振动胶塞固井技术在JF1-8-4井的应用

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。

新型涡轮式井下径向振动固井装置的研究与应用随着石油勘探开发领域的不断发展，井下固井技术日益成熟，其中涡轮式井下径向振动固井装置因其独特的工作原理和优势在实际应用中得到了广泛的研究与应用。

本文将对新型涡轮式井下径向振动固井装置进行研究与应用的情况作详细阐述。

1.新型涡轮式井下径向振动固井装置的工作原理涡轮式井下径向振动固井装置利用高速旋转的涡轮叶片产生的离心力将固井液中的固相颗粒分离出来，然后通过径向振动的力作用将固相颗粒固定在井壁上，从而实现井壁的固化。

2.新型涡轮式井下径向振动固井装置的优势（1）高效性：新型涡轮式井下径向振动固井装置采用高速旋转的涡轮叶片，使得固井液中的固相颗粒能够快速分离和固化，提高了固井作业的效率。

（2）节能环保：由于新型涡轮式井下径向振动固井装置采用涡轮叶片的旋转而非振动方式，减少了能源的消耗和噪音的产生，对环境的影响较小。

（3）高质量固井：新型涡轮式井下径向振动固井装置能够将固相颗粒牢固地固定在井壁上，提高了固井的质量和可靠性。

3.新型涡轮式井下径向振动固井装置的应用研究（1）固井液配方优化：通过研究和改进固井液的组分和配方，使其具有更好的分离性和固结性，提高固井质量。

（2）涡轮叶片材料的研究：涡轮叶片作为涡轮式井下径向振动固井装置的核心部件，其材料的选择和研究对于提高装置的耐用性和性能至关重要。

（3）装置结构的改进：通过改进涡轮叶片的数量、形状和旋转速度等参数，提高涡轮式井下径向振动固井装置的分离效果和固化效果。

（4）现场试验和实际应用：通过在实际勘探开发现场进行试验和应用的方式，验证新型涡轮式井下径向振动固井装置的性能和效果，并进行优化改进。

4.新型涡轮式井下径向振动固井装置的应用前景新型涡轮式井下径向振动固井装置具有高效性、节能环保和高质量固井的优势，未来在石油勘探开发领域具有广阔的应用前景。

随着井下固井技术的不断发展和完善，涡轮式井下径向振动固井装置有望成为井下固井技术的新趋势，为油田开发提供更好的技术支持。

２０２４年第５３卷第２期第４８页石油矿场机械犗犐犔　犉犐犈犔犇　犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０２４，５３（２）：４８ ５６文章编号：１００１ ３４８２（２０２４）０２ ００４８ ０９基于偏心式振荡器的井下可移动振动固井系统研制李进付（中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营，２５７０００）①摘要：综合分析了国内外振动固井工艺技术，在下完钻井套管的固井候凝过程中，利用振动固井工具或设备产生振动波，并对套管和固井泥浆产生振动压实效应，可以提高固井完井的质量。

现有振动固井工具大多数安放在井口位置，或固定安放在井筒某一处位置，或固定安放在套管底部，且不可回收，不能提高全井段振动固井效果。

以偏心式振荡器力学理论为基础，研制了一种可重复利用、可回收的新型井下可移动式振荡器，形成一套完整的振动固井系统，使得在整个固井候凝过程中全井段任意位置都能发挥作用，同时对于正常固井及其他设备不造成影响。

室内和现场试验表明：可移动井下振动固井系统对于已候凝２ｈ以内的抗压强度可提升４％，胶结强度提升７％，同时可显著提高第二界面固井质量，使用方便，操作简单，具有较强的经济性和广泛的推广应用前景。

