后研究开发了膨胀水泥、延缓胶凝水泥、触变水泥、可压缩水泥和非渗透乳胶水泥等多种防窜水泥浆体系在防气窜水泥浆性能评价与预测研究方面,国内外有许多评价和预测水泥浆防气窜性能的模式与方法它们考虑气井气层压力、浆体结构、沝泥浆密度、返深等因素。可以有效地指导防气窜固井设计

4、钻井液转化水泥浆(MTC)固井技术

该项固井技术是指在泥浆中加入一些可水化的材料,使钻井液可在一定条件下转变成具有一定强度的固井液的技术该技术有利于提高固井质量,尤其是有助于改善第二界面胶结质量自80年代研究应用以来,一度在固井界引起极大的关注被认为是传统固井作业的一次革命。淡化了顶替效率及顶替技术MTC的应用美国在開采了56年的某油田14口井中应用了多功能钻井液技术,结果表明固井成功率从原来的28%提高到65%,单井成本节约8万美元 胜利、辽河、滇黔桂、长庆等许多油田已推广应用。

为适应水平井、大位移井固井要求美国哈里伯顿等公司相继研制开发了滚珠式刚性扶正器、井下启動刚性扶正器、套管漂浮接箍等。为解决漏失层、气层等特殊复杂地层固井问题美国贝克—休斯公司研制开发了水泥浆膨胀的长裸眼封隔器,可通过水泥浆进行膨胀永久性封隔地层取代注水泥作业,并能在封隔器上进行射孔作业满足测试、生产需要。

为适应欠平衡钻囲技术的需求美国贝克公司研制开发了在欠平衡条件下,下入尾管专门井下装置从而保证了全过程欠平衡作业的实施。遥控水泥头減少了开挡销释放胶塞的时间,保证了施工的连续性为解决水平井尾管固井中由于井斜大,造成座挂铜球无法到位实施憋压座挂的技术問题国内研制开发了专门用于大斜度、水平井尾管固井的送球器。

(四) 水泥浆顶替技术

美国道威尔—斯伦贝谢公司提出了有效层流固井技術在无法实现紊流的条件下采用有效层流固井技术取得了较好的现场应用效果中石化石油钻井研究所针对深井不规则井眼水泥浆顶替效率低的技术问题提出了紊流—塞流复合顶替技术,通过理论分析提出在不同井径条件下同时实现紊流和塞流的水泥浆流变性能要求以忣相应的水泥浆流变性能设计方法较好地解决了深井井眼不规则的固井问题。

(五) 注水泥计算机动态模拟与设计系统

国内外普遍研制开发叻相应的注水泥动态模拟与设计系统提高了固井设计的针对性和准确性。美国LANDMARK、道威尔—斯伦贝谢、哈里伯顿公司都拥有先进的固井设計及作业评价系统

美国是生产成套固井设备的主要厂家,主要包括哈里伯顿、道威尔—斯伦贝谢和BJ公司中国主要是江汉石油管理局第㈣石油机器厂。水泥浆的密度最高可精确控制在2.64g/ cm3以内

(七) 水泥浆实验仪器

为了适应固井技术不断发展的需求,国内外普遍加大了水泥浆实驗仪器开发力度除常规的失水仪、稠化仪、胶凝强度仪,美国CHANDLER公司于2000年研究开发出了用于模拟和评价注水泥环空气窜的最新仪器—7150型沝泥浆气窜模拟仪

3、国内固井技术现状与发展趋势

(一)油井水泥与外加剂

从1990年开始,中国颁布了“油井水泥”新标准淘汰了75、95和120℃老的沝泥标准,已完成了油井水泥向API标准过渡提高了油井水泥的质量。 大庆油田为解决低温水泥石早强问题与有关水泥生产厂家研究并应鼡了高铝水泥,取得了较好的效果国内外的比较固井基本水泥研究与应用方面,主要表现在研究投入不足、基本水泥种类很少且应用哽少。

在油井水泥外加剂研究方面中国经历了引进、仿制、自行研究和配套的过程。到目前为止已形成了11大类100多个品种的水泥浆外加劑,基本满足了国内油田开发的需要在分散剂、低温防气窜剂、常规性能降失水剂等性能方面已接近或达到国外先进水平。油井水泥外加剂方面的差距国内多数抗盐、抗高温外加剂适应120℃以上的外加剂种类很少且性能不稳定;对减少或防止高温强度衰退的硅质材料研究较尐且质量不稳定;中国油井水泥外加剂普遍各自为政配伍性较差因投入关系,我国平均使用一吨油井水泥外加剂消耗量为0.057吨,国外為

我国已完善了8种油藏14种固井技术来许多如尾管固井、双级固井、水平井固井等特殊固井工艺已普遍使用,逐步演变成常规固井技术但与国外相比,我国在超低密度水泥浆固井、超高密度水泥浆固井、超深井超高温固井等方面仍有较大差距。

我国自1992年开始对MTC固井技術进行了大量的研究与应用工作已全面掌握了钻井液转化为水泥浆的激活、性能控制和现场施工技术现场已应用几百口 今后应进一步加强MTC水化机理研究和 MTC固化物高温高压及长期力学性能研究,简化现场施工工艺拓宽其应用范围。

(四) 固井工具的研制与开发

尾管悬挂器、双级注水泥器、套管扶正器、套管外封隔器及常规的工具附件基本满足了现场固井技术要求。固井工具质量及可靠性已接近国外产品沝平 与国外相比,中国在可旋转的尾管悬挂器、带封隔器的尾管悬挂器、多级固井工具及大位移井固井的专用固井附件方面有较大差距

(五)固井计算机模拟与设计软件

国内西南石油学院等单位研究开发了较先进的固井计算机模拟与设计软件。 国内各油田都有自己的固囲设计软件但软件的先进性、科学性及功能方面还需要提高。 固井现场施工实时监测及作业评价系统应用还不广泛

固井技术一直是随著钻井技术的进步而发展的。现有的固井技术基本适应了油田勘探开发的需要随着油气勘探开发的深入,固井技术也将得到进一步的完善和发展

原标题:钻井实用技术必备

==旋转導向钻井技术==

钻井技术发展的最高阶段是自动化钻井所谓自动化钻井就是:钻井全部过程依靠传感器测量各种参数,并采用计算机采集进行综合解释与处理,然后再发出指令最后由各相关设备自动执行,使整个钻井过程变成一个无人操作的自动控制过程在钻井自动控制过程当中,井下随钻测量和井下自动控制是关键环节同时也是关键技术,二者结合起来实际上是井眼轨迹自动控制技术—导向钻井技术

导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术,代表着世界最先进的钻井发展方向目前,在世界范围内水平井、大位移井分支井等高难度的复杂井蓬勃发展,并得到大规模应用传统的钻井技术难以适应这些高难度井的作业需要,必须依靠先进的导向技术才能保证井眼轨迹的准确无误

由井下随钻测量工具(MWD/LWD)测量几何参数,井斜、方位和工具面的数值传给控制系统由控制系统及时纠正和控制井眼軌迹。

地质导向是在拥有几何导向能力的同时又能根据随钻测井(LWD)得出的地质参数(地层岩性、地层层面、油层特点等)实时控制井眼轨迹,使钻头沿着地层的最优位置钻进这样可在预先不掌握地层特性的情况下实现最优控制。

地质导向可利用近钻头处实时采集的地質地层参数超前预测和识别油气层,并根据需要调整井眼轨迹引导钻头准确钻达油气富集区域。 地质导向的技术关键是近钻头处地层參数、井眼轨迹参数和钻头工作参数的实时测量

导向钻井的实现主要靠导向工具,导向工具分两大类:

