固井質(zhì)量問(wèn)題

1、1 1 1 淺談固井作業(yè)中常見(jiàn)淺談固井作業(yè)中常見(jiàn) 的一些問(wèn)題的一些問(wèn)題 匯報(bào)人：匯報(bào)人： 李祝軍李祝軍 日日 期：期：20092009年年7 7月月1717 2 2 2 目目 錄錄 一、固井防漏一些措施一、固井防漏一些措施 二、竄槽問(wèn)題二、竄槽問(wèn)題 三、油、氣、水上竄的問(wèn)題三、油、氣、水上竄的問(wèn)題 3 3 3 固井防漏一些措施固井防漏一些措施 1 1、控制下套管速度控制下套管速度。根據(jù)鉆井液密度。根據(jù)鉆井液密度 、塑性粘度、井眼尺寸、套管尺寸和薄弱、塑性粘度、井眼尺寸、套管尺寸和薄弱 地層破裂壓力梯度以及地層安全系數(shù)等參地層破裂壓力梯度以及地層安全系數(shù)等參 數(shù)計(jì)算允許的最大下放速度數(shù)計(jì)算允許的

2、最大下放速度 2 2、調(diào)整鉆井液的性能調(diào)整鉆井液的性能。在下套管前要。在下套管前要 盡量調(diào)整好鉆井液，使其要有良好的性能盡量調(diào)整好鉆井液，使其要有良好的性能 , ,做到做到低失水、低粘度、低切力、低含砂低失水、低粘度、低切力、低含砂 、薄泥餅和密度適當(dāng)、薄泥餅和密度適當(dāng)。 4 4 4 3 3、控制好開(kāi)泵泵速控制好開(kāi)泵泵速。固井的安全泵速以。固井的安全泵速以 鉆井時(shí)鉆井時(shí)鉆鋌周圍返速或最后循環(huán)泵速鉆鋌周圍返速或最后循環(huán)泵速確確 定。定。 在中途循環(huán)、注水泥、頂替時(shí)用安全在中途循環(huán)、注水泥、頂替時(shí)用安全 泵速來(lái)做。泵速來(lái)做。每次開(kāi)泵泵速不得超過(guò)安全每次開(kāi)泵泵速不得超過(guò)安全 泵速的泵速的30%30%

3、開(kāi)泵，泵壓正常后逐漸提高到開(kāi)泵，泵壓正常后逐漸提高到 安全泵速。安全泵速。 固井防漏一些措施固井防漏一些措施 5 5 5 竄槽問(wèn)題竄槽問(wèn)題 竄槽的定義竄槽的定義: :在注水泥過(guò)程中，在注水泥過(guò)程中，水泥漿不能將環(huán)水泥漿不能將環(huán) 空中的鉆井液完全替走空中的鉆井液完全替走，使環(huán)空局部沒(méi)被水泥封，使環(huán)空局部沒(méi)被水泥封 固的現(xiàn)象。固的現(xiàn)象。 竄槽的危害：竄槽的危害： 1 1、造成固井質(zhì)量下降，使套管失去水泥石的保護(hù)、造成固井質(zhì)量下降，使套管失去水泥石的保護(hù) ，受到巖石側(cè)向變形的擠壓，受到巖石側(cè)向變形的擠壓，引起套管損壞引起套管損壞。 2 2、在水泥石中形成連通的通道，、在水泥石中形成連通的通道，喪失封

4、隔不同壓?jiǎn)适Х飧舨煌瑝?力地層的作用，使地層外壓力竄通力地層的作用，使地層外壓力竄通。 6 6 6 竄槽形成的原因竄槽形成的原因 1 1、套管的居中不好。當(dāng)套管不居中時(shí)，、套管的居中不好。當(dāng)套管不居中時(shí)，造成頂造成頂 替過(guò)程中的各個(gè)方向上的頂替速度不均勻替過(guò)程中的各個(gè)方向上的頂替速度不均勻，水，水 泥漿的上升高度不一樣，高速一側(cè)容易突進(jìn)，泥漿的上升高度不一樣，高速一側(cè)容易突進(jìn)， 低速一側(cè)容易頂替不良，鉆井液不容易驅(qū)替走低速一側(cè)容易頂替不良，鉆井液不容易驅(qū)替走 ，偏心越大此現(xiàn)象越嚴(yán)重。，偏心越大此現(xiàn)象越嚴(yán)重。 要得到較高的頂替效率，通常要求居中度必要得到較高的頂替效率，通常要求居中度必 須達(dá)到須

