提高固井质量控制措施.docx

《提高固井质量控制措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高固井质量控制措施.docx（34页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、提高固井质量控制措施第一、保证套管正常下入41、套管负荷过重的井42、大斜度井、水平井和大位移井53、漏失井74、下套管时间较长的复杂井8第二、选择合适的水泥浆体系101、无复杂情况的普通井固井102、高压井固井，103、水平井及大斜度井固井114、漏失井固井R115、高温井固井I126、气井固井127、长封固段井固井138、非常规油气井固井139、打水泥塞施工1310、挤水泥施工，1411、水泥浆堵漏施工14第三、提高水泥浆顶替效率15一、紊流顶替15二、保证井眼规则15三、保证套管居中16四、良好的钻井液性能17五、井眼清洗干净17六、使用冲洗液17七、使用隔离液17八、清除井壁泥饼18九

2、、采用双胶塞固井18十、水泥浆与钻井液应有足够的密度差19十一、水泥浆上返时活动套管19十二、增加水泥浆与井壁及套管的紊流接触时间19第四、良好的水泥浆性能21第五、防止油气水浸窜22一、防止固井过程中油气水浸窜22二、防止固井候凝过程水泥浆失重造成油气水上窜221、水泥浆候凝过程中油气水上窜原因分析232、防止水泥浆候凝过程中油气水上窜的措施233、水泥浆失重后的压力平衡计算25第六、减少水泥有效封固段长度26第七、使用水泥外加剂27第八、尽量提高水泥浆密度27第九、给水泥浆增加物理能量27第十、避免工程事故27第十一、其他重要措施28一、采用振动固井技术28二、水泥浆扩充技术28三、水泥浆

3、批混技术128四、使用膨胀水泥体系28五、使用防漏固井工艺29六、使用特殊水泥浆体系29第一、保证套管正常下入套管能否正常下入到井内设计位置，是固井方案能否正常实施的前提，必须根据井眼情况制定合理的下套管措施，下面介绍常规井下套管和特殊井下套管的关键技术措施。一、常规井下套管措施常规井下套管除严格执行下套管作业规程外，在以下几个方面要更加重视：（1）下套管前通井，保证没有遇阻点、卡点和缩径点。（2）井眼循环干净，井底与钻井液中无大量岩屑、泥砂。（3）处理钻井液性能，保证井壁稳定，不坍塌、不掉块。（4）钻井液有良好的润滑性，并且流动性良好，性能基本接近完钻时钻井液性能。（5）确保压稳地层流体，保

4、证井眼不涌、油气水不上窜，油气水较活跃的地层，油气上窜速度应达到行业标准规定的要求（油层上窜速度应W10m/h；气层上窜速度应W15m/h）。（6）井下必须无漏失现象，若有漏失，必须先堵漏后下套管。（7）凡准备入井的套管，各项参数必须符合设计要求。（8）套管及入井工具附件在运、送、装卸过程中，严禁碰撞，护丝应带齐上紧。（9）送到井场的套管，必须按行业标准和作业规程进行严格细致检查。（10）对套管进行通内径、丈量长度、清洗丝扣、编号、编排套管顺序。（11）要严格执行套管供应商提供的套管紧扣扭矩进行紧扣。（12）套管必须按规定安装扶正器。（13）下套管过程要连续灌钻井液，掏空长度应小于规定值。（1

5、4）下套管过程中临时停止下套管时，必须活动套管。（15）控制下放速度，使钻井液环空返速小于规定值。（16）清理好井口，严防井下落物。二、特殊井下套管措施特殊井一般是指存在特殊情况的井、特殊轨迹井和特殊工艺井，如套管负荷过重的井、大斜度井、水平井和大位移井、漏失井等。此类井下套管应在执行常规井下套管技术措施的基础上，根据井的难度采取相应的其他措施。1、套管负荷过重的井当套管有效负荷超过钻机额定提升负荷的70%时，一般采用以下办法解决套管负荷超重的问题。1）采用套管掏空法。采用套管掏空法以减轻套管有效悬重。即在套管串中使用高抗回压浮箍，在下套管时保持一定量的掏空度。2）采用漂浮接箍（漂浮减阻器）下

