固井基礎知識

1、第二部分固井基礎知識第一章基本概念1、什么叫固井？固井是指向井內下入一定尺寸的套管串，并在其周圍注以水泥漿，把套管與井壁緊固起來的工作。2、什么叫擠水泥？是水泥漿在壓力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。3、固井后套管試壓的標準是什么？5英寸、51/2英寸試壓15MPa30分鐘降壓不超過0.5MPa7英寸，95/8英寸分別為10MPa和8MPa,30分鐘不超過0.5MPa103/4133/8英寸不超過6MPa,30分鐘壓降不超0.5MP&4、什么叫調整井？為挽回死油區(qū)的儲量損失，改善斷層遮擋地區(qū)的注水開發(fā)效果以及調整平面矛盾嚴重地段的開發(fā)效果所補鉆井叫調整井。5、什么叫開發(fā)井？亦屬于生產井的

2、一種，是指在發(fā)現(xiàn)的儲油構造上第一批打的生產井。6、什么叫探井？在有儲油氣的構造上為探明地下巖層生儲油氣的特征而打的井。7、簡述大慶油田有多少種不同井別的井？有探井、探氣井、資料井、檢查井、觀察井、標準井、生產井、調整井、更新井、定向井、泄壓井等。8、什么叫表外儲層？是指儲量公報表以外的儲層（即未計算儲量的油層）。包括：含油砂巖和未劃含油砂巖的所有含沒產狀的儲層。9、固井質量要求油氣層底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？固井質量要求，調整井、開發(fā)井油、氣層底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米）。10、調整井（小于等于1500米）按質量標準井斜不大于多少度？探井（小于等于3000

3、米）按質量標準井斜不大于多少度？調整井按質量標準井斜不大于3度。探井按質量標準井斜不大于5度。11、調整井（小于等于1500米）井底最大水平位移是多少？探井（小于等于3000米）井底最大水平位移是多少？調整井井底最大水平位移是40米。探井井底最大水平位移80米。12、目前大慶油田常用的固井方法有哪幾種？（1）常規(guī)固井（2）雙密度固井（變密度固井）（3）雙級注固井（4）低密度固井（5）尾管固井13、目前大慶油田形成幾套固井工藝？（1）多壓力層系調整井固井工藝技術。（2）水平井固井工藝技術。（3）斜直井固井工藝技術。（4）小井眼固井工藝技術。（5）深井及長封井固井工藝技術。（6）欠平衡固井工藝技術

4、。14、水泥頭是用來完成注水泥作業(yè)的專業(yè)工具，常用的有哪幾種？（1）簡易水泥頭；（2）單塞水泥頭；（3）雙塞水泥頭；（4）尾管固井水泥頭。15、51/2水泥頭銷子直徑為多少毫米？51/2水泥頭銷子直徑為24mm。16、常用的套管有哪些規(guī)格？5、51/2、7、75/8、85/8、95/8、103/4、123/4、133/8、20等。17、簡述技術套管及油層套管的作用？技術套管是封隔復雜地層，保證固井順利進行，安裝井口裝置，支承油層套管重量，必要時可當油層套管使用。油層套管是封隔油、氣、水層與其它不同壓力的地層，如因保護套管形成油氣通道，滿足開采和增產措施的需要。18、常用扶正器的規(guī)格有哪些？5X

5、51/4,51/2X71/2,51/2X81/2,51/2X93/4,95/8X121/4,133/8X173/4。19、上膠塞的作用是什么？（1）在管內隔開水泥漿和泥漿或清水；2）刮掉管內壁上的泥漿和水泥漿混合物（3）傳遞替泥漿終止信號。（4）進行油層套管試壓。20、實際施工時間和稠化時間的關系？稠化時間所規(guī)定的稠度值一般取多少BC？實際施工時間再加1個小時或1個半小時即稠化時間，稠化時間所規(guī)定的稠度值一般取5070BC。21、大慶長垣由北向南包括幾個三級構造？自北向南依次為順序為：喇嘛甸、薩爾圖、杏樹崗、高臺子、太平屯、葡萄花、敖包塔等七個構造。22、大慶油田中部含油組合的油層組有哪些？大

6、慶油田共有10個油層組，依次是薩零組、薩一組、薩二組、薩三組、葡一組、葡二組、高一組、高二組、高三組、高四組。23、大慶油田的標準層是指哪一段，巖性是什么？標準層是指嫩二段底部的一層劣質油頁巖。24、大慶油田的斷層屬于哪一類型？主要屬于斷距不大，延伸不太長的正斷層。25、扶正器作用是什么？目前使用類型有幾種？套管能下至預定井深并促使套管位于井眼中心。目前使用的扶正器類型有弓形扶正器，彈性限位扶正器，剛性扶正器，旋流扶正器。26、A級水泥使用深度及溫度是多少？A級水泥使用深度范圍01828.8井深，溫度至76.7C。27、G級水泥使用深度及溫度是多少？G級水泥使用深度范圍02440米井深，溫度至

7、93C。28、固井后，出現(xiàn)水泥塞的可能原因有哪些？（1）鉆井液性能不好，石粉沉淀，出現(xiàn)假塞現(xiàn)象；（2）套管長度與實際長度不符；（3）浮箍、浮鞋失靈，敞壓時管內回流水泥漿；（4）替泥漿時，泥漿中混有水泥漿。29、什么叫水泥漿“失重”現(xiàn)象？固井后，水泥漿在凝固過程中由于膠凝和橋堵原因，其液柱壓力降低的現(xiàn)象稱為水泥漿“失重”。30、什么叫多級注水泥固井？根據(jù)井下條件，需利用雙級箍實現(xiàn)兩次或多次注水泥的特殊工藝固井方法。31、使用封隔器的作用是什么？（1）密封技術套管，防止下部靈敏地層受泥漿和水泥漿污染。（2）防止高壓層間的相互溝通。（3）可隔離循環(huán)漏失層，減輕水泥對地層的壓力。（4）雙級注水泥時，不

