固井技术简介

固井工艺简

井深结构图

固井按井深结构可分为：1·表层套管固井

2·技术套管固井

3·油层套管固井

4．回接套管固井

1表层套管固井：一般通俗指20 ”133/8”或95/8”套管的固井，其目的是为了封固松软，易垮塔地层，为下部继续钻进作准备。

固井工艺一般采用单级固井或内插管固井

A) 单级固井指一次性注完设计水泥浆并按设计替浆到位。

B) 内插管固井指用专用工具内插管插入插入座后，注浆按设计量返出后，按设计量替浆，起钻循环

固井工序 序号 单级固井 序号 内插管固井

1 套管下到设计井深 1 套管下到设计井深

2 循环泥浆 2 循环泥浆

3 接水泥头 3 下钻插入

4 连接注浆，替浆管线 4 开泵检查密封

5 试压，装胶塞 5 注前隔离液

6 注前隔离液 6 注浆返出地面

7 注浆 7 注后隔离液

8 投胶塞 8 替浆

9 注后隔离液 9 起钻循环

替浆 10

2技术套管固井

一般通俗指7”133/8”或95/8”套管的固井，其目的是为了封固下部复杂地层，为下部钻开油气层，做好准备。

固井工艺一般采用单级固井，双级固井，悬挂固井。

A) 单级固井与表层单级固井相同。

B) 双级固井：指由于所封固地层的地层压力相差较大或由于封固断较长所采用的一种特殊固井工艺。采用分级箍分两次注浆的固井工艺。 C) 悬挂固井：指由于封固段较长，所下套管悬重较大或由于钻井成本考虑。所采用的一种特殊固井工艺，采用固井专用工具－悬挂器与上层套管下部的连接达到技术固井的目的

固井工序

序号 双级固井 序号 悬挂固井

1 套管下到设计井深 1 套管下到设计井深

2 循环泥浆 2 循环泥浆

3 接水泥头 3 座挂，到扣

4 连接注浆，替浆管线 4 接水泥头

5 试压，装胶塞 5 连接注浆，替浆管线

6 注前隔离液 6 试压，装胶塞

7 注水泥浆浆 7 注前隔离液

8 投下胶塞 8 注水泥浆浆

9 注后隔离液 9 投下胶塞

振动固井技术

内容摘要：振动固井是在下套管、注灰、顶替和候凝的过程中，采用机械振动、液压或空气脉冲、水力冲击等手段，产生振动波作用于套管、钻井液和固井液来提高固井质量的一项新技术。实践证明，振动可以提高水泥石强度，,提高顶替效率，消除水泥中的气泡，形成完好的水泥环，还可以缩短候凝的时间，防止固井后的油、气、水混窜，有利于提高一、二界面的胶结强度。

关键词：振动固井 固井质量 脉冲式 谐振器

一、 概述

国外在60年代就开始这方面的研究工作,主要以前苏联和美国为代表。前苏联已有5个油田近百口井成功地使用了这项技术,有效地提高了固井质量,获得明显的经济效益。国内在这一领域开始进行系统研究,1992年大庆钻井研究所对振动固井技术进行探索性研究,1994年大庆钻井技术服务公司与大庆石油学院合作,研究并设计了一种水力脉冲振动套管鞋。从室内试验和现场试验结果看,它的振动作用是比较明显的,但还没有真正应用到现场。1998年辽河油田钻井二公司和航天工业总公司606研究所电子仪器厂协作研制成功了井下水力脉冲振动发生器,并进行了17口井的现场试验,合格率为100%,优质率为94%,取得良好效果。

动态振动固井是在常规振动固井技术的基础上进行的改进，动态振动式相对于传统固定位置条件下的振动而言的，是指振动器一边在套管中自上而下运动，一边在套管中振动，并在一定范围内传动振动波。固井施工过程中，在注水泥，顶替和候凝时，采用自发振动的激振器让振动波对套管，钻井液和水泥浆产生作用，提高固井质量。通过激振器在全井阶段中的运动，实现整个套管柱的阻尼共振效应，全面激活界面、钻井液和水泥浆，改善流体流动性，提高顶替效率、水泥石强度和界面胶结质量，防止活跃地层流体侵入环空，从而达到提高固井质量的目的。

二、 振动固井技术

1、 振动对固井质量的作用

振动能提高水泥石强度：前苏联乌发石油研究院科技人员通过室内试验,证实了这样一种结论,即对水泥浆建立振动场,不论振动场强或弱,均可提高水泥石的强度。

分级(双级)固井技术措施与应急预案

所谓双级固井工艺技术是指通过一种特殊固井工具分级箍及其各种配套的塞子，来实现将较长的水泥封固井段分成两段进行封固。分级固井主要是因水泥封固段太长，防止井漏而减少井下漏失水泥浆而采用的双级或多级固井方法。