6、套管。采用漂浮接箍（漂浮减阻器）下套管既能减小斜井段和水平段摩阻,又能减小套管浮重，而且该方法能准确地确定减轻的重量值，是减少下套管负荷的较好的办法。3）采用尾管固井及回接固井工艺。当套管有效负荷超过钻机有效提升负荷过多时，可将套管一次性下入改为分两次下入,即先以尾管的形式下入下部套管段，进行尾管固井，待水泥浆凝固后，再下入上部套管段与底部套管回接，并进行固井，从而解决了套管负荷过重的问题。2、大斜度井、水平井和大位移井大斜度井、水平井和大位移井下套管的主要难点是克服套管下入摩阻大的问题，一般根据井的难易程度分别采取以下措施。1）钻井液减阻技术。对于水平位移不大的大斜度井、水平井，一般为减小摩

7、阻，在钻井液中混入原油或加入减阻剂，以降低套管下入摩阻;并且在大斜度井段和水平井段的套管中加入足量的高支承力扶正器（有时用刚性扶正器），以防压差粘卡套管；由于下入了足量的扶正器，在固井时能保证套管在井内居中，有助于提高水泥浆顶替效率。2）滚动减阻技术。对于位移较大的井除采取以上措施外，还可以在钻井液中加入塑料球，使套管局部滑动摩擦变为滚动摩擦，以减小套管下入摩阻；另外在技术套管内和地层坚硬的井眼处可使用滚子扶正器，进一步减小磨阻，保证套管正常下人。3）套管漂浮技术。套管下入时，套管自身重力克服摩擦阻力，摩擦阻力为套管自重在接触面垂直方向正压力产生，对于位垂比较大的大位移井（一般大于2）,由于井

8、眼垂直段较短，下套管时，垂直井段重力推动力较小，而大斜度井段和水平段较长，不但不产生重力推动力，反而使摩阻加大（由于重力变成了对井壁的正压力，而摩阻与正压力成正比），因此套管下入更加困难，对于此类井，可采用“套管漂浮技术”降低套管对井壁的正压力，从而降低摩阻，实现套管正常下入。（1）大位移井下套管困难的原因分析。在下套管过程中，影响套管下入的力主要有：套管重力、套管浮力、套管与井壁的摩擦阻力和钻井液的黏滞力（图1）等。图1套管串在井内受力示意图要保证套管下入，必须满足下列条件:Gxcosa云yxpxcoea+F（式1）F=“xN（式2）押=（G-Q）xsina（式3）QnV.xp（式4）G套管

9、质量;Q浮力；F-摩擦力；N正压力式中V-套管体积；P一井眼流体密度;a井斜角；V.漂浮体积；从摩擦系数；上式中，井斜角、重力、流体密度、套管体积和摩擦系数在特定井段为常数，摩擦力F为可变量，由式2可知，影响摩擦力最直接的因素是正压力N,只有通过降低N值才能降低摩擦阻力F值。由式2、式3看出，当井眼钻完以后，井斜角a为固定值，套管串重力G为固定值，只有通过增大浮力Q才能降低N值，从而减小摩擦力F。由式4可知，增大浮力Q的办法是增大漂浮体积，可以通过封堵某一段套管使该段套管漂浮体积变为套管外体积，这样增加了漂浮体积，从而增大浮力Q。因此，增加斜井段或水平段的套管浮力，可以降低大位移井下套管摩擦阻

10、力。（2）使用套管漂浮减阻器（漂浮接箍）减阻。根据上述分析，如果将斜井段或水平段套管内的钻井液掏空，漂浮体积就变成了套管外体积，套管的重量没变，套管的浮力会增大，增加了套管离开井壁的正推力，从而使套管对井壁的正压力减小，摩擦力降低。因此，在下套管时，采用套管漂浮技术以减小套管下入摩阻。套管漂浮技术是通过使用漂浮接箍或套管漂浮减阻器来实现。使用方法是在套管串中的设计位置连接漂浮减阻器（或漂浮接箍），使大斜度井段或水平段的某段套管不灌入钻井液，以增加套管的漂浮体积，增加漂浮力，减小套管对井壁的正压力，降低套管下入摩阻（图2）。漂浮减阻卷扶正器空气重力下行力（重力分力）正压力（重力分力）正推力（浮力