8、必等待一級凝固時即可注入第二級水泥。32、尾管固井有哪些特點？（1）水泥漿稠化時間的確定：從混配水泥漿起至多余水泥漿完全循環(huán)出井口為止。考慮一定安全系數(shù)。（2）對尾管懸掛器及短方鉆桿等工具，要進行認真全面檢查。（3）下井鉆桿要認真通內徑。（4）對下井套管內徑要用通徑規(guī)檢查。（5）尾管與套管重疊段選150-300米，對尾管掛進行懸掛能力校核。（6）對鉆具長度，鉆桿收縮距，要認真計算。（7）要進行流變學設計。（8）在注水泥施工結束時，要保持回壓、以防管外水泥漿倒返。33U型管效應是怎樣形成的？答：所謂U型管效應即固井時套管內出現(xiàn)的真空現(xiàn)象，一般這種情況是由于水泥漿密度大于泥漿密度，由于密度不同在注

9、水泥時造成管內外的靜壓差，當管內外的靜壓差大到一定值，使這個值足夠克服整個流體的沿程阻力之和時，管內流體便會產生自由落體運動。隨著自由落體運動速度的增大，泵入的流體不能填滿管內便形成一真空段，即發(fā)生了U型管效應。34生位到井底是如何規(guī)定的？為什么？答：生位到井底這段距離一般約為每1000米井深為10米，這主要是為了替泥漿時膠塞刮掉套管內壁泥餅存于此而定的，一般認為1000米的管內泥餅約需10米的套管內容積。35高壓異常地層（憋壓層）會給固井質量造成一定的影響，目前常見的憋壓層類型有哪些？答：常見的憋壓層類型有：（1）透鏡體型（2）砂巖層尖滅型（3）滲透率變化型（4）斷層遮擋型（5）套斷型（6）

10、復合型（7）堵水型。36易漏井有哪幾種施工工藝技術？答：主要是應用雙級注注水泥工藝技術、雙密度注水泥工藝技術，施工時主要是控制水泥密度和泵壓、泵速。37固有高壓層的井，主要有何種措施？答：主要是考慮使用套管外封隔器，使用抗竄的特種水泥和外加劑，隔離液要適當減少，水泥漿密度控制好。38流動阻力主要受哪幾種因素影響？答：影響流動阻力的主要因素有：流體的流速、密度和流度參數(shù)，以及流體通過的當量直徑等。39隔離液的設計應注意哪些？答：隔離液的設計首先要考慮充分隔離開水泥漿和鉆井液另外還要考慮隔離液的使用，因其一般密度較低，會對環(huán)空液柱壓力造成一定影響，影響壓穩(wěn)。40有碰壓顯示，試不住壓怎么辦？答：即有

11、碰壓顯示，說明已碰壓，在排除假碰壓可能的情況下，檢查地面管匯和泵車管匯，看是否有短路部分，如果有整改后重新試壓，確保地面無問題，可判定為套管串有短路部分，應停止試壓活動。第四章固井設計知識固井設計包括套管柱設計和注水泥施工設計一、套管柱設計套管柱設計的目的在于保證套管安全下入，使套管柱滿足注水泥作業(yè)和后期完井作業(yè)需要。因此要求入井套管必須有足夠的強度（但不浪費）合適的居中度。一）套管強度計算方法套管柱強度包括：抗拉強度、抗擠強度、抗內壓強度中油集團公司頒布的“固井技術規(guī)定”中要求，在設計套管柱時，抗拉強度必須大于1.61.8（技套、表層1.6以上）；抗擠強度大于1.125；抗內壓強度大于1.1

12、。1、套管的軸向拉力及拉抗強度F0=iqixio-3F套管承受的軸向拉力，KNq套管單位長度的各義重力，N/ml套管段長，m上式計算為井口處套管所承受的軸向拉力。實際上在一口井上，井口套管承受的軸向力最大，在抗拉強度設計中，井口最為關鍵。在實際下套管過程中，套管要受到鉆井液的浮力，因此套管上各處所受的拉力要比在空氣中小，考慮浮力時，井口套管所受的拉力Fm,為Fm=占l（1-p/Ps）X10-3式中：Pd鉆井液密度，g/cm3Ps鋼材（套管）密度（取7.8）g/cm3我國在對套管設計時，一般不考慮浮力的減輕作用。通常用套管在空氣中的重力來考慮軸向拉力，認為浮力被套管柱與井壁之間摩擦抵銷。在定向井

13、及水平井中，套管彎曲會引起附加應力。當注入水泥漿量較大，在水泥漿未返出套管底部時，管內液體較重，將對套管產生一個附加接應力，F(xiàn)cFc=h(Pcp/1000)d2cin/4式中：Fc注水泥產生的附加力，KN;h管內水泥漿高度，mPc、Pd水泥漿、鉆井液密度，g/cm3dcin套管內徑。當注水泥過程中，流動套管時，應考慮該力。其它附加力：下套管過程中的動載，如上提時附加力；注水泥時泵壓變化等。這些附加力很難計算。抗拉安全系數(shù)St計算St=F/F0F為雙套管理論上能承受的最大拉伸力(接頭拉伸強度)，KN；F。一計算點以下井段套管在空氣中重力。2、套管承受的外擠力及抗擠強度套管承受的外抗壓力，主要來自

14、管外液柱壓力，地層中流體壓力，高塑性巖石的側向力及其它作業(yè)時產生的壓力。一般情況下，在常規(guī)套管設計中，外抗壓力按最危險的情況考慮，即按套管內全部掏空；套管承受鉆井液柱壓力計算，其最在外擠壓力為：Poc=9.8ixdxDX10-2Poc套管承受的外擠力。MPa衛(wèi)一管外鉆井液密度D計算的井深,m從式中可以看出，套管底角所受的外擠力最大，井口處最小。套管的抗擠強度：指套管在外擠力作用下，失圓、擠扁時的最大外擠壓力數(shù)值，一般從甲方手冊查閱。在有軸向載荷時的抗擠強度在軸向力作用下，套管能夠承受外擠或內壓能力是會發(fā)生變化的，或者說，是與地面做的抗擠或抗內壓強度是不一樣的。假定套管自重引起的軸各拉應力為oZ

