下套管固井作业教程.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,固 井 工 艺,固井作业的基本认识,二,套管相关知识,一,套管附件与井口工具的认识,三,目 录,固井的施工过程,四,固井质量的检测标准,五,API,套管规范,一,套管柱强度设计与校核,二,套 管,下套管作业程序,三,套管的作用,1,、防止井塌，防止钻井液与井壁的过渡冲蚀；,2,、防止淡水层，低压力层被污染；,3,、防止油气泄漏；,4,、控制油气入井量；,5,、为控制井内压力提供条件；,6,、以便安装采油人工举升装置；,7,、为油气流动提供通道。,1,、级别：（,API Spec 5CT,包括四组各种规格和壁厚的套管）,第,1,组：,H,、,J,、,K,、,N,钢级的套管。,第,2,组：,C,、,L,和,T,钢级限定屈服强度的套管。,第,3,组：,P,钢级的高强度套管。,第,4,组：,Q,钢级特殊用途套管。,API,套管物理性能,API,套管钢级标准分类是以套管材质的最小屈服强度为依据。,制造套管的钢材是一种弹性材料：在外加拉应力作用下产生伸长，当外加拉应力除掉以后，又恢复到它原来的长度。,只要这个外加拉应力小于或等于钢材弹性极限或屈服强度时，当所施的外加拉应力除掉后就会恢复它原来的长度而不产生永久变形。,所谓钢材的屈服强度指的是：在外加拉应力作用下产生一个伸长，当伸长长度为原长度,05%,时，则这时的外加拉应力的值叫作钢材的屈服强度。,例如：某钢材长度,1m,，它的截面积为,2,英寸,2,，在,80,000,磅拉力作用下,其伸长长度等于,5CM,则这种钢材的屈服强度,80,000,磅,2,英寸,2,40,000,磅,/,英寸,2,2,、钢级标准：,API,套管物理性能,API,标准允许,7,种级别的钢材用作油井套管材料。这,7,种钢材分别是,H-40,、,J-55,、,C-75,、,N-80,、,C-95,、,P-110,、,Q-125,、,V-150,它们的最小屈服强度分别是,40,000psi,、,55,000psi,、,75,000psi,、,80,000psi,、,95,000psi,、,110,000psi,、,125,000psi,、,150,000psi,。,psi,是磅,/,英寸,2,的代号。,1psi,1,磅,/,英寸,2,0.07031,公斤,/,厘米,2,0.07031ksc,。,2,、钢级标准：,API,套管物理性能,2,、钢级标准：,API,套管物理性能,1,、套管标记,API,套管标记,常用,API,套管钢级颜色标记,钢级,接箍颜色,接箍上的彩带,管体上的彩带,图例,H-40,黑色,一条黑色带,J-55,绿色,一条绿色带,K-55,绿色,二条绿色带,N-80,红色,一条红色带,L-80,红色,一条棕色带,一条红色带、一条棕色带,P-110,白色,一条白色带,C-90,紫色,一条紫色带,C-95,棕色,一条棕色带,T-95,银白色,一条银白色带,Q-125,桔红色,一条桔红色带,3,、,API,扣型代号,扣型,长圆扣,短圆扣,梯形扣,无接箍,代号,CSG,LCSG,BCSG,XCSG,OD,代表外径；,ID,内径；,L,长度的第一个字母,钢的类型和管子类型,开式炉、电炉、基氧炉无标志；巴西马钢 标志为,“,B,”,S,代表无缝钢管；,E,代表焊接钢管,钢印标记,凡采用,API,标准生产套管的厂家，在接箍端外表上打有钢印（,API,组合符号；钢级代号；管子类型），并用明显的白漆圈（有方形的；有扁圆的等），圈起来。,API,套管标记,1,、圆扣套管从接箍端面量到公扣消失点的圆周线；,2,、梯形扣套管从接箍端面量到公扣处符号的底线处；,3,、无接箍套管及,RL,4,型隔水导管从母扣端面量到公扣台肩处；,4,、,ALT,、,ATD,、,ST,2,型的隔水导管从母头台肩面量到公头定位销下部处。,1,、长度标准：,代号,长度范围（,m,）,最小与最大长度间变化范围（,m,）,R1,5.49,7.32,1.83,R2,8.53,10.05,1.52,R3,10.97,12.80,1.83,API,套管标准,3,、,API,套管丝扣规范：,API,套管分为有接箍套管和无接箍套管（代号,XCSG,）两种。