5、達(dá)到6767以上，套管和井眼合理的環(huán)空間隙以上，套管和井眼合理的環(huán)空間隙 是是19.519.562.5 mm 62.5 mm 。 （通過(guò)查資料得）（通過(guò)查資料得） 通過(guò)在合適的位置添加扶正器能夠改善套通過(guò)在合適的位置添加扶正器能夠改善套 管的居中度。管的居中度。 7 7 7 竄槽形成的原因竄槽形成的原因 2 2、井眼不規(guī)則。尤其是在套管不居中時(shí)，極易、井眼不規(guī)則。尤其是在套管不居中時(shí)，極易 在大井徑處殘留鉆井液，形成竄槽。在大井徑處殘留鉆井液，形成竄槽?？梢栽谧⒖梢栽谧?水泥頂替的過(guò)程中上下活動(dòng)套管水泥頂替的過(guò)程中上下活動(dòng)套管，使鉆井液獲，使鉆井液獲 得一個(gè)得一個(gè)“牽引力牽引力”。 3 3、水

6、泥漿的性能。如果水泥漿的流變較差，使、水泥漿的性能。如果水泥漿的流變較差，使 頂替困難，泵壓較高，不容易達(dá)到紊流狀態(tài)。頂替困難，泵壓較高，不容易達(dá)到紊流狀態(tài)。 層流狀態(tài)會(huì)使環(huán)空中部的流速過(guò)大，造成突進(jìn)層流狀態(tài)會(huì)使環(huán)空中部的流速過(guò)大，造成突進(jìn) ，會(huì)加重竄槽。，會(huì)加重竄槽。 8 8 8 竄槽形成的原因竄槽形成的原因 4 4、頂替措施不當(dāng)。在頂替過(guò)程中，應(yīng)盡量調(diào)整、頂替措施不當(dāng)。在頂替過(guò)程中，應(yīng)盡量調(diào)整 水泥漿的流態(tài)，水泥漿的流態(tài)，使其在盡量低的泵壓、流速下使其在盡量低的泵壓、流速下 達(dá)到紊流達(dá)到紊流，一般紊流的泵壓較高、頂替流量較，一般紊流的泵壓較高、頂替流量較 大。如果井眼、設(shè)備不允許用紊流頂替

7、應(yīng)大。如果井眼、設(shè)備不允許用紊流頂替應(yīng)采用采用 小流量使水泥漿形成塞流頂替。小流量使水泥漿形成塞流頂替。 如果不能實(shí)現(xiàn)紊流頂替和塞流頂替，在安全（如果不能實(shí)現(xiàn)紊流頂替和塞流頂替，在安全（ 設(shè)備、井眼）允許的條件下，應(yīng)使用設(shè)備、井眼）允許的條件下，應(yīng)使用最大泵入最大泵入 排量，這樣也可獲得較高的驅(qū)替效率排量，這樣也可獲得較高的驅(qū)替效率。 9 9 9 油、氣、水上竄的問(wèn)題油、氣、水上竄的問(wèn)題 在水泥漿的凝結(jié)過(guò)程中有很多因素在水泥漿的凝結(jié)過(guò)程中有很多因素 會(huì)引起油、氣、水竄入環(huán)形空間，這主會(huì)引起油、氣、水竄入環(huán)形空間，這主 要是因?yàn)閴毫Σ黄胶?。要是因?yàn)閴毫Σ黄胶狻７乐沟霓k法是始防止的辦法是始 終保持

8、水泥漿的靜液柱壓力大于地層壓終保持水泥漿的靜液柱壓力大于地層壓 力、或是在水泥凝固時(shí)使套管、巖石兩力、或是在水泥凝固時(shí)使套管、巖石兩 個(gè)交界面上水泥石的膠結(jié)強(qiáng)度大于地層個(gè)交界面上水泥石的膠結(jié)強(qiáng)度大于地層 壓力。壓力。 10 1010 1 1、水泥漿失重。水泥漿是一種膠凝物質(zhì)，與水混合后會(huì)逐漸、水泥漿失重。水泥漿是一種膠凝物質(zhì)，與水混合后會(huì)逐漸 由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。水泥漿為液態(tài)的時(shí)，具有靜液柱壓力，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。水泥漿為液態(tài)的時(shí)，具有靜液柱壓力， 通常是大于地層壓力的。水泥漿轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)后，與套管、通常是大于地層壓力的。水泥漿轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)后，與套管、 巖石有較高的膠結(jié)強(qiáng)度，該強(qiáng)度可以防止地層壓力突破其