滑动式导向工具的特征是导向作業时钻柱不旋转钻柱随钻头向前推进,沿井壁滑动 滑动式导向存在许多缺点:钻柱的扭矩、摩阻大;井眼清洗不彻底;械钻速慢等等,但目前仍占主导地位

定向钻井大多使用井下动力钻具,主要的滑动式导向工具有:弯外壳马达、可调弯接头、可变径稳定器等滑动式导向工具组合方式:钻柱+MWD/LWD+动力钻具+钻头。

2)旋转式导向系统 (RSS)

旋转式导向工具直接引导钻头沿期望的轨迹钻进从而避免钻柱躺在井壁上滑动,使井眼得到很好的清洗同时允许根据地层选择合适的钻头。这样可显著地减轻或消除滑动式导向工具的不足

目前旋转式导姠工具主要有:VDS自动垂直直井钻井系统、SDD自动直井钻井系统、ADD自动定向钻井系统、RSD旋转导向钻井系统,RCLS旋转闭环钻井系统等

1)在钻柱旋轉的情况下,具有导向能力;

2)可以与井下马达一起使用;

3)配有全系列标准的地层参数及钻井参数检测仪器;

4)配有地面&井下双向通讯系统可根据井下传来的数据,在不起钻的情况下从地面发出指令改变井眼轨迹;

5)工具设计制造模块化、集成化;

6)可以在150℃以上的高溫井中使用;

7)不需要特殊的钻井参数就可以保证最优的钻井过程;

8)导向自动控制,以保证准确光滑的井眼轨迹

1)测量井深:指井ロ至测点间的井眼实际长度。

2)垂直井深:通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离

3)造斜点:从垂直井段开始倾斜的起点。

4)井斜角:测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角

5)方位角:以正北方向线为始边,顺时针旋转至方位线所转过的角度该方向线是指在水岼面上,方位角可在0—360°之间变化。

6)井斜变化率: 井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况以度/100米来表示也可使用度/30米或喥等)。

7)方位变化率:方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况以度/100米来表示(也可使用度/30米等)。

8)狗腿严重度:狗腿严偅是用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数(以度/30米表示)狗腿严重度 既包括了井斜角的变化也包括了方位角的变化,是钻进过程當中需要重点关注的数据

9)GR-自然伽马:GR是测量地层里面的放射性含量岩石里粘土含放射性物质最多。通常泥岩GR高,砂岩GR低

10)CAL-井径井徑就是测量井眼尺寸的大小。比如用八寸半的钻头钻的井眼测量的井径或为八寸半,或大于八寸半(称扩径)或小于八寸半(称缩径)。测量的井径是对所钻井眼尺寸大小的直观认识11)AC-声波

常说人所说的声波即是声波时差,单位为毫秒每英尺声波时差小,也就是声波在地层传播的时间少说明地层比较致密和坚硬。反之地层比较疏松

12)CN-中子:用放射源向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量中孓,我们也叫中子孔隙度也叫总孔隙度,测量的是流体体积占整个岩石的百分比

13)电阻率 resistivity:电阻率分为微侧向和双侧向(包括浅侧向囷深侧向),它们的区别就在于探测深度不一样深侧向探测深度最大,浅侧向次之微侧向最小。由于泥浆对地层的侵入不同井眼为圓心在不同的半径范围内,地层有完全被泥浆侵入、部分被泥浆侵入、未被泥浆侵入这分别对应微侧向、浅侧向、深侧向探测的地层。

隨着技术的发展和应用旋转导向钻井系统逐渐形成了两大发展方向:一个是以Baker Hughes Inteq公司的Auto Trak RClS系统为代表的不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统,它以其精确的轨迹控制精度和完善的地质导向技术为特点非常适用于开发难度高的特殊油藏的导向钻井作业,HulliboIton公司的Geo—Pi1ot系统也属于这┅类导向钻井系统;

另外一个是以Schlumberger Anadri11公司的Power Driver SRD系统为代表的全旋转自动导向钻井系统它以其同样精确的轨迹控制精度和特有的位移延伸钻井能力为特点,非常适用于超深、边缘油藏的开发方案中的深井、大位移井的导向钻井作业

==卡钻事故及预防==

钻井过程中,由于各种原因造荿的钻具陷在井内不能自由活动的现象称为卡钻。卡钻在钻井过程中是常见事故在定向井、水平井钻井过程中不仅要确保钻井效率和囲眼轨迹,还要确保钻井过程中井下安全因此必须针对具体情况进行分析,以便有效解卡

钻井过程中,由于各种原因造成的钻具陷在囲内不能自由活动的现象称为卡钻。主要有键槽卡钻、沉砂卡钻、井塌卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、落物卡钻、砂桥卡钻、泥包卡钻及鑽具脱落下顿卡钻等地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻,必须针对具体情况进行分析以便有效的解卡。

键槽卡钻多发生在硬地层中井斜或方位变化大,形成了狗腿的地方钻进时,钻柱紧靠狗腿段旋转起下钻时钻柱在狗腿井段上下拉刮,茬井壁上磨出一条键槽起钻时钻头拉入键槽底部被卡住。键槽卡钻特征是下钻不遇阻钻进正常,泵压也正常但起钻到狗腿处常遇卡。随着井深的增加而愈加严重;能下放但不能上提严重时可能卡死。

预防键槽卡钻的发生首先得确保井眼质量,避免出现大斜度狗腿段;起钻时或再次下钻时应在键槽井段反复划眼及时破坏键槽,并在起钻到键槽井段时要低速慢起平稳操作,严禁使用高速起钻

在使用粘度小、切力小的钻井液钻进时,由于其悬浮携带岩屑的能力差稍一停泵岩屑就会沉下来,停泵时间越长沉砂就越多,严重时可能造成下沉的岩砂堵死环空埋住钻头与部分钻柱,形成卡钻此时若开泵过猛还会憋漏地层,或卡的更紧沉砂卡钻的表现是:重新开泵循环,泵压很高或憋泵;上提遇卡下放遇阻且钻具的上提下放越来越困难,转动时阻力很大甚至不能转动其表现是接单根或起钻卸開立柱后,钻井液喷势很大

为了预防沉砂卡钻,应确保钻井液的性能满足清岩和悬浮岩屑的要求随时做好设备和循环系统的检查维护,在因故停止钻进时避免停止井内循环;缩短接单根时间,在发现泵压升高及岩屑返出量较小时要控制钻速加大排量洗井,停泵前要將钻具提离井底并随时活动钻具

在吸水膨胀的泥、页岩,胶结不好的砾岩砂岩等地层在钻进或划眼过程中发生较多。主要原因是由于鑽井液的失水量较大浸泡地层的时间较长;钻井液密度小,或起钻未及时灌钻井液以及抽吸作用使井壁产生坍塌而造成卡钻一般在严偅井塌之前,先有大块泥饼和小块地层脱落换钻头后下钻不能到底;有时在钻井液中携带出大块未切削的上部岩石;在钻进中突然发生憋钻,上提遇阻泵压上升憋泵甚至钻具不能转动等现象,都说明可能是井塌卡钻

预防井塌卡钻的主要措施有:使用低失水,高矿化度囷适当粘度的防塌钻井液在破碎易塌地层适当增大钻井液密度,随时保证钻井液柱的高度;避免钻头泥包和抽吸作用引起的井壁坍塌

4)压差卡钻(粘附卡钻)

水平井钻井中井下钻具由重力作用靠近下井壁,在井下压差作用下钻柱的一些部位会贴于井壁,钻柱与井壁泥餅粘合在一起静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积就越大,由此而产生的卡钻称为压差卡钻。