15、，由外擠或內壓引起的圓周向應力為q。因套管為薄壁管，q比q小得多，可忽略不計，因此可只考慮軸向拉應力q和周向應力q二維應力，按照第四強度理論，套管發(fā)生破壞的強度條件為：2Z+q2t-qZqt=q2sqs為套管鋼材屈服強度，Mpa（qZ/qs）2-qZqt/qs+（qt/qs）2=1即為橢圓方程：q/q為橫軸，q/q為縱軸，為畫出應力圖軸為雙軸應力橢圓。考慮軸向拉應力時，套管的抗擠強度計算為近的采用下式：Pcc=Pcm/Fs）式中:Pcc存在軸向拉力時的最大允許抗外擠強度，MpaPc原軸向力時的套管抗外擠強度（手冊P160-177Fm軸向拉力，KNFs套管管體屈服強度（手冊P160-177）E式

16、在0.1Fm/Fs0.5范圍內計算誤差與理論計算值在2%以內抗擠安全系數(shù)Sc=Pc(或Pcc)/Poc3、套管承受的內壓力及抗內壓強度套管承受的內壓力來源：地層流體(油氣水)進入套管產生的壓力;生產中特殊作業(yè)(壓裂、酸化、注水)時的外來壓力。當井口敞開時，套管內壓力等于套管內流體產生的壓力；當井口關閉時，內壓力等于井口壓力與流體壓力之和。通常井口內壓力有三種確定方式：(1) 假定套管內完全充滿天然氣，則井口處內壓力近似表示為：P=P/e1.1155X10-4GL式中：P井口內壓力，MpaPgas井底天然氣壓力，MpaL井深，mG天然氣與空氣密度之比，一般取G=0.55(2) 以井口防噴器能承受

17、的壓力作為井口內壓力。(3) 以套管鞋處的地層破裂壓力值決定井口內壓力。Pi=L(Gf+AGf)Gf套管鞋處地層破裂壓力梯度，MPa/mAGf附加系數(shù)，一般取0.0012MPa/mt在上述三種方案中，一般采用套管內完全充滿天然氣時的井口處內壓力來計算。即第一種情況。套管的抗內壓強度指套管在內壓力作用下發(fā)生爆列時的內壓值。套管的抗內壓安全系數(shù)：S=p理/PiP理套管最小屈服強度下的抗內壓力，MPa；Pi計算點處實際承受的內壓力。（二）套管柱強度設計方法1、等安全系數(shù)法：基本思路是各危險載面上的最小安全系數(shù)等于或大于給定的安全系數(shù)。設計時，先考慮下部套管抗擠（通常水泥面以上磁管外應考慮雙軸應力，再

18、考慮上部套管應滿足抗拉及抗內壓要求）。2、邊界載荷法（拉力余量法）：此法抗擠強度設計與等安全系數(shù)法相同。抗拉強度采用：以抗拉設計的第一段套管的可用強度=抗拉強度/安全系數(shù)；邊界載荷（拉力余量）=抗拉強度-可用強度。以抗拉設計的第二段套管的可用強度=抗拉強度-邊界載荷以各段均按同一個邊界載荷來用可用強度。優(yōu)點：套管各段邊界載荷相等，套管受拉時，各段拉伸余量相等，避免浪費。3、最大載荷法：基本思路是將套管按表層、技套、油層分類，每一類套管按其外載性質大小進行設計。其方法為：先按內壓力篩選套管，再按有效外擠力及拉應力進行強度設計。4、AMOCO法，獨特之處：抗擠考慮受拉影響（雙軸），計算外載時考慮按

19、箍處受力，計算內壓時考慮抗應力影響。5、BEB法：圖解法，計算外擠內壓時考慮拉力的影響，拉應力按浮重計算，并考慮浮力作用在套管鞋底部截面上使底部受壓應力。6、前蘇聯(lián)設計方法：該方法比較繁瑣，一般不常應用，略。目前，我國常采用等安全系統(tǒng)法和BEB法。（三）套管伸長與回縮1、套管在外力作用下伸長AL二FL/AEF外力，N;L套管總長，m；A套管截面積，m2;E套管鋼材的彈性模量，E=206xi0PKpa=2O6xi/Pa2、套管在自重作用下的伸長Al=WL2/2AEW單位長度套管所產生的重力，N/m3、套管在泥漿中（下入井后）的伸長經(jīng)驗公式A=7.854-pm/4XL2x107pm鉆井液密度，g/

20、cm34、套管在熱應力作用下，伸長（縮短）量Alr=LZTAZH岡材料的熱膨脹系數(shù)；Z=12.1X106m/m；CAT套管變形前后的溫差，C在井眼中，由于溫度變化作用，套管伸縮量A二習jATjZ5、固井后套管回縮距計算固井后，由于下部封固段水泥的凝固，使井口套管承受的自重明顯減少，原來已拉伸的套管會由于受力的減少而回縮，因此要求從井口斜放套管回縮的距離，以保證套管不致于被拉段。套管回縮距計算，公式：AI_=L自/10E（L固p鋼丄總p）AL套管回縮距，m;L自自由段套管長度，m；L固封固井段套管長度，（封固段長）m;L總套管總長，m;p鋼一鋼的密度，g/cm3;pm泥漿密度，g/cm3;E鋼的

21、彈性模量，2.06Xl08KPao鉆井測試手冊P350頁也提供了一套經(jīng)驗公式：AL=7.854-p/2L固IX107pm泥漿密度，g/cm3;L固封固段套管長度，m;I自由套管長度，m（四）定向井套管強度設計在彎曲井段，套管彎曲應力對套管抗拉抗內壓強度影響較大。1、定向井中套管管體允許的彎曲半徑，推薦使用下式：R=ED/200YPK1K2式中：R允許的套管彎曲半徑，cmE鋼材彈性模量，206Xl06KpaD套管外徑，cmYp鋼材的屈服極限，KPa，甲方手冊P206表318心一抗彎安全系數(shù)，取1.8K2螺紋聯(lián)接處的安全系數(shù)，K=3井眼曲率K與井眼軌跡半徑R0關系R0=5730/KRo井眼軌跡半徑

22、K曲率（100.m）要想使套管安全入井，必須滿足：R地層孔隙壓力（2）欠壓易漏井及環(huán)空液柱壓力地層破裂壓力在高壓層與漏失層在一口井同時存在的情況下，固井設計必須以壓穩(wěn)為前提條件。（二）流體方案設計1、水泥漿方案（1）水泥漿密度。水泥漿密度必須滿足地層防漏要求和封固井段的特點要求。（2）水泥漿配方。水泥漿配方的選擇以確定的水泥漿密度、井深、井溫和地層水、氣特點來選擇。一般來說，按照井深和地層水特點來選擇油井水泥級別（A級運用于0-1828mG級適用于0-2440R），根據(jù)井底溫度選擇抗高溫外加劑，包摻料，根據(jù)地層壓力、滲透性確定水泥漿的防竄、防滲性能。目前，在大慶地區(qū)，一般調整井、開發(fā)井均采用A

