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固井知识培训1、固井在钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，并在套管串与井壁之间环形空间注入水泥浆进行封固的作业。为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的，固井工程包括：1）下套管作业2）注水泥作业2、固井特点l是一次性工程l是隐蔽性工程l是一项复杂的工程l是成本消耗大、花钱多的工程l是整个采油工程中的一道关键工序3、固井的目的一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井。Ø在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行。Ø封隔油、气、水层，防止层间互窜。Ø支撑套管和井口装置，建立油气通道。4、固井的要求固井工程是钻井工程中最关键复杂的作业，是百年大计。固井质量的好坏关系到油井能否正常投产和油田寿命的长短。固井质量的关键所在就是下入井内的套管柱的强度和环形空间的密封问题。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、抗内压强度，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，保证套管连接的密封性。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之间胶结和密封良好，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。5、井身结构每口井都要根据钻探目的和地质情况制定合理的井身结构。它包括下入井内的套管层次、各层套管的尺寸和下入深度。套管根据用途不同分为：l导管l表层套管l技术套管l生产套管导管表层套管技术套管油层套管完井协作会电测组织工具下套管排管串水泥实验组织水泥、设备注水泥测井l常规注水泥l分级注水泥l管外封隔器工艺l尾管注水泥l筛管顶部注水泥l内管注水泥l管外注水泥l反循环注水泥1、常规注水泥把水泥浆从套管内注入并从环形空间返出的注水泥作业。Ø管串结构：引鞋+旋流套管+浮箍+套管串+联顶节+水泥头Ø施工流程：注前置液注水泥浆压胶塞替钻井液碰压候凝2、分级注水泥利用分级箍把注水泥施工分成二次或三次完成的技术。主要适用于：l一次注水泥量过大，施工安全无法保证。l环空水泥浆柱过长，地层承受不了压力而发生漏失。l上下有隔层,但中间不需水泥封隔。l下部有气层，为防止水泥浆过大失重而影响固井质量。分级箍浮箍引鞋旋流短节分级箍浮箍引鞋旋流短节一级固井二级固井机械式分级箍打开状态当重力塞落到打开塞座上后，加压，关闭套与本体间的剪钉剪断，打开塞座与关闭套一起下行，挡块卡在台肩处，阻止继续下行，循环孔重叠，建立循环。关闭状态当关闭塞座于关闭塞座后，加压，关闭塞座与关闭套连接的剪钉剪断并下行，关闭塞、关闭塞座和关闭套等一同下行止于下接头，关闭循环孔。关闭套上的卡簧进入卡槽中，防止关闭套倒退，实现永久关闭。液压式分级箍3、管外封隔器工艺把管外封隔器连接到套管串中，采用液压胀开封隔器的橡胶部分，达到封隔完井的目的。目前应用到漏失井、高压井、多套压力层系完井、选择性固井、水泥膨胀封隔完井和其他完井工艺中。例如：对于高压井、漏失井，管外封隔器加在目的层上部；对于两套压力层系的井，管外封隔器加在两套压力层系中间。封隔器引鞋封隔器在低压井固井中的应用低压油层l管外封隔器加在低压井的油层上部，可以减小液柱对油层的压力，防止对油层的污染。