产生压差卡钻的原因主要是钻井液性能不好密度过高造成井内压差太大;失水量大,泥饼厚粘附系数大,一旦停止循环不活动钻具,钻具就会与井壁泥饼接触时间增加则会使接触面积和深度加大,泥饼对钻具的粘附力增加导致钻具无法上下活动和转动,但能够开泵循环且泵压正常稳定。

压差卡钻嘚预防措施主要是调节好钻井液性能尽可能的降低钻井液的密度,提高钻井液的润滑性能降低泥饼的粘附系数;并要加强活动钻具或采用加扶正器的方法使钻具居中。在钻井过程使用欠平衡钻井可以避免井漏有效防止粘附卡钻。

缩径卡钻常发生在膨胀性地层和渗透性孔隙度良好的井段由于钻井液性能不好,失水量大在井壁易形成胶状疏松的泥饼,当泵排量小钻井液上返速度低时,易在泥饼上面沉淀较多的粘土颗粒岩屑及加重剂致使井径缩小。

缩径卡钻的主要表现是:遇阻的位置固定循环时泵压增大,上提困难下放容易,起出的钻杆接头的上部经常有松软的泥饼采用低密度低固相低失水的优质钻井液,或混油其中并在下钻遇阻井段划眼以扩大缩径处的矗径,常活动钻具则可有效的预防缩径卡钻在塑性蠕变地层包括盐层、膏层或含膏岩层、塑性泥岩地层在一定的应力和温度作用下,具囿明显的塑性蠕变能力钻井中如钻井液形成的液柱压力不足以抵抗其塑性变形时,容易迅速产生严重的缩径卡钻

由于操作不小心,将油抹布、卡瓦牙、吊钳牙或其他小工具掉落井内卡在井壁与钻具或套管与钻具之间而造成落物卡钻。这种卡钻是显而易见的只要严格執行操作规程,加强责任心就可避免的

由于在地层或井筒内砂粒的堆积而形成的砂拱或砂塞卡住钻柱的现象称为砂桥卡钻。预防的措施昰及时清除“大肚子”井段对“大肚子”井段加强循环。此外还有泥包卡钻、钻具脱落卜顿卡钻等类型,由此可以看出卡钻的原因很哆因此,除积极预防卡钻发生外还要在一旦发生卡钻时进行正确的判断分析,找出卡钻的真正的原因正确地采取有效措施及时解卡,避免事故进一步恶化

卡钻事故发生后,首先要根据上提下放,转动开泵循环情况,以及了解到的井眼情况和卡钻前的各种现象进荇分析准确判断出卡钻的原因,再采取相应的措施但不管哪种性质的卡钻,都要设法调整钻井液的性能及时清除岩屑,清洗井眼┅般常用以下几种方法进行解卡。

对于压差卡钻、泥包卡钻、缩径卡钻、沉砂卡钻等情况可以采用浴井解卡这种方法即是向井内泡油,泡盐水或采用清水循环等方式泡松粘稠的泥饼,降低粘附系数减少与钻具的接触面积,减少压差从而活动钻具解卡。

在浴井之前艏先要计算出卡点的深度,根据虎克定律在弹性极限内,钻杆的绝对伸长量与轴向伸长和拉力成正比,而与横截面积成反比 知道卡点深喥后,计算出所需要的泡油量将其注入到卡钻井段,使粘附等卡钻解除一般要求注入的原油量要返至卡点以上100m左右,卡点以下钻具全蔀泡上原油并使钻杆内的油面高于管外油面。

在钻进中遇到垮塌、粘性、膨胀性等易卡地层可在钻杆与钻挺之间或在钻挺之间接上震擊器,一旦遇卡便立即上击或下击解卡。起钻中遇卡如缩径、键槽等引起的卡钻经活动不能解除时,可以在卡点处倒开钻具再接上震击器,对扣后下击解卡,然后循环洗井慢慢上提钻柱,如还不能解卡可以转动钻具倒划眼轻轻上提。下钻过程中遇阻未能及时發现而导致卡钻,或较轻的泥饼粘附卡钻时均可以用上击器向上震击解卡。

3) 上提下放和转动钻具解卡

在循环钻井液洗井的同时配合活動钻具若卡的很严重时可以得到解决,但活动钻具要针对不同类型的卡钻来进行如果是沉砂卡钻或井塌卡钻则不能上提钻具,以免卡嘚更死那么可以下放和旋转钻具,并设法建立循环用倒划眼的方法慢慢上提解卡。起钻遇卡(键槽缩径或泥包卡钻)时,可提到原悬重後猛放钻切不可猛力上提,以免将钻头卡的更死下钻遇阻,压得过大而卡钻时则应用较大的力量上提解卡,对于压差卡钻可以采取猛提猛放和旋转钻具的方法使粘附卡钻得以解卡。

遇到严重的卡钻时用以上方法不能解除且不能循环时现场常用倒扣、套铣的方法来取出井内全部或部分钻具。倒扣是使转盘倒转将井内正扣钻杆倒出。每次能倒出的钻杆数量取决于井内被卡钻具丝扣松紧是否一致通瑺希望从卡点处倒开。对卡点以下的钻具要下套铣筒将钻具外面的岩屑或落物碎屑等铣掉然后再倒出钻具,这是一种比较复杂的处理方法费时较长。

这是处理卡钻的一种新倒扣方法首先测出卡点位置,然后用电缆将导爆索从钻具内送到卡点以上第一个接头处在导爆索中部对准接头的同时,将钻具卡点以上的重量全部提起并给钻具施加一定的倒扣力矩,点燃爆炸索使其爆炸;导爆索爆炸时产生剧烈嘚冲击波及强大的震动力足以使接头部分发生弹性变形,及时把扣倒开

同时,由于导爆索爆炸产生大量的热使钻杆接头处受热,熔囮其中的丝扣油并产生塑性变形,也有助于卸开丝扣这种方法具有安全、可靠、速度快、钻具一般不易破坏,不需要反扣钻具和打捞笁具等优点同时加快处理卡钻的速度,但要严格控制炸药量并合理操作,倒扣后套铣、打捞

当用上述各种方法无效,或卡点很深鼡倒扣方法处理很费时间,会使井眼严重恶化时可将未卡部分钻具用炸药炸断起出,然后在留在井内的钻具顶上打水泥塞进行侧钻。

鑽井过程中由于遇到特殊地层构造、钻井液的类型与性能选择不当、井身设计等原因都容易造成井下卡钻事故在钻井中钻井液尤为重要,钻井液的好坏决定了整个钻井成功与否钻井液中的固相对钻速有较大影响,设清水的钻速为100%固相含量升高到7%时钻速降为50%。研究表明固相含量每降1%,钻速至少可提高10%固相含量越高越易造成井下卡钻事故。

随着勘探开发的逐步深入水平井钻井面临更加复杂的地质条件,同时也面临着工程技术复杂所带来的成本压力因此更加迫切需要配套技术支持以降低综合成本。怎样更好有效的防止和解决卡钻问題是一个不断探索的过程需要所有石油人共同努力。

有人说"钻头不到,石油不冒"从这句话我们可以看到,钻井工程在石油工业中的偅要性作为石油勘探开发最重要的一个环节,钻井工程是一项非常复杂的系统性工作一点石油总结了180条常用的钻井术语,供大家学习

1.井:以勘探开发石油和天然气为目的的,在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼

2.井口:井的开口端。

4.裸眼:未下套管部分的井段

5.井深:從转盘补心面至井底的深度。

6.井壁:井眼的圆柱形表面

7.环空:井中下有管柱时,井壁与管柱或管柱与管柱之间的圆环形截面的柱状空间

8.井眼轴线:井眼的中心线。

9.井身结构:指的是钻头钻深.相应井段的钻头直径.下入的套管层数.直径及深度.各层套管外的水泥返高以及人工井底等

10.囚工井底:设计的最下部油层下的阻流环或水泥塞面。(注:该定义不全面人工井底是可变的)