,API,有接箍套管丝扣分为长圆扣（,LCSG,）、短圆扣,(SCSG),、梯形扣,(BCSG),、气密封扣,此外还有,RL,4,型扣、,LS,型扣、,LS,2,型扣、,LS,2HP,型扣等等。,API,无接箍套管丝扣分为奥米加扣型、管端平坦线扣型（无接箍套管扣，英文为,EXTREME,LINE FORM,）等,API,套管标准,3,、,API,套管丝扣规范：,API,套管标准,符合,API,标准的油井套管可以是平头无螺纹套管，但通常是带有螺纹和装有接箍的，规格如下,8,扣圆形螺纹，无接箍,8,扣圆形螺纹，短接箍,8,扣圆形螺纹，长接箍,梯形螺纹，无接箍,梯形螺纹，有接箍,加长螺纹段,特殊接头,4,、,API,套管丝扣上紧扭矩,1,、同一尺寸、同一壁厚、同一钢级、同一扣型的每一根套管其紧扣扭矩值是 不完全一样的。因此,API,标准规定了紧扣的最小与最大扭矩值。,取最佳扭矩值的,75,作为最小扭矩值，取最佳扭矩值的,125,作为最大扭矩值。,紧扣时实际的扭矩值如果小于最小扭矩值而达到了上紧时的位置或大于最大扭矩 值而未上到上紧时的位置，则这样的套管应视为不合格套管，不允许下入 井内。,2,、下套管时，把开始的几根或十余根套管丝扣紧到上紧时的规定位置（圆扣 套管接箍台肩端面紧到与公扣消失端齐平或,1,扣，梯形扣套管接箍台肩端 面紧到与公扣上的符号的底线齐平或,1,扣，最多不超过符号 的顶点），记下每根套管的实际紧扣扭矩值，然后取其平均值作为继续下 套管的紧扣标准或参考。,API,套管标准,5,、,API,套管通内径规标准,下入井内的套管，入井前都必须用规定的内径规逐根通过检查，凡内径规 通不过者，应视为不合格套管。,API,套管标准,套管通径规直径,API,标准,套管通径规应为圆轴，其尺寸大小有如下要求。,套管内径,d,In,（英寸）,通径规,通径规直径,长度,In,（英寸）,厚度,Mm,（毫米）,In,（英寸）,Mm,（毫米）,16 d20,12,10.0076,11.9888,d,3/16,d,4.7625,9-5/8 d 13-3/8,12,10.0076,11.9888,d,5/32,d,3.96875,4-1/2 d8-5/8,6,8.001,10.0076,d,1/8,d,3.175,套管柱种类,根据海洋环境恶劣、钻探作业困难、地层压力变化大、安全作业要求严格等特点，套管柱有下列几种：,1,、隔水导管,常用,30”;,入泥深度一般为,30,100m,。,5,、尾 管,2,、表层套管,常用,20,13-3,8”,）,;,下深一 般,400,1600m,。,3,、技术套管,常用,9-5/8”,13-3/8”;,下深一般,500,4500m,。,4,、生产套管,常用,4-1/2,英寸、,7,英寸和,9-5/8,英寸）。,技术尾管,常用,7,英寸和,11-3/4,英寸。,生产尾管,常用,4-1/2,英寸和,7,英寸。,1,、,套管送井前的准备,外观检查，标记应清晰，否则应查清钢级。,外径及壁厚检查，其表面刻痕深度不得超过名义壁厚的,12.5,，其外径、壁厚、重量公差标准见右表,下套管作业程序,下套管作业程序,1,、,套管送井前的准备,通内径，其通径公差及内径规标准见表,6,12,（,B,）具有特殊要求的特殊通径标准见表,6,12,（,C,）,1,、,套管送井前的准备,丈量套管单根长度，长度应精确到,0.01,米。,套管应戴好公母护丝。,送井套管长度余量不低于,5,。,旧套管，应彻底清除表面防锈油质及清除管内铁锈和杂物。,按需要进行探伤和试压检查，试压标准如下：,114.3,244.5,毫米（,41,2,95,8,”,）套管，压力值相当于最小屈服压力值的,80,.,273.l,508,毫米（,103,4,20,英寸）套管，压力值相当于最小屈服压力值的,60,。,套管运送全过程，严防碰击。,送井套管必须附有包括套管数量、钢级、重量、螺纹类型及质量检查书面资料。,下套管作业程序,2,、,套管现场准备,套管运输船到达钻井平台后，应在天气适宜的情况下吊卸套管，,套管吊上平台后依据入井次序的钢级、重量、螺纹类型排列，后入井的放下层，先入井的放上层。,外观检查，凡凹陷、刻痕的深度超过名义壁厚的,12.5,不能入井。,螺纹检查,清洗公母螺纹，不应有明显伤痕、密封面完好。入井时需要涂密封锁紧脂的公母扣，必须用般土粉清洗。,通内径。通径规标准按表,6,一,12,（,B,）要求。