23、級水泥，井深大于1800m的探井，采用G級油井水泥，深井（3000m以上）全部采用G級混石英砂抗高溫水泥漿體系。（3）水泥漿主要性能要求稠化時間：滿足施工要求，一般情況下要求不低于施工時間加1小時30分鐘。流動度：要求220mmo失水：根據(jù)油藏特點不同而不同，一般低滲油藏對油層保護要求較高時，采用低失水水泥漿，失水量控制在300ml以下，有特殊要求的按要求調節(jié)水泥漿失水量。初始稠度：要求水泥漿必須有較低的初始稠度（W15BC）?？箟簭姸龋簽闈M足完井期間射孔、酸化壓裂等作業(yè)要求，水泥石必須有足夠的抗壓強度。對常規(guī)水泥漿，要求水泥石的抗壓強度：24小時18MPa，48小時20MPa;對低密度水泥漿

24、，24h抗壓強度應大于12MPa48h抗壓強度大于14MPa。2、前置液方案使用前置液的目的在于有效沖洗附著在井壁和管壁上的殘余鉆井液，隔離鉆井液和水泥漿，并適應調節(jié)環(huán)空液柱壓力，為替凈和壓穩(wěn)創(chuàng)造條件。前置液包括沖洗液和隔離液。（1）前置液方案選配依據(jù)選配前置液方案主要依據(jù)鉆井液類型，關鍵時確定沖洗液。一般來說，使用油基鉆井完井，附著在井壁及管壁上的油膜難以沖洗，要求沖洗液必須對油膜有較強的乳化沖洗效果。而一般的水包油鉆井液體系則易于沖洗，因而對沖洗液選擇條件較為寬松。（2）前置液的性能要求與鉆井液和水泥漿具有良好的相容性;沖洗液密度滿足壓穩(wěn)要求。3、頂替液頂替液設計的關鍵在于平衡施工過程中管

25、內外壓差，降低施工壓力，保證施工安全。在地面設備許可的條件下，應盡可能采用較低密底的鉆井液或者采用清水做頂替液，以減少或避免固井后鉆井液中固相沉淀而出現(xiàn)的假水泥塞。（三）注水泥施工參數(shù)設計1、井眼容積Vw=刀Di2少i/4式中V為封固段井段容積；AHi、Di2分別為第I井段段長及對應的井徑。2、套管外容積即封固段內由套管外所圍的圓柱所占的體積。Vc=nDjH/4式中Vc為套管外容積，Dc為套管外徑，H為封固段長度。3、環(huán)形容積井壁和套管之間環(huán)空所占的體積。Va=Vw-Vc4、水泥塞體積指碰壓座(浮箍、承托環(huán)、阻流板等)到井底之間的一段套管內容積，固井后，這里充滿水泥。Vs=n(Dc-2t)2(

26、L-LJ/4式中Vs為水泥塞體積，t為套管壁厚，L為井深，Ls為碰壓座下深。5、設計水泥體積Vcem=Va+Vs+Vf式中，Vf為水泥漿附加量，附加系數(shù)依據(jù)地區(qū)注水泥經(jīng)驗系數(shù)而定。6、干水泥用量M=Vcem/q式中M為干水泥用量，q為單位水泥造漿體積。造漿量q因水泥漿配方、性能要求不同而不同。一般常規(guī)水泥漿(A、G級原漿)每袋水泥造漿量可用下式表示：q=15.873+(50-15.873p/(p-1)式中Pc為設計水泥漿密度。7、替鉆井液量Vt=B/ilivI、lI分別表示生位以上不同壁厚管柱的每米內容積和段長。8、用水量計算總用水量=注隔離液用水+注水泥漿用水+頂替用水+洗車用水9、施工泵壓

27、計算Pp=(PHA-PHc)+朋式中Pp表示施工最高壓力；Pha表示環(huán)空液柱最高壓力，Phc表示管內液柱壓力，AP為流動阻力，可用下式表示為：AP=0.2LV2fPDL套管長度，m；P流體密度，g/cm3;V流速，m/s;D套管直徑，cm；f流體范圍摩抗系數(shù)，f=0.00454+0.644Re-0.70當Re=2100時，f=0.00758AP也可以用以下經(jīng)驗公式表示：AP=0.00098L+(3-4)MPa。式中L為井深10、井底循環(huán)溫度計算T=T0+108L/168式中，T為井底循環(huán)溫度（C）,T。為循環(huán)出口溫度（C）,L為井深。第五章常見固井事故應急預案循環(huán)洗井階段1、循環(huán)洗井壓力過高怎

28、么辦？理論上講,循環(huán)壓力只應是沿程阻力作用的結果。如果由于洗井不充分,泥漿中固相含量過高；泥漿粘度以及切力過高；井壁坍塌脫落造成環(huán)空不暢等原因,應加大洗井排量或處理泥漿性能后使壓力降至正常值以后方可施工。如果是由于環(huán)空間隙過小,導致環(huán)空流速過快,應適當降低洗井排量,以防止沖毀井壁或坍塌。2、在洗井過程中發(fā)現(xiàn)泥漿中有油氣顯示應如何處理？首先應判斷是否是油氣侵造成的,如長時間大量的油氣顯示,則應提高泥漿比重,延長循環(huán)時間,適當提高洗井排量,直至油氣消失。3、在洗井過程中如發(fā)現(xiàn)水浸造成泥漿密度有明顯降低,應怎么辦？答:應提高泥漿比重。4、循環(huán)洗井時如發(fā)現(xiàn)微漏應如何處理？答：應繼續(xù)加大排量循環(huán),如漏失