9、巖石有較高的膠結(jié)強(qiáng)度，該強(qiáng)度可以防止地層壓力突破其 膠結(jié)面而上竄。但在水泥漿由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程中，膠結(jié)面而上竄。但在水泥漿由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程中， 其靜液柱壓力會(huì)逐漸降低，其重力由粘附在兩個(gè)膠結(jié)面上其靜液柱壓力會(huì)逐漸降低，其重力由粘附在兩個(gè)膠結(jié)面上 的顆粒承擔(dān)。的顆粒承擔(dān)。當(dāng)水泥的重力完全掛在兩個(gè)膠結(jié)面上，就喪當(dāng)水泥的重力完全掛在兩個(gè)膠結(jié)面上，就喪 失了靜液柱壓力對(duì)地層的平衡作用，這種現(xiàn)象叫水泥漿的失了靜液柱壓力對(duì)地層的平衡作用，這種現(xiàn)象叫水泥漿的 失重。失重。 當(dāng)水泥漿有效靜液柱壓力由于固化而降低時(shí)，則不能平當(dāng)水泥漿有效靜液柱壓力由于固化而降低時(shí)，則不能平 衡地層壓力，衡地層壓力，如果

10、水泥與套管、與巖石的膠結(jié)強(qiáng)度較低，如果水泥與套管、與巖石的膠結(jié)強(qiáng)度較低， 則地層壓力有可能突破其連接而上竄則地層壓力有可能突破其連接而上竄。 油、氣、水上竄的原因油、氣、水上竄的原因 11 1111 2 2、橋堵引起的失重、橋堵引起的失重 橋堵的原因：橋堵的原因： 1 1、水泥漿中可能攜帶的有從井壁上沖洗下來(lái)的巖屑、泥餅、水泥漿中可能攜帶的有從井壁上沖洗下來(lái)的巖屑、泥餅 ，在靜止時(shí)會(huì)下沉，在井徑縮小的地方沉降下來(lái)形成橋堵，在靜止時(shí)會(huì)下沉，在井徑縮小的地方沉降下來(lái)形成橋堵 點(diǎn)。點(diǎn)。 2 2、高滲透層由于水泥漿的大量失水，在井壁上附著一層厚、高滲透層由于水泥漿的大量失水，在井壁上附著一層厚 的水泥

11、餅也會(huì)形成橋堵點(diǎn)。的水泥餅也會(huì)形成橋堵點(diǎn)。 橋堵阻止了水泥漿壓力體系的下傳，使作用于橋堵點(diǎn)以下橋堵阻止了水泥漿壓力體系的下傳，使作用于橋堵點(diǎn)以下 的地層靜液柱壓力下降的地層靜液柱壓力下降，地層流體會(huì)竄入橋堵點(diǎn)以下的環(huán)，地層流體會(huì)竄入橋堵點(diǎn)以下的環(huán) 空?？?。 可以采用可以采用水泥漿降濾失劑水泥漿降濾失劑來(lái)防止氣竄。來(lái)防止氣竄。 油、氣、水上竄的原因油、氣、水上竄的原因 12 1212 3 3、水泥漿中孔隙壓力降低。在水泥漿凝固、水泥漿中孔隙壓力降低。在水泥漿凝固 期間期間, ,由于水泥漿中的孔隙水隨著水化和由于水泥漿中的孔隙水隨著水化和 濾失而不斷減少濾失而不斷減少, ,使使水泥漿中的孔隙壓力水

12、泥漿中的孔隙壓力 不斷降低不斷降低, ,進(jìn)而導(dǎo)致氣體侵入到水泥漿基進(jìn)而導(dǎo)致氣體侵入到水泥漿基 體內(nèi)產(chǎn)生環(huán)空氣竄。體內(nèi)產(chǎn)生環(huán)空氣竄。 4 4、頂替效率不高、頂替效率不高。頂替效率差容易形成泥。頂替效率差容易形成泥 漿夾帶的竄槽漿夾帶的竄槽，為套管環(huán)空氣竄提供了，為套管環(huán)空氣竄提供了 通道。通道。 油、氣、水上竄的原因油、氣、水上竄的原因 13 1313 5 5、水泥漿體積的收縮造成油、氣、水上、水泥漿體積的收縮造成油、氣、水上 竄。常規(guī)的硅酸鹽水泥在凝固時(shí)，竄。常規(guī)的硅酸鹽水泥在凝固時(shí)，體積體積 會(huì)略有收縮，收縮率在會(huì)略有收縮，收縮率在0.2%0.2%以下以下，水泥，水泥 體積的收縮使交界面上出現(xiàn)裂縫，有可體積的收縮使交界面上出現(xiàn)裂縫，有可 能產(chǎn)生油、氣、水的通道。能產(chǎn)生油、氣、水的通道。 使用膨脹性水泥，防止水泥石收縮。使用膨脹性水泥，防止水泥石收縮。 油、氣、水上竄的原因油、氣、水上竄的原因 14 1414 6 6、套管內(nèi)放壓，使套管收縮。水泥候凝時(shí)，如、套管內(nèi)放壓，使套管收縮。水泥候凝時(shí)，如 果套管內(nèi)保持該壓力，套管處于膨脹狀態(tài)，候果套管內(nèi)保持該壓力，套管處于膨脹狀態(tài)，候 凝完畢，放掉套管內(nèi)壓力