11.井的类别:按一定依据划分的井的总类。按钻井的目的可分为探井和开发井等;按完钻后的井深可分为浅井(<1200m).中深井(1200~3000m).深井(3000~5000m)和超深井(>5000m);按井眼轴线形状可分为直井和定向井

12.探井:指以了解哋层的时代.岩性.厚度.生储盖的组合和区域地质构造,地质剖面局部构造为目的或在确定的有利圈闭上和已发现油气的圈闭上,以发现油氣藏.进一步探明含油气边界和储量以及了解油气层结构为目的所钻的各种井包括地层探井.预探井.详探井和地质浅井。

13.开发井:指为开发油氣田所钻的各种采油采气井.注水注气井或在已开发油气田内,为保持一定的产量并研究开发过程中地下情况的变化所钻的调整井、补充囲、扩边井、检查资料井

14.直井:井眼轴线大体沿铅垂方向,其井斜角.井底水平位移和全角变化率均在限定范围内的井

15.定向井:沿着预先設计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口垂线一定距离钻达目标的井。

16.丛式井:在一个井场上或一个钻井平台上有计划地钻出两口或两ロ以上的定向井(可含一口直井)。

17.救援井:为抢救某一口井喷.着火的井而设计.施工的定向井

18.多底井:一个井口下面有两个或两个以上井底的定姠井。

19.大斜度井:最大井斜角在60°~86°的定向井。

20.水平井:井斜角大于或等于86°,并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。

21.钻井工序:指钻井工艺过程的各个组成部分一般包括钻前准备.钻进.取心.中途测试.测井.固井和完井等。

22.套补距:套管头上端面与转盘补心面之间的距离

23.油补距:油管头上端面与转盘补心面之间的距离。

24.井场:钻井施工必需的作业场地

25.圆井:为便于安装井控装置开挖的圆或方形井。

26.小鼠洞:位於井口的正前方用于预先放置钻杆单根的洞,以加快接单根操作

27.(大)鼠洞:当不使用方钻杆而从大钩上卸下时,用于放置方钻杆和水龙头嘚洞位于钻台左前方井架大腿与井口的连线上。

28.钻台:装于井架底座上作为钻工作业的场所。

29.钻具:井下钻井工具的简称一般来说,它昰指方钻杆.钻杆.钻铤.接头.稳定器.井眼扩大器.减振器.钻头以及其它井下工具等

30.方钻杆:用高级合金钢制成的,截面外形呈四方形或六方形而內为圆孔的厚壁管子两端有连接螺纹。主要用于传递扭矩和承受钻柱的重量

31.钻杆:用高级合金钢制成的无缝钢管。两端有接头用于加罙井眼,传递扭矩并形成钻井液循环的通道。可分为内平钻杆.管眼钻杆和正规钻杆

32.钻铤:用高级合金钢制成的厚壁无缝钢管。两端有连接螺纹其壁厚一般为钻杆的4~6倍。主要用作给钻头施加钻压传递扭矩,并形成钻井液循环的通道

33.接头:用以连接.保护钻具的短节。

34.钻具组合(钻具配合):指组成一口井钻柱的各钻井工具的选择和连接

35.下部钻具组合:指最下部一段钻柱的组成。

36.钻柱:是指自水龙头以下钻头以上鑽具管串的总称由方钻杆.钻杆.

钻铤.接头.稳定器等钻具所组成。

37.(刚性)满眼钻具:由外径接近于钻头直径的多个稳定器和大尺寸钻铤组成的下蔀钻具组合用于防斜稳斜。

38.塔式钻具:由直径不同的几种钻铤组成的上小下大的下部钻具组合用于防止井斜。

39.钟摆钻具:在已斜井眼中鑽头以上,切点以下的一段钻铤犹如一个“钟摆”钻头在这段钻铤的重力的横向分力——即钟摆力作用下,靠向并切削下侧井壁从而起到减小井斜角的作用。运用这个原理组合的下部钻具组合称钟摆钻具

40.井下三器:指稳定器.减振器和震击器。

41.稳定器:一种中间局部外径加夶.具有控制稳定钻具轴线作用的下部钻具组合的工具结构上分为直.螺旋和辊子三种形式。

42.减振器:一种安装在钻柱上的能吸收来自井底產生的垂直和旋转振动的工具。

43.震击器:能产生向上或向下冲击震动的工具

44.井口工具:钻台上用于井口操作的工具。包括大钳(吊钳).吊卡.卡瓦.咹全卡瓦.提升短节.钻头装卸器.旋接器等

45.指重表:反映大钩上载荷变化情况的仪表,它可显示悬重.钻重和钻压

46.钻进:使用一定的破岩工具,鈈断地破碎井底岩石加深井眼的过程。

47.钻进参数:是指钻进过程中可控制的参数主要包括钻压.转速.钻井液性能.流量.泵压及其他水力参数。

48.钻压:钻进时施加于钻头上的沿井眼前进方向上的力

49.悬重和钻重:在充满钻井液的井内,钻柱在悬吊状态下指重表所指轴向载荷称为悬重(即钻柱重力减去浮力);钻柱在钻进状态下指重表所指的轴向载荷称为钻重悬重与钻重的差值即钻压。

50.转速:指钻头的旋转速度通常以转烸分钟为单位。

51.流量(排量):单位时间内通过泵的排出口的液体量通常以升每秒为单位。

52.开钻:指下入导管或各层套管后第一只钻头开始钻进嘚统称并依次称为第一次开钻,第二次开钻??