29、加重,應進行堵漏處理,如循環(huán)一段時間以后,形成泥餅,微漏停止,方可固井。5、鉆進井漏處理以后如果在循環(huán)洗井時泥漿多返,應如何處理以待固井？答：應延長洗井時間，適當增大洗井排量，提高泥漿比重。6、井口出砂的原因有幾種？答：一是井底鉆屑沒有完全清洗出來。如果是由于泥漿性能問題，應調整泥漿性能，使其便于攜屑，縮短洗井時間，如果因為洗井不充分，應提高洗井排量延長洗井時間。二是井眼坍塌或井壁脫落。應加大洗井排量，調整泥漿性能，提高攜屑能力，直至井眼暢通，固相含量降低到正常范圍。7、停泵后套管懸重增加預示著什么？答：懸重增加一般發(fā)生于定向井或事故井，是由于井眼不暢造成套管受卡或定向井的鍵槽造成套管受卡。應

30、先行處理，待解卡后方可固井。8、停泵后套管懸重變輕應如何處理？答：如果套管懸重變輕，應先核算在去除泥漿浮力影響并校正指重表排除此因素外，應是套管斷或絲扣開，應拔套管并對扣打撈。二、停泵后至注隔離液階段1、注隔離液期間，發(fā)現(xiàn)井口返出量減少，應如何處理？答：停注隔離液，繼續(xù)循環(huán)泥漿，若注入量與返出量差較大，說明井漏嚴重，應進行堵漏處理到循環(huán)正常后，停泵固井。2、如果水泥頭接上有困難應如何處理？答：水泥頭接上困難，有三種可能，一是水泥頭絲扣壞，應及時更新保養(yǎng)水泥頭，現(xiàn)場有條件應及時更換；二是水泥頭或聯(lián)頂節(jié)圓度有偏差，應更換聯(lián)頂節(jié)或水泥頭；三是高寒因素，造成結冰影響施工，應及時供應蒸氣，增加人手盡快縮

31、短接頭時間。3、如果卸下循環(huán)接頭發(fā)現(xiàn)套管返吐應如何處理？答：如果返吐嚴重，說明環(huán)空內有憋壓，并且浮箍、浮鞋效果不好，應拔套管處理，重新下套管后應注意環(huán)空暢通。4、如果卸下循環(huán)接頭發(fā)現(xiàn)套管內液壓下降應如何處理？答：說明井漏。應接上重新循環(huán)進行堵漏處理。5、如果注隔離液車中途壞，不能施工，應如何處理？答：應立即更換備用泵車，并及時修復。三、注水泥階段1、在一口調整井注水泥初期，經(jīng)過調整的水泥漿密度仍未達到設計范圍內，應如何處理？答：一是更換水泥車，利用另一臺水泥車進行注水泥作業(yè)；二是若第一種辦法無法實現(xiàn)，采取把水泥漿全部循環(huán)出，洗井、拔套管，重新進行下套管固井。2、注灰漿期間若灰罐發(fā)生故障，停止下

32、灰，若無備用罐車，但注入量沒有達到設計量，應如何處理？答：一是看是否能確保封固油頂，如是可壓膠塞進行頂替作業(yè)。二是若不能確保封固油頂，應將水泥漿循環(huán)出地面，洗井拔套管重新固井。3、注水泥期間，水泥車因性能故障無法繼續(xù)注水泥，應采取什么措施？答：一是更換注水泥設備，完成注水泥作業(yè)；二是若所有設備均不能作業(yè)，應看注入量是否能封固油頂，若封固得上，可進行下一步作業(yè)；否則應盡快水泥將水泥漿循環(huán)出來，進行洗井拔套管進行二次固井。4、注水泥期間壓力激增，有幾種可能，應如何分別處理？答：（1）一種可能是留水泥塞過長或灌香腸，使施工無法繼續(xù)進行，其原因可能為a. 施工排量過大，造成井壁坍塌、堵塞，形成憋泵。b

33、. 泥漿性能不好，井下固相含量過多，在井眼較小處形成橋堵。c. 由于水泥中外摻料混配不均，造成環(huán)空中外摻料的沉降形成堵塞。d. 水泥漿性能變化，如稠化時間縮短，級別不符，水質影響等。e. 存在某高滲透性地層造成水泥漿大量失水形成橋堵。f. 外加劑使用不當或失誤，造成水泥閃凝。（2）第二種可能是膠塞提前下井，應停止施工，檢查予以確認。如提前入井，應拔套管處理。（3）井下異物。如在下套管時的井下落物或環(huán)空落物，堵塞在浮箍上造成憋壓或環(huán)空堵塞。（4）機械故障造成注水泥停頓，水泥漿靜止時間長，形成網(wǎng)狀結構迅速稠化造成二次開泵困難。（5）管線內扒皮。（6）水泥雜質過多或結塊過多。（7）用低級別水泥進行深

34、井施工。5、冬季施工注水泥開始時開泵困難是何原因？應如何處理？答：冬季施工應首要防凍，因此可能是泵車粘泵或管線內存水結冰造成無法施工，應迅速加熱或更換管線及車輛，繼續(xù)施工。6、在施工時發(fā)現(xiàn)水泥漿提前從地面返出應如何處理？答：（1）此種事故系上部套管斷裂或有裂縫，應立即停止注灰，用清水或泥漿頂替（不壓膠塞），直至井口不返泥漿后拔套管、洗井處理，準備二次固井。（2）如果是下入水泥面控制接頭的井，應通過計算是否是提前打開。如提前打開應把水泥洗出后，拔套管準備二次固井。7、如果施工車輛不足，使注灰達不到要求速度，應如何處理？答：應盡快組織足夠的施工車輛到達預定位置。8、如果注灰期間發(fā)生起泡應如何處理？

35、答：首先應立即停止注灰，防止低密度水泥或清水入井，然后加入足夠量的消泡劑，降低混配速度，提高灰漿比重，待無泡后方可繼續(xù)施工。9、注水泥漿后期，突然發(fā)生井漏，應如何處理？答：首先要判斷漏失層位，若可以判定漏失層位在封固段或油頂以上，可繼續(xù)注水泥作業(yè)。若判定漏失層在油頂以下，應停止循環(huán)出水泥漿，準備重新固井。10、若在注灰時發(fā)現(xiàn)水泥級別與設計不符，應如何處理？答：應立即停止施工，將水泥漿循環(huán)出來，重新洗井后，用正確級別的水泥固井。11、如果施工時外加液量不足，應怎樣處理？答：應先盡可能多地注入水泥漿量，同時應備好原漿水泥及用水，如果是深井盡可能用高級別的水泥補足?；蛟O計要求，將水泥漿全部洗出，拔套