关键词：振动固井；偏心式振荡器；可移动式振动固井工艺；水泥浆；胶结强度；第二界面质量中图分类号：ＴＥ９２１．５０２ 文献标识码：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３４８２．２０２４．０２．００７犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狅犳犝狀犱犲狉犵狉狅狌狀犱犕狅狏犪犫犾犲犞犻犫狉犪狋犻狅狀犆犲犿犲狀狋犻狀犵犛狔狊狋犲犿犅犪狊犲犱狅狀犈犮犮犲狀狋狉犻犮犗狊犮犻犾犾犪狋狅狉ＬＩＪｉｎｆｕ（犇狉犻犾犾犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犛犻狀狅狆犲犮犗犻犾犳犻犲犾犱犛犲狉狏犻犮犲犛犺犲狀犵犾犻犆狅狉狆狅狉犪狋犻狅狀，犇狅狀犵狔犻狀犵２５７０００，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｎｇｗａｉｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｆｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｔｈｅｃａｓｉｎｇ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎｗａｖｅｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｏｏｌｓｏｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄｖｉ ｂｒａｔｉｏｎｃｏｍｐａｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｏｎｔｈｅｃａｓｉｎｇａｎｄｃｅｍｅｎｔｉｎｇｍｕｄ，ｔｈｅｒｅｂｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｇｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ．Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｏｏｌｓａｒｅｐｌａｃｅｄａｔｔｈｅｗｅｌｌｈｅａｄ，ｆｉｘｅｄａｔａｃｅｒｔａｉｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅｌｌｂｏｒｅ，ｏｒｆｉｘｅｄａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｃａｓｉｎｇ，ａｎｄｃａｎｎｏｔｂｅｒｅｃｙｃｌｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｅｎｔｉｒｅｗｅｌｌｂｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｈｅｏｒｙｏｆｅｃｃｅｎｔｒｉｃｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｒｅｕｓａｂｌｅａｎｄｒｅｃｏｖ ｅｒａｂｌｅｄｏｗｎｈｏｌｅｍｏｖａｂｌｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｆｏｒｍａｃｏｍｐｌｅｔｅｓｅｔｏｆｖｉｂｒａｔｏｒｙｃｅｍｅｎ ｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｌａｙａｒｏｌｅｉｎａｎｙｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｗｅｌｌｓｅｃｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｃｅ ｍｅｎｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｈａｓｎｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｃｅｍｅｎｔｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒ①　收稿日期：２０２３ ０９ ０８　基金项目：中国石油化工集团有限公司重点科研攻关项目“东营凹陷页岩油钻完井提速提效技术研究”（Ｐ２１０６０ ３）。

固井技术（油气井钻井工程中的环节）引言：一、固井前的准备工作1.确定井口注入液体的类型：根据不同的井口情况和需要达到的效果，选择合适的固井液体类型。

一般来说，常用的固井液体有水泥浆、聚合物浆料等。

2.准备固井液体：按照井口注入液体的类型，准备相应的固井液体。

这其中包括水泥、添加剂等。

二、固井工艺的选择与设计1.固井方式的选择：根据井眼的地质情况、井深、钻井环境等因素，选择适合的固井方式。

常见的固井方式有单胶囊固井、双胶囊固井以及二级固井等。

2.固井设计：根据地层情况、井口注入液体类型以及固井目的，设计固井方案。

固井设计需要考虑井深、井眼直径、地层特征等因素。

三、固井液体的注入与硬化1.液体注入：将准备好的固井液体注入井口，注入过程需要通过压力控制保证注入效果。

2.硬化过程：固井液体在注入井口后，会发生硬化过程。

这个过程将使固井液体逐渐变硬，形成固体胶体，从而形成固定的井壁。

四、固井质量的控制与评估1.固井质量的控制：通过监测井口注入液体的压力、流量等指标，控制固井的质量。

一般来说，压力和流量的变化可以体现固井质量的好坏。

2.固井质量的评估：固井完成后，通过各种方法对固井质量进行评估。

例如，可以使用超声波传感器对固井质量进行检测，判断是否存在裂缝、空洞等问题。

五、固井后的后续工作1.固井封堵：对已经固化的固井液体进行封堵处理，以保证井壁的密封性。

这个过程中需要根据固井质量评估的结果，采取相应的措施。

2.固井记录与分析：对固井过程进行记录和分析，以便今后类似井口的固井作业有所借鉴。

总结：固井技术在油气井钻井工程中起着至关重要的作用。

固井工作需要进行充分的准备工作，选择合适的固井工艺，并在液体注入与硬化过程中进行控制与评估。

固井工作完成后，需要进行后续的封堵和分析工作。

通过合理的固井技术，能够保证井壁的稳定性，防止地层流体泄漏，从而提高油气采收率，并保护地下水资源的安全。