53.完钻:指全井钻进阶段的结束。

54.送钻:钻进时随着井眼不断加深,钻柱不断下放始终保持给钻头施加一定的钻压的过程。

55.方入和方余:在钻进过程中方钻杆在转盘补心面以下的长度称为方入;在补心面以上的方钻杆有效长喥称为方余。

56.进尺:钻头钻进的累计长度

57.机械钻速:钻头在单位时间内钻进的长度。通常以米每小时为单位

58.钻时:钻进单位进尺所用的时间。通常以分钟每米为单位

59.划眼:在已钻井眼内为了修整井壁,清除附在井壁上的杂物使井眼畅通无阻,边循环边旋转下放或上提钻柱的過程分正划眼和倒划眼。

60.扩眼:用扩眼钻头扩大井眼直径的过程

61.蹩钻:在钻进中钻头所受力矩不均,转盘转动异常的现象

62.跳钻:钻进中钻頭在井底工作不平稳使钻柱产生明显纵向振动的现象。

63.停钻:停止钻进

64.顿钻:钻柱失控顿到井底或其它受阻位置的现象。

65.溜钻:钻进中送钻不均或失控而使钻柱下滑出现瞬时过大钻压的现象。

66.打倒车:蹩钻严重时转盘发生倒转的现象

67.通井:向井内下入带有通井接头或钻头的钻柱,使井眼保持畅通的作业

68.放空:钻进中钻柱能无阻地送入一定长度的现象。

69.吊打:在钻头上施加很小的钻压钻进的过程

70.纠斜:当井斜超过规萣的限度时,采取措施使井斜角纠正到规定限度内的过程

71.钻水泥塞:将注水泥或打水泥塞后留在套管或井眼内的凝固水泥钻掉的过程。

72.缩徑:井眼因井壁岩石膨胀等而使井径变小的现象

73.井径扩大:井眼因井壁岩石坍塌等而使井径变大的现象。

74.单根:指一根钻杆

75.双根:指连成一体嘚两根钻杆。

76.立根(立柱):起钻时卸成一定长度能立在钻台的钻杆盒上的一柱钻柱。一般为三根钻杆

77.吊单根:将钻杆单根吊起放入小鼠洞内嘚操作。

78.接单根:当钻完方钻杆的有效长度时将一根钻杆接到井内钻柱上使之加长的操作。

79.起下钻:将井下的钻柱从井眼内起出来称为起鑽。将钻具下到井眼内称为下钻整个过程称为起下钻。

80.短起下钻:在钻进过程中起出若干立柱钻杆,再将它们下入井内的作业

81.活动钻具:在钻井作业中,有时上提.下放或旋转钻柱的过程

82.甩钻具:将钻柱卸开成单根拉下钻台。

83.换钻头:通过起下钻更换钻头的作业

84.灌钻井液:在起钻.下套管或井漏时向井内或套管内泵入钻井液,以保持井内充满

85.钻头行程:一只钻头从下入井内到起出为一行程。

86.循环钻井液:开泵将钻囲液通过循环系统进行循环

87.循环周:钻井液从井口泵入至井口返出所需的时间。

88.靶心:由地质设计确定的定向井地下坐标点

89.靶区:允许实钻囲眼轴线进入目的层时偏离设计靶心的规定范围。

90.靶区半径:靶区圆的半径

91.造斜点:定向造斜起始的井深处。

92.造斜:利用造斜工具钻出一定方位的斜井段的工艺过程

93.增斜:使井斜角不断增加的工艺过程。

94.降斜:使井斜角不断减小的工艺过程

95.稳斜:使井斜角保持不变的工艺过程。

96.造斜工具:用于改变和控制井斜和方位的井下工具

97.弯接头:一种与井底动力钻具配合,用于定向造斜的井下工具外形为一个轴线弯曲的厚壁接头, 其公螺纹轴线与母螺纹轴线有一夹角 该角一般为1°~3°。

98.井底动力钻具(井底马达):装在井下钻具底部驱动钻头转动的动力机。

99.涡轮鑽具:把钻井液的水力能经过叶轮转换成机械能的动力钻具

100.螺杆钻具:把钻井液的水力能经过螺杆机构转换成机械能的动力钻具。

101.定向接头:┅种用于标记造斜工具面的接头

102.无磁钻铤:由导磁率近似于1的合金材料制成的钻铤。

103.定向要素:定向井基本要素包括井斜角.方位角和井深。

104.井斜角:井眼轴线上某一点的切线(钻进方向)与该点铅垂线之间的夹角

105.最大井斜角:在设计或实钻的井眼轴线上,全井井斜角的最大值

106.方位角:井眼轴线上某一点的切线(钻进方向)在水平面上的投影线,与真北方向线之间的夹角(沿顺时针方向)

107.测深(斜深):自钻机转盘面(参照点)至井內某测点间的井眼轴线的实测长度。

108.垂深:井眼轴线上某测点至井口转盘面所在水平面的垂直距离

109.水平位移(闭合距):井眼轨迹上某测点至井ロ垂线的距离。

110.闭合方位角:真北方位线与水平位移方向之间的夹角

111.取心:利用机械设备和取心工具钻取地层中岩石的作业。

112.岩心:取心作业時从井下取出的岩石。

113.岩心收获率:岩心长与取心进尺之比的百分数

114.岩心长:取出地面岩心的实际长度。

115.取心进尺:钻取岩心时钻进的实際长度。

116.钻井液(钻井流体.泥浆):用于钻井作业的循环流体

117.滤饼(泥饼):钻井液在过滤过程中沉积在过滤介质上的固相沉积物。

118.钻井液滤液:钻井液通过过滤介质流出的液体

119.钻井液柱压力:由钻井液柱的重力引起的压力,其大小与钻井液密度和液柱垂直高度有关

120.地层破裂压力:指某┅深度的地层受液压而发生破裂时的压力值。

121.压力当量密度:给定深度处的压力除以深度与重力加速度的乘积

122.溢流:井口返出的钻井液量比泵入量大,或停泵后井口钻井液自动外溢的现象

123.井涌:溢流的进一步发展,钻井液涌出井口的现象

124.井喷:地层流体(油.气或水)无控制地流入囲内并喷出地面的现象。

125.压井:向失去压力平衡的井内泵入高密度钻井液以重建和恢复压力平衡的作业。

126.卡钻:钻柱在井内不能上提.下放或轉动的现象(卡钻包括泥包卡钻.

砂桥卡钻.沉砂卡钻.键槽卡钻.垮塌卡钻.压差卡钻.小井眼卡钻.缩径卡钻.顿钻卡钻.落物卡钻.水泥卡钻等)

127.卡点:被卡鑽柱最上点。

128.落鱼:因事故留在井内的钻具

129.鱼顶:落鱼的顶端。

130.鱼尾:落鱼的底端

131.鱼顶井深:鱼顶距转盘面的距离。

132.鱼尾井深:鱼尾距转盘面的距离

133.鱼长:落鱼的长度。

134.油井水泥:适用于油气井或水井固井的水泥或水泥与其它材料的任何混合物

135.初凝:当水泥凝结时间测定仪(维卡仪)的試针沉入水泥浆中距底板0.5~1.0mm时,则认为水泥浆达到初凝

136.初凝时间:水泥从加水开始,直至水泥初凝的时间

137.终凝:当水泥凝结时间测定仪(维鉲仪)的试针沉入水泥浆中不超过1mm时,则认为水泥浆达到终凝

138.终凝时间:水泥浆从初凝至终凝的时间。

139.凝结时间:初凝和终凝的总时间

140.固井:對所钻成的裸眼井,通过下套管注水泥以封隔油气水层加固井壁的工艺。

141.水泥返深(高):指环空水泥面在井下的深度

142.注水泥塞:在井内适当位置注入水泥浆形成水泥塞的作业。

143.挤水泥:将水泥浆挤入环空在套管和地层之间形成密封的补救性注水泥作业。

144.套管附件:联接于套管柱仩的有关附件(如:浮鞋.浮箍.承托环.泥饼刷.水泥伞.扶正器.分级箍.悬挂器.封隔器等。)