36、管處理，進行重新固井。12、如果注灰用水溫度不符合要求，應如何處理？答：把注灰用水換成符合要求的溫度范圍內方可施工。13、在雙級注水泥中，如果一級注灰結束后循環(huán)出大量水泥漿，應如何處理？答：延長二次循環(huán)時間，直到泥漿中完全無水泥漿為止。14、如果在注灰時發(fā)現(xiàn)井微漏，但漏失層位不確定，應如何處理？答：如注灰量較少，應將水泥漿循環(huán)出來，待堵漏后方可固井，如注灰量較多，應進行適當?shù)母郊樱瑴p速慢注，以限排量方法進行頂替。15、注水泥漿結束后，壓完膠塞后發(fā)現(xiàn)井漏，應如何處理？答：開始頂替，注意限制排量以減輕井下壓力，測井之后再決定是否進行修井作業(yè)，注意不要打水泥帽。如果確定漏失層位位于油層，應拔套管，將

37、水泥漿洗出處理后，重新固井。四、替泥漿階段1、如果頂替作業(yè)時中途發(fā)生井漏，該怎么辦？答：應減速繼續(xù)頂替，直至碰壓為止。然后決定下步處理措施。2、替泥漿過程中，壓力偏高，超過正常替壓，但仍可泵送，應如何處理？答：注意觀察泵壓，在頂替泵能夠泵送的情況下，仍以原來的速度頂替，若壓力繼續(xù)增加，使大泵或泵車高速工作困難，可適當降低泵速，切不可停泵，否則二次開泵將十分困難，直至碰壓。3、替泥漿過程中，發(fā)生停電或泥漿量不夠，應如何處理？答：立即改為用泵車供清水繼續(xù)頂替，直至碰壓。4、替泥漿過程中，頂替設備發(fā)生機械故障，無法繼續(xù)施工，應如何處理？答：立即更換可用設備，或是泵車與鉆井泵之間的互換，直至碰壓。5、

38、如果一口油井固井時在替泥漿過程中發(fā)現(xiàn)水泥漿已返出地面，應如何處理？答：應繼續(xù)頂替直至水泥漿全部返出地面，然后進行工程事故處理。6、替泥漿過程中，替壓低于正常壓力較多，應如何處理？答：在排除壓力表工作不正常及管線良好的因素并校正之以外，應首先檢查套管懸重，若懸重減少很多，說明套管已斷或脫扣，停止頂替，由鉆井公司進行事故處理。若懸重正常，可繼續(xù)頂替。頂替過程中，認真觀察壓力變化，判斷井口返出情況，看是否套管有刺漏。若頂替達到設計量仍未碰壓，應在附加替量不大于0.5m3的范圍內停止頂替。7、在調整井施工中水泥漿已注入井內，發(fā)現(xiàn)油層套管程序不符合設計要求，應如何處理？答：立即停止施工，將水泥循環(huán)出地面

39、，拔套管重新洗井后二次固井。8、在固井施工中，如果頂替壓力突然升高，有何原因應如何處理？答：（1）膠塞可能提前入井，造成提前碰壓，或試壓如果至20MPa井口不返，應停止施工，待聲幅結果出來后進行事故處理。（2）對于下入封隔器的井，有可能封隔器提前打開，看能否活動套管，如不能，應停止施工。（3）水泥漿閃凝，造成灌香腸事故，應迅速拔套管處理。（4）環(huán)空坍塌造成堵塞，應謹慎活動套管，適當加大頂替排量，使環(huán)空暢通后繼續(xù)施工。（5）井下落物。如管線內扒皮等。（6）假水泥塞。如果泥漿性能不穩(wěn)定，在清水或壓膠塞液的作用下，形成假塞。（7）管串附件故障。如浮箍球體脫落。（8）泥漿與水泥漿或隔離液與水泥漿成泥漿

40、相溶性差，使水泥漿發(fā)生促凝。（9）套管異形，如受擠內徑變小，管內有落物，造成膠塞中途受卡等，應繼續(xù)加大施工壓力看是否能繼續(xù)施工，如若不能，則停止施工。9、在探井或深井開發(fā)井施工中，如果頂替泵上水不好，應如何處理？答：如已注完水泥漿，應減速慢替。如果仍不能適應施工要求，則改泵車頂替，此時可不考慮排量達標的問題。10、如果在施工作業(yè)時井下固井工具發(fā)生質量和施工問題應如何處理？答：參考局鉆井工程技術研究院編寫的固井工具現(xiàn)場應用應急措施。11、如果在頂替作業(yè)時，井口返量減少發(fā)生井漏該如何處理？答：應降排量繼續(xù)頂替，直至碰壓。如果漏點處于油層，應考慮拔套管處理。如果有水泥帽，則不可打水泥帽，待聲幅檢測后

41、決定事故處理或打水泥帽。12、如果在替泥漿時發(fā)現(xiàn)儀表記量不準，應如何采取措施？答：如果是大泵頂替，應查泵沖及轉數(shù)，確定當時排量以確定大泵頂替時間，應有充足的預留量。如果由泵車頂替，應一并考慮泵車計量及水罐水量，同時在頂替將近結束時，提前降低排量以防止求碰壓壓力過高。13、如果在替泥漿后期，替量已達設計量，卻仍未碰壓，針對不同原因，應分別如何處理？答：計量問題如果由于流量計儀表計量不準或容器計量有誤，使替量計算錯誤，應及時校正儀表，繼續(xù)頂替。 膠塞問題膠塞未下井，膠塞內無鋼板或鋼板碎。未裝膠塞。應替至設計量附加0.10.2m3后停止施工。 機械故障地面管匯、泵車管匯有刺漏，短路現(xiàn)象（泵車自循環(huán)）