11、分力）那浮力摩阻力套管浮舞浮喉图2漂浮减阻器减阻原理示意图3、漏失井F1）钻井过程中一直漏失的井。对于在钻井过程中一直漏失的井，在下套管前必须进行堵漏，防止在下套管过程中一旦发生井漏，造成无法处理的复杂情况；若井下有高压油、水、气层，下套管过程发生井漏时，会造成环空液面下降，可能带来井涌或井喷事故。2）下套管前堵漏成功的井。对于下套管前堵漏成功的井，在下套管时也要采取防漏措施，防止下套管过程中再次发生井漏。一般采用以下措施：（1）减小环空流阻。通过提高钻井液的流动性，降低循环钻井液时的流动阻力，从而降低钻井液上返时的动液柱压力，减小对井底的回压。（2）严格控制套管下放速度。降低环空钻井液回流速

12、度，从而降低流动阻力，减小套管下入过程的动液柱压力，以防压漏地层。（3）使用“自灌浆浮箍”。使用“自灌浆浮箍”实现下套管自动灌浆，使套管下入时流向环空的钻井液减少，既能减少下套管时间，乂能减小环空流体返速，达到降低环空流阻的目的；同时不需要停止下套管灌钻井液，防止套管粘卡。（4）补充环空液面。下套管过程中，始终观察环空钻井液液面，若发现液面降低，应及时补充钻井液，避免因轻微漏失使液柱压力降低，从而诱发油气水浸入井内造成井涌等复杂情况。3）下套管过程发生井漏的处理办法。对于井下较复杂的严重漏失井，尽管采取了一些防漏措施，但也可能在下套管过程中发生井漏；有些钻井过程中没有发生漏失的正常井，由于井眼

13、复杂，井下坍塌或缩径等原因，也可能在下套管过程中造成井下憋漏。对于下套管过程井下发生漏失的井，可采取以下措施。（1）开泵循环钻井液。增加钻井液流动性，降低流动阻力，减小井底的动液柱压力；同时将井下的岩石掉块及沉砂循环至沉砂池。（2）若不能建立循环，应及时向环空灌满钻井液。以防环空液柱面下降，不能压稳油、气、水层，造成井涌。（3）上提套管，并活动套管，试开泵循环。若还不能建立循环，再继续上提，直到开泵建立循环为止；循环处理钻井液，携带井眼内掉块和沉砂，当钻井液性能达到要求、井下干净时，再慢慢下人套管。（4）若还不能解决漏失问题，建议起出套管，下钻堵漏。保证井眼不漏后再重新下入套管。4、下套管时间

14、较长的复杂井一些井因井深并存在井下复杂情况，如易涌、易漏、井下掉块、缩径等，下套管速度不能过快，需要很长时间才能下完套管。由于钻井液长时间静止或没有系统循环钻井液，会导致井下情况变得更为复杂，如高压油、气、水向上运移带来井涌或溢流的风险；钻井液启动阻力增加带来开泵井漏的风险等。对于此类井必须采取以下措施。（1）下套管中途循环钻井液，并对钻井液性能进行处理，使得钻井液始终保持良好的流动性;通过循环排出地层进入钻井液中的气体，确保钻井液均匀并保持设计密度。（2）对于特殊工艺井，如“筛管顶部注水泥”、“封隔器完井”等需要使用盲管的井，必须使用“可循环式”盲管以保证下套管过程中循环钻井液，防止下套管过

15、程中井下发生复杂情况时无法处理。（3）下套管过程中，始终观察环空钻井液液面，若发现液面降低，应及时补充钻井液，避免因液柱压力降低而诱发油、气、水浸入环空，引起溢流或井涌。（4）根据井眼特点，选用适合井眼特点的扶正器，合理设计扶正器间距并加足扶正器，以避免套管下入过程中发生压差卡套管。5、井径不规则的井对于井径不规则的井，在认真执行常规下套管措施的前提下，还要着重加强以下措施。（1）选用导向性能和质量较好的引鞋，在前5根套管连续使用高弹性扶正器，并在引鞋附近固定1只扶正器，以保证套管导向，在下入过程中套管不戳向井壁。(2)下入的扶正器必须采取定位措施。最常用的方法是使用定位箍将扶正器定位，以防止套管上提或下放时扶正器被卡在小井眼