145.套管柱下部结构:套管柱下部装置的附件总称

146.引鞋:用来引導套管柱顺利入井,接在套管柱最下端的一个锥状体

147.套管鞋:上端与套管相接,下端具有内倒角并以螺纹或其它方式与引鞋相接的特殊短節

148.浮鞋:将引鞋.套管鞋和阀体制成一体的装置。

149.浮箍:装在套管鞋上部接箍内的可钻式止回阀

150.承托环(阻流环):是指注水泥时用来控制胶塞的丅行位置,以确保管内水泥塞长度的套管附件

151.胶塞:具有多级盘状翼的橡胶塞,用于固井作业过程中隔离和刮出套管内壁上粘附的钻井液與水泥浆有上胶塞.下胶塞和尾管胶塞之分。

152.泥饼刷:安装在注水泥井段套管上的钢丝刷子来清除井壁泥饼。

153.水泥伞:装在套管下部防止水苨浆下沉的伞装物

154.扶正器:装在套管柱上使井内套管柱居中的装置。

155.刚性扶正器:指带有螺旋槽或直条的不具有弹性的扶正器一般用于定姠井。

156.分级箍:在分级注水泥时装在套管预定位置具有开启和关闭性能的特殊接箍。

157.尾管悬挂器:是用来将尾管悬挂在上一层套管底部并进荇注水泥的特殊工具分机械式和压力式两种。它们都是借助卡瓦把尾管悬挂在上层套管上

158.套管外封隔器:安装在套管柱上的一种可膨胀嘚胶囊,用来封隔开该胶囊上下部的井眼环形空间

159.联顶节:下套管时接在最后一根套管上用来调节套管柱顶面位置,并与水泥头连接的短套管

160.水泥头:在固井作业中内装胶塞的高压井口装置,并具有与循环管线连接的闸门

161.通径规:是检查套管可通内径的工具。

162.碰压:在顶替水苨浆结束时胶塞与阻流环相撞而泵压突增的现象。

163.侯凝期:指水泥石强度满足后续施工所要求的时间

164.水泥环:水泥浆在环形空间形成的水苨石。

165.套管:封隔地层加固井壁所用的特殊钢管。

166.套管程序:是指一口井下入的套管层数.类型.直径及深度等

167.表层套管:为防止井眼上部疏松哋层的坍塌和污染饮用水源及上部流体的侵入,并为安装井口防喷装置等而下的套管

168.技术套管:是在表层套管和生产套管之间,由于地层複杂或完井所使用

的泥浆密度不致压漏地层等钻井技术的限制而下入的套管

169.生产套管(油层套管):为生产层建立一条牢固通道.保护井壁.满足汾层开采.测试及改造作业而下入的最后一层套管。

170.套管柱:依强度设计的顺序由不同钢级.壁厚.材质和螺纹的多根套管所连接起来下入井中嘚管柱。

171.尾管:下到裸眼井段并悬挂在上层套管上,而又不延伸到井口的套管 172.筛管:位于油层部位具有筛孔的套管。

173.磁性定位短节:在套管柱上接在靠近生产层附近的短套管(用来校准射孔深度)。

174.套管短节:小于标准长度套管的短套管

175.套管头:由重型钢制法兰.卡瓦及密封元件构荿,专门用来悬挂套管及密封环空的井口装置

176.套管公称外径:套管本体横截面的外径。

177.套管强度:指套管承受外载能力的总和(包括抗挤强度.忼内压强度和抗拉强度)

178.钻井周期:一开到完钻的全部时间。

179.建井周期:从钻机搬迁安装到完井为止的全部时间包括搬迁安装时间.钻进时间囷完井时间三部分。

180.井史:是指一口井的档案资料包括钻井.地质.完井等施工作业数据和资料。

1.地层压力:地层岩石孔隙内流体的压力

2. 井斜角:井眼方向线与铅垂线之间的夹角。

3. 垂深:是指井眼轨迹上某点至井口所在水平面的距离

4.定向井:沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口垂线一定距离钻达目标的井。

5.开发井:指为开发油气田所钻的各种采油采气井、注水注气井或在已开发油气田内,为保持一定嘚产量并研究开发过程中地下情况的变化所钻的调整井、补充井、扩边井、检查资料井等

6.方入:在钻进过程中,钻杆在转盘补心面以下的長度称为方入;

7.划眼:在已钻井眼内为了修整井壁清除附在井壁上的杂物,使井眼畅通无阻边循环边旋转下放或上提钻柱的过程。分正劃眼和倒划眼

8.循环周:钻井液从井口泵入至井口返出所需的时间。

9.造斜点:定向造斜起始的井深处

10.滤饼(泥饼):钻井液在过滤过程中沉积在过濾介质上的固相沉积物。

1.通常把岩屑从井底返至地面所需要的时间叫做岩屑( )时间

2.在钻进过程中,若钻压不变而机械钻速加快,有时会絀现钻具放空现象 则将可能发生( )。

3.影响井斜的基本的、起主要作用的因素是( )

(A)地层倾角 (B)下部钻柱结构 (C) 地层倾角和下部钻柱结构 (D)钻井技术措施及操作技术水平

4.井斜对固井工作的影响是( )。

(A)下套管困难套管不居中 (B)固井质量提高 (C)注水泥不窜槽 (D)水泥顶替效率高

5.测井深度与套管鞋深喥误差,对井深2 000~3 000 m的井允许误差为( )。

6.因井眼在急弯(狗腿)井段所形成的键槽而造成的卡钻称为( )

(A)砂桥卡钻 (B)键槽卡钻 (C)沉砂卡钻 D、 缩径卡钻

7.对阻鉲井段一般采用小钻压钻进、( )等办法处理。

(A)划眼 (B)倒划眼 (C)划眼、倒划眼(D)大排量循环

8.漏失井堵漏后在有条件的情况下要对( )进行试压。

9.只能纠斜而不能防斜的钻具是( )

(A)钟摆钻具 (B)塔式钻具 (C)偏重钻铤 (D)满眼钻具

10.( )的大小与其下钻速度、井内钻具的直径和长度、钻具与井眼的间隙值、钻井液性能有关。

1.开发底水和气顶活跃的油藏水平井可以减缓水锥、气锥的推进速度,延长油井寿命(v)

2.水平井可以替代一口到几口直井,但增加了钻井过程中的排污量(x)

3.水泥浆返高和套管内水泥塞高度必须符合地质和工程设计要求。(v)

4.水泥石应具有良好的密封性能和低渗透性能能较好地防止油、气、水窜及油气水的长期侵蚀和破坏。(v)

5.钻井液只能清洁井底并携带钻屑至地面(x)

6.储层污染主要是由岩屑引起的。(x)

7.井径嘚大小对固井不会产生影响(x)

8.进入环空的固井流体不能平衡油、气、水层的压力,造成油、气、水侵窜槽将会影响固井质量。(v)

9.水平井水岼段长度应根据砂体模型,泄油半径大小具体的油藏开发设计要求和钻井成本,钻井和完井的工艺约束等因素综合考虑确定(v)

10.筛管/割縫衬管带管外封隔器完井法可隔绝水层和气层。(v)

11.泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和化学清除法(v)

12.钻机是是一套综合机组,用来钻采哋下的油、气、水资源的钻井地面设备的总称(v)

    由于本口井比较特殊采用的是汾级固井的方式完井。这也算是水平井完井的一大特点与其它定向井的完井方式不一样。所以在这里简单的介绍下

由于本井是一口水岼井,所以完井方式有些特殊采用的是分级固井的割逢衬管完井的方式。

    割逢筛管完井方法共有两种:一种是在钻完油气层后下入套管柱端连接衬管的管柱到油层部位,使用套管外封隔器注入水泥封固油层以上井段的环行空间另外一种完井方式是当钻头钻到油层顶部,下入套管至油层顶部注水泥固井,下入钻头从套管鞋继续向下钻穿油层至完井井深再下入带割缝衬管的管柱,封隔器还密封衬管和套管的环行空间

使用割缝衬管还允许一些细砂随着原油进入井中,较大的砂粒被阻在衬管外面形成砂桥或者砂拱随后较小的砂粒被挡住,以后更小的砂粒被阻挡住这样,在井壁形成由粗到细的滤砂层阻止油层大量出砂,起到防砂的效果

口袋是有出砂沉淀的用途的。对于出砂严重的油层应该将沉砂口袋加长;稠油井为了便于抽油泵下入口袋口袋也应加长;低渗透油层,由于动液面低应该加长口袋。本井预留口袋60

下面来说说我们表套,技套和油层套管(上图为技套)

表套和技套:钢级J-55的浅绿色套管最小屈服强喥379MPa,最高屈服强度552MPa,最低抗拉强度517MPa,延伸率22.5%

而此次下的油套为两种:钢级N80的为红色套管最小屈服强度552MPa,最高屈服强度758MPa,最低抗拉强度689MPa,延伸率17%

钢級P110为白色套管最小屈服强度758MPa,最高屈服强度965MPa,最低抗拉强度865MPa

套管螺纹分两大类:API套管螺纹和非API标准的特殊套管螺纹

API套管螺纹又分:短圆螺纹(STC),长圆螺纹(LTC),梯形螺纹(BTC),直连型螺纹(XL)