42、，此時應及時排除故障，繼續(xù)頂替至碰壓。 套管刺漏或斷開形成短路。如果懸重減輕應判斷套管斷；如果壓力有所降低及套管口返泥漿或者環(huán)空返水泥漿，可基本判斷套管刺漏。 套管內異物造成膠塞與浮箍之間密封不嚴（如撬杠、螺栓等），此時征兆為壓力較高，但仍可泵送，此時若達到設計量應停止施工，憋壓候凝。14、如果碰壓后敞不住壓，是何原因，如何處理？答：一般由于浮箍、浮鞋質量問題引起單向閥失靈，應放壓回零后重新憋壓+2-3MPa。15、在頂替過程中發(fā)生提前碰壓，應如何處理？答：首先查看是否屬于假碰壓，試壓1015MPa仍不動，可提壓到20MPa,仍不動停止施工。 查年計量，與泵車計量對照，排除計量誤差； 查看套管

43、程序，排除套管下入錯誤，如果套管錯誤，應拔套管處理，準備二次固井； 管線內皮脫落，堵塞形成碰壓； 管串附近質量故障，浮箍球體脫落； 水泥閃凝。由于水泥漿性能不好（如外加劑加量錯誤，稠化時間過短，固井用水不合格或外摻料混配不均等）造成水泥漿閃凝。 假水泥塞造成碰壓，所以應提前備好相應壓膠塞液。 如果對于下入管外封隔器的井，判斷是否封隔器提前打開； 對于環(huán)空易坍塌井，應考慮是否有井壁坍塌或水泥橋堵的可能。16、如果碰壓后試壓15MPa有壓力降，應如何處理？答：雙浮失靈，應在壓差附加12MPa后憋壓候凝； 套管本體刺漏，一般停止泵送后套管內返吐水泥漿應附加12MPa憋壓候凝； 地面管匯及水泥頭刺漏，

44、應在檢查后重新更換或接好，重新試壓。 下入軟膠塞或膠塞鋼板碎，應憋壓候凝。 井下工具事故，如控制水泥面接頭提前打開。參考局鉆井工程研究院固井工具現(xiàn)場應用應急措施。17、施工結束后，如果環(huán)空仍返吐泥漿，應如何處理？答：首先應繼續(xù)觀察返情況，如逐漸減少，可繼續(xù)打水泥帽。如果返吐較嚴重，應等待測井結果，決定處理措施。有條件的情況下，應進行環(huán)空加壓25MPa,防止油層混竄。18、如果在頂替過程中，泥漿量不足，應如何處理？答：以備用清水用泵車繼續(xù)頂替。19、對于水泥帽質量較差地區(qū)，應如何提高本地區(qū)質量？答：淺層砂層水層和易漏層是引起水泥帽質量差的主因，對于泥漿比重在3之間的井，應下入液壓承托式水泥帽工具

45、，提高水泥帽質量。第六章注水泥質量檢測與評價一、固井質量的鑒定1、我國固井質量規(guī)定的基本要求 依據(jù)地質及工程設計，套管下深、磁性定位、人工井底和水泥返深符合規(guī)定要求。 合格的套管柱強度，規(guī)定的套管最小內徑及密封試壓要求，合格質量的井口裝定要求。 良好的水泥環(huán)封固質量、油、氣、水層不竄不漏。上述三方面要求對于注水泥工藝來說，水泥環(huán)質量鑒定是評價的主要方面。2、水泥環(huán)固結的質量標志 水泥環(huán)固結主要表現(xiàn)在水泥與套管，水泥與地層兩個膠結界面的有效封隔，代表質量優(yōu)良。從受力方面看，考慮兩個主要力；水泥的剪切膠結力支持和承載井內套管重量，該剪切膠結力亦是剪切膠結強度。水力膠結力它可防止流體或天然氣在環(huán)空水

46、泥環(huán)的竄移。這種竄移形式有界面竄移和體內竄移。界面竄移分套管與水泥間界面竄移（由于界面竄槽與微環(huán)隙），主要由聲幅測井來鑒定。水泥與地層界面竄移（由于界面竄槽與過厚的外泥餅所致），主要依據(jù)變密度測井來鑒定。體內竄移由頂替竄槽及不平衡固井所致，其它水泥孔隙裂縫等復雜因素亦為原因之一。采用噪聲測井以及聲波變密度和井溫測井來作出綜合判斷。獲得有效封隔油氣水層，水泥的水力膠結力十分重要。水力膠結強度是隨時間，水泥性能和溫度壓力條件而變化。2、水泥與套管界面的膠結力（1）套管在水泥候凝過程中，如果管內的內壓力變化使套管收縮形成微間隙，從而降低水力膠結力。（2）管壁粗糙度增強水力膠結力。（3）油濕管表面將降

47、低第一界面的水力膠結力。3、水泥與地層界面膠結力（1）水泥與地層緊密接觸，將提高膠結力。（2）外泥餅厚度與質量影響水力膠結力的變化。（3）頂替效率不高，產生較大水力膠結強度破壞。二、有關水泥環(huán)質量的檢查方法1、井溫測井主要應用于確定管外水泥返高，也作作為水泥充填程度的補義解釋水泥凝固產生的熱量將使其在正常溫度基礎升高幾度，利用這一因素完成井溫測井。測定水泥返高位置，就可計算充填效率，環(huán)空容積除以水泥漿體積即為充填效率，亦作為有無水泥竄槽發(fā)生的指示參數(shù)。 井下水泥候凝增溫隨水泥類別、配方及井下條件不同和時間有較大關系。2、聲波測井 聲波測井。亦是水泥固結測井。根據(jù)聲學原理向地層發(fā)射聲波或振動信號

48、，再拉媚并記錄信號往返的時間方法。它是試驗井測得的典型聲波信號，從而判斷水泥面與膠結情況。聲波測井曲線是用接在多芯電纜的標準聲波儀測得的，扶正器使測井儀居中，曲線記錄接收信號第一個半周期的振幅（mV）,接收器與發(fā)射器固定相距0.9144m（3ft。沒有膠結或固結不好的振幅大，固結好的振幅就小。 目前國內一些油田主要以聲波測井作為水泥固結質量的鑒定手段，自由段泥漿調幅在810cm,以此為100基數(shù)，聲幅值在10-15%以下為優(yōu)質,30%以下為合格。如果對聲波測井有疑問時,尤其產生套管與水泥之間微環(huán)隙縫時可考慮采用聲波波列的變密度記錄測井方法來解釋水泥固結質量,從第二界面情況作出正確判斷。3、變密