一、分级固井工艺技术的应用范围

(1)一次注水泥封固段太长，压差过高，一般注水泥设备难以满足施工要求。

(2)低压易漏失井固井时，由于一次封固段太长，压差过高，容易引起固井漏失。

(3)一次封固段太长，上下温度太大，水泥浆性能无法保证固井要求。

(4)油气分布不均，不连续且中间间隔距离太长时。

二、分级箍安放位置的确定原则：

依据油气水层及漏层位置决定

(1)全井封固的井，一般安放位置在井深1/2处，同时考虑地层、井径、井斜方位及垮塌情况。

(2)主要油气层间隔距离较大时，其位置选择在上部油气层底界以下40-60m处。

(3)易漏失地层，一般选在漏失层以上50-80m处。

(4)分级箍以下必须要有足够长度的套管，一般不少于450m，以保证分级箍顺利打开。

三、分级箍的规格类型

目前常用的分级箍其规格尺寸有φ244.5mm，φ177.8mm，φ139.7mm，127mm。

分为机械式和液压式两种类型，它们的主要区别在于：

(1)机械式：用于直井或井斜角小于25度的井，依靠重力塞打开循环孔进行二级固井，其打开压力较低。

(2)液压式：用于任何井型，可以不用重力塞而直接蹩压，打开循环孔进行二级固井，其打开压力较高。

四、双级固井其主要区别在于使用的特殊胶塞和重力塞的作用，将分级箍的滑孔先剪切开建立循环然后注水泥、替浆时靠特殊胶塞再剪切锁钉使滑套下落封闭循环道孔，从而避免了射孔固井糊炮眼的工序。

分级固井的要点：①、注完水泥替量时，下胶塞通过分级箍处时要减少替浆排量，(必须事先计算好通过分级箍的流量)

固井技术现状及发展趋势

一、国内外固井技术

（一）油井水泥及油井水泥外加剂

油井水泥及油井水泥外加剂发展速度突飞猛进，国外基本水泥共有十三类水泥，油井水泥外加剂共有13大类200多个品种。为适应向API水泥标准的转化，我国油井外加剂也发展到10大类100多个品种。

1、基本水泥

目前国外BJ、福拉斯马斯特、道威尔、哈里伯顿和诺斯科等五大能源技术服务公司都生产基本水泥，我国只生产一类油井水泥（波特兰水泥）。基本水泥共有十三类：波特兰水泥、高铝水泥、市售低密度水泥、市售膨胀水泥、微细波特兰水泥、微细波特兰水泥和微细高炉矿渣混合物、高细度水泥、高炉矿渣、微细高炉矿渣、波特兰水泥和高炉矿渣的混合物、可储存的液体水泥、酸溶水泥、合成树脂水泥。

2、油井水泥外加剂

外加剂只能改变水泥浆的物理性能而不能改变其化学成分，水泥浆只不过是外加剂的载体。国外油井水泥外加剂主要以哈里伯顿、BJ、休斯、德莱塞、道威尔、西方五家公司的产品为代表，我国油井外加剂也发展很快，水泥外加剂品种比较多，主要分为13大类。包括：促凝剂、缓凝剂、降失水剂、分散剂、消泡剂、减轻外掺料（减轻剂）、加重外掺料（加重剂）、防漏外掺料（防漏剂）、防止水泥石高温产生强度退化的外掺料、触变水泥、隔离液和冲洗液、清除钻井液污染剂、特种外加剂。

（二）国外固井技术

1、新型“钻井”固井液技术

美国壳牌石油公司及几个其它石油公司的一批科研开拓者，在多功能钻井液（UF）性能、胶凝浆特性、泥饼固化、界面胶结等方面作了大量的实验（剪切胶结，激活剂的扩散实验，水平井大型井筒顶替模拟试验），研制出新型“钻井”固井液技术，只是在原有钻井液配方的基础上，添加不多的高炉淬厂渣或其它可水化材料，基本上不影响钻井液的其它性能。新型“钻井”固井液技术采用UF钻井、MTC固井提高了钻井液和固井液的相溶性，有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液的不相溶问题，从而实现了第一、二界面的良好分隔和胶结强度，特别是提高第二界面的胶结质量，减少和阻止油气、水流体的层间窜通，而且由于激活剂的扩散和渗透，使泥饼形成了固化的致密泥浆，阻止循环漏失和水泥浆液柱回落。新型“钻井”固井液与普通油井水泥浆相比，调节性能的外加剂价廉，而且具有低失水、强度发展快、沉降稳定性好、耐污染等特点，新型“钻井”固井液技术淡化了顶替机砗投ヌ婕际酰?饩隽朔掀?昃?号欧旁斐傻幕肪潮；の侍狻?br>