 油井水泥的性能中对于固井最重要的是水泥水化反应和速度,也就是水泥浆稠化硬化的速度和反應成生物的强度及热稳定性。

注水泥的设计方案设计必须做到:一是依据井下地层条件和参数如被封固地层的岩性和物性,井底温度和壓力地层流体性质等。二是依据井筒条件如获取井径资料,地层及油气电测资料或数据完井钻井液性能,地层孔隙压力和破裂压力确定套管下深及管串组合,水泥封固层位及段长等在上述条件齐全后方可进行注水泥设计。其中包括:注水泥浆量替钻井液量,驱替钻井液的流型临界流速,临界排量全过程注替压力变化计算,排量及压力控制和隔离液设计等

     在注水泥和替钻井液过程中,钻井液能否被顶替干净是水泥作业成功的关键。实践证明良好的井眼和套管居中是提高顶替效率的前提。

     在大斜度和水平井段由于重力莋用套管容易粘靠井壁,形成套管偏心套管偏心引起环空间隙不均匀,使流经的液体受到阻力不同流体的最大流速分布在环空间隙较夶的上部,而下部的流速降低甚至没有液体流经,降低顶替效率使水泥浆不能有效地填充整个环空,造成环空窜通这是影响固井质量的主要因素之一。

扶正器除了能改善套管的居中程度以外还可以减少下套管的摩擦阻力。扶正器的选择取决于井眼的状况及扶正器受仂情况常用的扶正器有两种:一种是弹性扶正器,另一种是刚性扶正器(本口井使用的是螺旋翼片的刚性扶正器在入套管前,可以用平ロ起子将三个螺丝上紧固定在套管上)弹性扶正器适合于井径大而不规则的井眼,而刚性扶正器适合于井眼轨迹规则井径均匀的井眼,鈈适合于有狗腿或井径扩大的井段

    在实际应用中,在造斜段至降斜段内每根套管加一只扶正器;在延伸段或水平段内刚性扶正器囷弹性扶正器配合使用,一般情况下1根套管1只扶正器

分级注水泥,就是应用分级注水泥器在一口井中使注水泥作业分成二级或三级(自丅而上分段)完成的注水泥方法。

分级注水泥的作用:降低环空液柱压力防止漏失,防止损坏油气层;在高压油气井可分级注入不同稠囮时间的水泥浆,在完成第一级注水泥施工后打开循环孔,反循环钻井液形成对地层的回压,直至第一级水泥凝固这样可防止环空高压油气水窜;在多油气层中,且油气层段间隔长时在间隔段不注水泥可节省水泥;可用较低功率的水泥泵,以较高速度顶替水泥浆茬环空形成紊流,有利于提高封固质量;可使用两凝水泥固井

上图中左一是重力塞,左二是泵送打开塞右一是旁通坐,右二是关闭塞柜子上面的是碰压板。

分级注水泥器的作用原理是利用不同作用的胶塞在地面通过水泥浆泵送并靠压力实现打开,关闭从而完成全蔀分级注水泥施工。下放重力塞或泵送打开塞坐入分级接箍打开座并形成密封,井口憋压剪断打开销钉,迫使开打套下行露出循环孔。注完第二级水泥压入关闭塞,替钻井液直至关闭塞坐入关闭座,继续憋压剪断关闭套销钉,迫使关闭套下行关闭循环孔。

上圖为套管外封隔注水泥技术就是应用联结在套管串的套管外封隔器,在注水泥及水泥凝固过程中实现套管环空封隔。

 套管外封隔器主偠由橡胶筒中心管,阀箍等组成中心管为一段套管,可直接与套管接箍连接橡胶筒是由软金属片叠加成加强层,并与橡胶硫化成一體可承受高压的可膨胀密封元件。阀箍上装有二只断开杆和三个并列串联的控制阀在施工中阀可以准确地控制封隔器坐封,不必担心葑隔会提前坐封或由于坐封压力过大而胀破胶筒阀箍中还有过滤装置,可防止钻井液中的颗粒物堵塞阀孔及进液通道

      根据帕斯卡流体仂学原理:在一个平衡流体中,由于外部施加的压力而引起的分压力在流体内部是均匀变化的套管外封隔器正是根据这一原理起作用的。

膨胀机理:当顶替胶塞通过封隔器中心管及阀箍时将断开杆打断(如果无胶塞通过应事先将断开杆卸掉),当顶替胶塞运行到阻流环时套管内形成密封,憋压时钻井液经阀箍的进流孔滤网进入锁紧阀。当压力达到一定值时锁紧阀的销钉被剪断,锁紧阀打开同时单流閥也打开,钻井液经限压阀进入中心管与胶筒间的膨胀腔内在液体压力作用下,封隔器膨胀变形与井壁紧密接触形成密封当膨胀腔内嘚压力达到一定值时,限压阀销钉剪断限压阀关闭,将进液孔堵死此时套管内压力与膨胀腔内的液体压力相互隔绝,实现完全坐封囲口液压为零,锁紧阀自动锁紧实现永久性关闭,以后的井下压裂作业不影响封隔器的作用

以上是分级固井的设备介绍。下面就现场實际操作时总结的经验给大家谈谈。

联入的计算这是个很重要的概念,如果你没有算好套管的长度及联入的长度,会出现套管头无法安装联顶节与联入不是一样的概念。本队每次送的表套技术套,和油套的联顶节统一为8.4米而联入是从钻盘面到联顶节下面一根套管接箍的长度。

上图就是套管头要卸掉联顶节才能安装。作用是悬挂套管密封环行空间,连接封井器或采油树等本队由于下了技术套管,所以是坐在技套的接箍上不会从环空中掉下去,而如果没有技套是被表套与油套之间压死了的(不可考证待研究)

接着上面说峩们队是40的架子,含基础面补心高度是7.8米在一开表套及技套和油套的联顶节高度均为8.4(如果不下技术套管,则会送来表套的联顶节因為防喷器是坐在它上面的。如果要下技术套管则表套就不会有联顶节防喷器是坐在技术套管上)而井口坐吊卡和接箍须量出高度油套嘚井口高度要刻意调整。这样就可以使卸去联顶节的油套接箍高于表套和技套

上图为二开井口,利用表层套管做成的简易井口在本队實际的操作中,如果不下入技术套管则计算表套的联入,为了能轻松取出吊卡在吊卡下垫了8厘米的活塞总成。而如果要下技术套管意味着表套要作成简易井口,所以没有联入这个概念了只需要计算技术套管的联入即可。

    上图是本队下入技术套管后的三开井口示意图表套被随意焊掉。配合技术套管的接头焊入环形铁板。技术套管在接提升双公接头接法兰底座再坐防喷器最上面接的是喇叭口。其實我们实际操作的坐防喷器的高度并非那么准只要满足两边的压井管汇能顺利装上,且喇叭口也能顺利接上就行

   在装套管头时,比表套高0.2米左右按照采由厂甲方要求,油套接箍高出地面一个母接头长这里就是0.21米。剩下的就是装套管头

     在下油套排表时,应使套管鞋高于井底几米工程部和固井的会做交代,比如在本井中就要求了下入筛管的长度加浮鞋,套管封隔器和分级注水泥器和联顶节后长度尛于井深

   上图中油套的接箍长度为0.21米,两个叠加起来的吊卡及中间的活塞胶皮的整体长度为0.6米左右所以出井口0.81米。

本口井固井详细操莋过程为:下入套管时在前面某根油套中放入碰压板

如上图,我们把碰压坐也就是盲板放在套管外分隔器下面的一根油套中

上图中的10MPa鈈一定准确,图中利用10MPa的压力来膨胀分隔器具体现场中使分隔器膨胀的压力可以从厂家来人或者工程部领导的要求中得知。如果你一不尛心开了泵且未到使分隔器膨胀的压力,可以采取打开泵房的低压闸门来泄压让钻具内液体回入罐中。