封隔器引鞋封隔器在高压井固井中的应用高压油层l管外封隔器在高压油气层的上部可以封隔高压油气层，防止高压油气串扰形成的油气水的互窜提高固井质量。封隔器封隔器油气层封隔器在高压井固井中的应用水力膨胀式封隔器基本结构：l阀系总成、l胶筒、l中心管、l双公短接、l断开杆4、尾管注水泥技术用钻杆通过尾管悬挂器把套管串悬挂在技术套管或上层套管上，然后进行注水泥施工。是一项风险高、技术复杂、施工难度大、质量要求高的固井作业。尾管悬挂是深井、超深井、长封固段、多压力系统、高温、高压含腐蚀环境下提高固井质量的有效途径。尾管固井优越性：l降低钻机负荷l改善水力参数l处理复杂情况l节约套管，降低钻井成本。回接筒送入工具密封总成尾管悬挂器小胶塞尾管胶塞球座浮鞋尾管悬挂器组成：一套完整的尾管悬挂器装置系统包括：回接筒、送入工具、密封总成、尾管悬挂器、胶塞组、球座、浮鞋等部件。良好的尾管悬挂器装置应当是“下的去，挂的住，倒的开，提的出”。具体性能要求是，悬挂较大载荷，不损伤外层套管，送入工具密封可靠且可回收。ABCDA.轨道管式B.J形槽式C.液压式D.液压—机械式尾管悬挂器的分类轨道管尾管悬挂器J形槽尾管悬挂器常规尾管悬挂器-机械式l上提管串一定距离，下放管串使卡瓦张开，下压坐挂；（有些悬挂器还需要正转管串1－2圈）l操作方便，不受开泵、循环压力影响；l坐挂前，不能上提，不能转动管串；l浅井、直井、井眼条件好。活塞式无活塞式常规尾管悬挂器-液压式l提供泵压，剪断液压缸销钉，推动液压缸上行，卡瓦张出，下放坐挂；l操作方便，可以上提下放活动管串；甚至可以转动管串（选择液压脱手方式时）；l对开泵、循环压力有要求，泥浆条件将影响其剪切值；l多种条件井况；悬挂器封隔器送入工具胀封挡块封隔式尾管悬挂器l通过悬挂器本体和回接筒之间的一套组合封隔器装置使尾管—上层套管之间形成有效密；l密封能力可达25至35Mpa旋转式尾管固井工艺特点：l在下钻过程中一旦遇阻可以旋转管柱；l在注水泥过程中可以旋转尾管提高顶替效率。钻式引鞋螺旋扶正器旋转水泥头u悬挂器本体结构简单；u坐挂与环空密封的统一，简化了施工操作工序；u没有卡瓦，坐挂不会对套管造成物理损害，内部过渡平滑。液压或机械力将可膨胀管材制成的悬挂器本体向外胀开，使其外径与上级套管内径间形成牢固锚定联接，实现悬挂尾管重量。膨胀式尾管悬挂器5、筛管顶部注水泥技术为保护裸露的纯油层或开采裂缝性、孔隙性、低压漏失油层，在目的层采用筛管完井。上部用水泥封固。完井管串采用特殊的工具附件，保证注水泥成功，实现对油层的有效开采。管串结构：引鞋+筛管串（或中间加光管）+盲管+管外封隔器+分级箍+套管串+联顶节。多用于水平井完井。盲引鞋筛管套管盲管管外封隔器液压分级箍热力补偿器筛管完井固井管串：高压层低压层悬挂器封隔器分级箍封隔器盲管筛管管串结构：引鞋+筛管串+1～2根套管+盲管+管外封隔器+分级箍+套管串+尾管悬挂器+送入工具。6、内管注水泥工艺技术对于大直径套管注水泥，由于容积较大，排量受限，在套管内就发生串槽混浆，不能保证固井质量。套管底部连接一个内管注水泥装置，用底部连接插头的钻杆，插入内管注水泥装置的插座，水泥浆经钻杆进入环形空间完成注水泥作业。其优点：•提高顶替效率；•防止混浆，提高质量；•节约水泥，降低成本；•缩短施工时间。插头内插浮箍7、管外注水泥技术通过下在套管之间或套管与井壁之间的小钻杆或油管注水泥。常用于导管或表层套管使水泥返到地面的一种方法。8、反循环注水泥技术把水泥浆从环形空间注入，被顶替的泥浆从套管返出。主要用于地层严重漏失井。必须严格控制替入量，防止替空。常用固井工具和附件主要有：l浮箍l浮鞋l胶塞l扶正器l水泥头l引鞋等水泥头套管水泥头钻杆水泥头旋转水泥头整体式水泥头浮箍浮鞋防转自动灌浆浮箍插入式浮箍防转胶塞自动灌浆浮鞋闸板式自动灌浆浮箍单弓扶正器双弓扶正器螺旋滚珠扶正器螺旋铸铝扶正器扶正器卡箍