49、度測井這是套管固井聲波信號的全波顯示,它與水泥膠結測井配對使用,可提供第二界面資料。1）變密度測井介紹變密度測井是記錄接收器的波列，接收器距發(fā)射器1.524m(5ft處，在同一個測井儀上還可在離發(fā)射器0.9144m(3ft)再裝一個接收器，記錄水泥膠結測井曲線。設備中配有一臺示波器，發(fā)射器每發(fā)射一個脈沖，示波器的光點就在顯示屏面上掃過一水平軌跡，隨著與探測儀同步移動的記錄膠片的移動把示波器軌跡快速連續(xù)地拍攝下來，獲得變密度測井圖，最暗區(qū)對應于波形的最大偏移，最亮區(qū)則對應最大負偏移，最大的連續(xù)暗亮區(qū)域對比度表示出最大的聲波振幅值。變密度測井總稱為水泥膠結測井，一個晶體的發(fā)射器發(fā)出一個振動脈沖，由

50、接收器接收。VDL變密度測井；CBL首波幅度的水泥膠結測井。這兩種測井要求的最佳源距不同，CBL為清楚顯示套管波的衰減率要求短的源距。VDL為了在膠結好的井段顯示地層波，而要求較長的源距，為達到這些目的使用雙接收器裝置，同時提供0.9144m和1.524m源距的變厚度測井。記錄設備可將VDL和CBL信號直接記錄在同一膠片上，這樣可更準確地了解水泥膠結質量，辨別微環(huán)隙和竄槽。2)變密度測井微地震測井圖解析自由套管。傳播時間范圍內直而強的暗亮對比度，表明套管的強傳播性。當水泥與套管固結后，聲波會從套管傳給水泥，使套管傳播減弱，沿水泥傳播的聲波會逐漸減弱。如水泥與地層固結好，聲波傳給地層，且會收到強

51、地層信號。如地層傳播不清楚，可能水泥和地層膠結不良(或地層衰減大）。如果水泥與地層間沒有固結，但與套管固結好，套管信號衰減程度就取決于水泥環(huán)的厚度。水泥竄槽會增加套管信號，但其它部分固結好，也能收到地層信號。CBL-VDL圖示補充解釋和說明：自由套管段CBL及VDL圖示特點如下：強的套管波；非常弱的地層波或無地層波；接箍位置有明顯的人字形的圖形；在接箍位置CBL傳播時間稍有增加，幅度稍有減少；套管波到達時間不隨深度而變化。 圖示訊號解釋。VDL的套管波信號表示儀器居中，這時自由段套管信號是直線。若是擺動變化線，表示儀器不是始終居中的。人字圖形是每個接箍反射信號，圖形邊緣之間距離，表示發(fā)射器接收

52、器的長度。如果兩個界面膠結好，則是弱的套管波。強的地層波。若是水泥與套管膠結好，而與地層固結不好；套管信號弱，地層信號弱或者沒有。出現(xiàn)微縫環(huán)隙時；在整個水泥段出現(xiàn)強的地層波和套管波。 VDL-CBL水泥膠結測井小結。套管波很強，證實CBL中顯示的自由套管。當存在弱的套管波和強的地層波時，證明水泥環(huán)固結良好。VDL有助于區(qū)分微環(huán)隙和竄槽，微環(huán)隙CBL顯示很差，但實際密封良好。VDL有助于區(qū)分微環(huán)隙和竄槽，微環(huán)隙CBL顯示很差，但實際密封良好。能區(qū)分快速地層（硬地層）波和套管波，因此可以正確解釋CBL。如果泥漿含氣，VDL能夠表明讀數(shù)是不可靠的（整個波列衰減），而CBL會使人認為膠結良好。VDL能

53、夠顯示良好的地層聲耦合，在水泥膠結良好的層段VDL記錄常常有可能識別地層壓縮波，瑞利波（橫波）和泥漿波，能夠估計每種波的速度和相對幅度。4、關于膠結指數(shù)（BI）CBL聲幅（波）測井。它記錄聲波經(jīng)套管傳播到接收器時的幅度，CBL數(shù)值反映管外水泥環(huán)（石）情況及與之套管間膠結情況。自由套管段時，聲波的能量衰減最小，因此聲幅曲線的幅度最高，因此水泥厚度與水泥石的強度增加，會使聲波信號能量的衰減增大，使聲幅曲線的幅度減小。膠結指數(shù)（Bl）主要評價第一界面膠結質量。計算公式如下：BI=（lgCBLf-lgCBLmea）/（lgCBLf-lgCBLmin）式中：BI膠結指數(shù)；CBLf自由段套管的CBL值（幅

54、度值）；CBLmea需要解釋”段的CBL值；CBLm,認為是100%膠結好段的CBL值，一般取全聲幅曲線中水泥段中的最小CBL值BI值越大，其膠結質量就越好，當BI=1表示完全膠結。第九章、固井工藝（一）調整井固井技術1壓穩(wěn)技術（1）地層壓力預測與泄壓措施；（2）抗竄水泥外加劑固井技術；（3）應用封隔器封隔高壓層；（4）鎖水抗竄劑與封隔器聯(lián)用防竄技術；（5）控制水泥面技術；（6）控制隔離液高度。2防漏固井技術在保證高壓層壓穩(wěn)的同時，防止欠壓層漏失是多壓力層系調整井的又一難點。（1）防漏固井技術參數(shù)的分析及優(yōu)選。含：環(huán)空靜壓力分析；環(huán)空摩阻分析；激動壓力分析。（2）防漏施工措施的制定與實施。含：定量控制水泥漿注入量；控制水泥漿密度；改善流體流動性，控制施工壓力，尤其是激動壓力等。3替凈技術。保證套管居中，合理卡放不同功能的扶正器；加大水泥漿與洗井液的密度差；優(yōu)化施工排量；合理設計并應用前置液活動套管等。4密封技術。包括：水泥漿性能，提高水泥石強度；應用粘砂套管，提高第一界面膠結強度；應用高質量浮箍、浮鞋，以實現(xiàn)敞壓候凝等。（二）水平井、側鉆水平井等特殊工藝井固井技術水平井完井方法從裸眼完井、割縫篩管完井發(fā)展到尾管固井完井以及鉆孔篩管完井。其配套技術包括：1水平井固井優(yōu)化設計軟件進行套管柱強度設計和居中設計。2應用