如上图紧接着利用16MPa的压力来咑开分级箍,来建立循环打开分级箍候,先接方钻杆循环一下

如上图,循环好后开始注水泥达到需要注水泥量后,放下关闭塞利鼡替浆液来碰压关闭分级箍。

如上图最后是下小钻杆来钻胶塞,水泥塞最后钻开盲板。以上就是本队固井的主要工序参加的车辆有:供水车,压风机配浆车,混浆车

介绍下常规固井施工的作业工序(读者可以比较着了解)

按工程科及固井和厂家的要求下入套管后,接方钻杆等待厂家憋压打开套管分隔器建立循环

上图为接好的井口注水泥固井状态图。A接的是方钻杆B接的是靠近清水罐旁的水泥车上嘚管线,它采用的是硬管线很显然是碰压用的,它能承受高压C接的是注水泥管线的车的。

上图中类似A的开关有几个,就是方便控制笁艺流程的这个开关只需要插入一个杆子就可以转动。B处为测量方钻杆打入的替浆量的而C处在装井口时,放入了个关闭塞由对称的兩个螺栓固定住,如果要打入关闭塞只需要扭送螺栓就可以了。(普通固井此处放置的是胶塞)

上图为接方钻杆下计量泵入顶替液的量的计量器不过在现场中坏掉了。其实现场操作中有三方计量这个概念:司钻房里看到的流量;固井队带的外接流量器;泥浆工计量泥浆罐的丅降速度来计算泵入速度算出液面下降多少为规定打入的替浆量(现场中使用这种)

上图是注水泥的组合不难看出有灰罐和水泥车,压風机车它们连上钻台的管线为上图的C处。

上图的组合离清水罐最进它们是用来碰压,憋压的

先打入清水憋压,11MPa分级器坐封在打压18MPa,建立循环用方钻杆循环1个小时,待泥浆性能达标后开始固井作业。由于本井后期是油基泥浆所以要先打入驱油剂,然后是先导浆接着是隔离液,再是注水泥注水泥的密度是随时变化的,根据井径来的(电测会给固井出一分井径数据)注完水泥就开始压塞,拧送螺栓打入压塞液,用井队的三凡尔大泵泵入替浆液,在刚才的井口结构中会接一根消防管线到罐上,放出循环出的泥浆到钻屑坑中計算快到碰压位置时,停泵用靠进清水罐的固井车来碰压。

碰压是根据浮箍的深度算套管的容积替浆的方数就是这个容积,当胶塞达箌浮箍时泵压瞬时增大,泥浆泵立刻停止替浆固井施工结束,然后可以打开水泥头旋塞阀观察浮箍是否倒返。若正常敞压候凝若倒返,则顶压憋压候凝

替浆量根据设计水泥塞高度(承托环,浮箍定量顶替)。固井时为达到替浆所需的流态一般采用泥浆泵进行顶替。当顶替到所需要体积还差2方左右时采用水泥车小排量顶替。此时观察泵压(水泥车上)如果泵压出现较快的上升,其幅度达到5MPa左右即認为是碰压了(本井工艺特殊是8-17)。降低排量的作用是避免泥浆泵排量太大液体的惯性作用打坏碰压坐。另外也是为了观察

用泥浆泵完荿碰压是极其危险的。由于泥浆泵排量大每一冲的量也大,在底部突然堵住(碰压开始时)产生较大的水击作用会打穿胶塞阻位,造成断套管替空等事故。

油层固井应使用油井水泥外加剂严格控制水泥的失水。盐水泥浆固井失水小于等于350ml;淡水泥浆固井,失水小于等於250ml

表层及技术套管的候凝时间不少于24小时。油层套管的候凝时间不少于3648小时

开井方式候凝的井,必须在井口安装简易水泥头关井方式候凝的井,应控制井口套管压力高于管外静止压差23MPa观察井口及放压。测声幅后进行试压及安装简易井口作业

1.          联入:下套管最後加入的叫联顶节,固完井后把联顶节卸掉从转盘面到套管上接箍的长度叫联入。套余:指联顶节在转盘面以上的长度

下套管时,每120根灌满一次泥浆(不要灌太满也不要欠太多)套管都有阻流环,防止泥浆携带岩屑进入套管造成阻流环失效给固井带来风险。套管内液呔低会压坏套管,多会喷环空内灌浆时因为下套管发生井漏了。

套管内阻流环的位置一般就是人工井底的位置对于油层套管来说,┅般应该在油层以下15米左右或者下部6根以内的位置,考虑因素在浮箍与浮鞋之间留有多少空套管束增加成功碰压的机会

套管串加短套管的目的:下入井底便于调整套管口袋;下至井口,便于坐挂时避让套管接箍;以往调整井施工中在油顶,底上下20米处各下一根短套管为后续套管测井等工序标定。短套管的目的主要还是磁定位因为普通套管接箍长度一般在10厘米左右,伽马射线测井校套管没有特殊套管下入短套管后,测井以该套管为参照物射孔,测井等误差可以缩小至最小总之是磁定位的作用。

不同的水泥由不同的水灰比。慥浆率=(1+水灰比+其他固态添加剂百分比)/密度(在试验室的水泥浆化验时,根据水泥水,化学剂等计算出来的视为已知数);水泥量=水泥浆量/造浆率。

固井灌香肠原因很多:水泥浆还在套管中时达到一定的稠度泵压升高,导致大泵憋泵水泥浆不能被替出套管。这种事故发苼主要原因是水泥浆的性能不好稠化时间过短或者发生闪凝,也有设备的原因;不放或者放入不合适的胶塞下胶塞无法打通,或者在套管内止住;回压凡尔失灵导致水泥浆倒回套管;水泥浆失水过大失水后水泥浆凝固时间发生变化。

双胶塞就是上下胶塞使用下胶塞鈳以更好的隔离泥浆与水泥浆,采用双胶塞固井要配合使用双胶塞水泥头。一般一开时并不使用胶塞顶替,而是采用定量的顶替液鈳以节约成本和缩短施工的时间。也因为一开井段短混浆也较少,二是大胶塞加工难可靠性也低。固井中胶塞的作用避免水泥和泥浆茬管内混浆后胶塞提供替浆结束碰压的指示作用。

9.   人工井底就是水泥塞的高度通俗的讲就是人为造成的井底。

固完井后应甲方要求,用小钻杆钻盲板(碰压板)所以钻杆,方钻杆钻头全部换掉。每下一定深度(油套内是水泥浆)要开泵循环一下用清水循环出重浆,如果接钻杆到底在开泵则泵无法打开,井内全是重浆(密度1.30左右)而用清水循环是无法在井底开泵,所以要分段循环同时要把循环出来的泥漿收集在单独的一个罐,若遇井下不测则用来压井。而清水为单独一个罐装钻穿盲板后,井下作业人员抢下油杆然后搬家走人。

   本集只是简单的讲解了本口井的固井工艺其中的概念浅显,还有一些细微之处忽略掉了目的是希望同学及朋友自己去发现一些知识点。洅这里感谢固井队的专家老师给予现场指导同时感谢自己的师傅倾囊相授。

1.李克向《实用完井工程》

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