注意保护螺纹，对靠金属锥面和端面密封的螺纹如,VAM,、,NK,3SB,、,NS,CC,等，在通内径时，要采取螺纹保护措施，不能卸掉母护丝。,下套管作业程序,2,、,套管现场准备,有问题的套管（变形、钢级不一，丝扣损伤或不一做上明显的标 志，并告知钻井监督）；,现场对原有的丝扣油进行清洗，清洗剂采用酒精，甲醇，三氯甲烷；不能使用柴油，煤油作为清洗剂，因残留丝扣内的清洗剂会稀释套管丝扣油；,入井时需要涂密封锁紧脂的公母扣，必须用般土粉清洗；,套管丈量精度,0.01m,，要测绘两遍，及时与套管本体上的套管长度（含扣长）比较，有问题反复核准；,套管记录数据：厂家、尺寸、扣型、钢级、标重、特殊特征、单根长度；,丈量单根套管长度及编号；并核定送井套管数量；编制入井套管程序表。,下套管作业程序,3,、套管的排序、丈量等注意事项：,甲板场地套管排序大小由中间向两边（以坡道为中心）；原则上不超过六层，防止套管因挤压而变形。摆放多层套管时，上下层垫木应对齐，防止下层套管因受弯曲力矩太大而弯曲。,送上平台的套管应进行外观检查有无伤痕和明显弯曲等缺陷，扣型是否符合设计要求。记录套管管体上的出厂信息，如产地、全长、直径、钢级、壁厚及单位长度重量是否与套管柱设计相符。,在套管公扣端有一平行于套管体的白线，白线延伸到公扣上有一钢印三角符号，三角符号靠近套管尾端的底边为丝扣的重合位置，此处又是丈量套管的起始点，应以尺子的零点对齐此位置。,有效长度,(,梯形扣,),有效长度,(,圆扣,),最后一个完整扣,下套管作业程序,3,、套管的排序、丈量等注意事项：,丈量套管应该用精确到毫米的钢卷尺，而不能用弹性大的尼龙尺或皮尺；钢卷尺长度应大于套管长度，保证每根套管一次测量完毕，以减小测量误差。,为测量方便，可在尺子合适位置绑一硬质挡头，使挡头卡在套管尾端时尺子零位正好对准如上面所提及的三角符号底边。但要保证绑紧不能滑动，他人绑的尺子在确认位置合适捆绑牢固之前不得直接使用，所丈量的套管参数发生变化时也应对挡头位置进行确认，如位置不合适必须重新绑定。,在大风时丈量套管应使尺子保持拉紧状态，以免卡在套管缝里。要求保留小数点后两位，并在套管上标出其长度和序号，同时在记录本上做好记录。为避免差错，要求另一组人员对套管长度进行复测和确认。,下套管作业程序,下套管作业程序,3,、套管的排序、丈量等注意事项：,一层套管丈量完毕，应将丈量尺寸在离套管接箍约两米处用油漆重新抄录一遍，并用油漆对套管进行编号。编号时要从一侧向中间编，编到已经对准钻台滑道时，开始从另一边接着已编的号码继续编，将本层套管编完，并在分界点处向两侧标箭头，且两侧编号要错开一段位置，错开距离以能很方便的分辨出分界点为准。抄录套管表时以测量时用粉笔标在接箍上的原始记录为准，而不要抄录用油漆抄录的长度。抄录时按编号的顺序进行，一层全部抄录完毕后将套管表上的和套管上的编号及尺寸进行核对，确认无误；在套管表上两层套管间做出明显标志，以方便监督调整下套管顺序。,较短的套管挑出，用做连接套管附件（如：浮箍、浮鞋、分级箍、泥挂等）和配长用；（监督要求）,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,下套管前，应对井眼进行处理，以满足下套管要求；检查提升系统,.,循环系统,.,动力系统,.,刹车系统以及相关仪表等，确保其灵活好用。,牙嵌离合器,取出防磨补芯，作业前应召开安全会，明确分工，统一认识，确保作业安全顺利。,一般要求，浮箍上的第一根套管及以下所有套管接箍，公螺纹要加螺纹粘结剂，并逐根灌满钻井液，保证套管在平稳状况下上扣。,下套管时应检查确认套管入井顺序，并注意不要损坏套管。,下套管遇阻上下活动套管时，操作者要密切注意指重表变化情况，上提负荷不能超过套管接箍强度的,70,。上下活动套管的一般原则为少提多放，尽可能将套管放下去，若多次活动无效，应接上循环头循环或泡油解卡。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,下套管时要保持井眼清洁，严禁手工具及其它物品落井。,当套管串中装有泥线悬挂器时，在套管柱下到预定位置，应尽快座好泥挂，以免因活动套管造成泥挂坐不到位。,焊接套管只适用于,N,80,以下钢级，,P,110,钢级禁止在上面焊接。,下尾管作业时，尾管悬挂器进入转盘后，要将转盘锁住，防止套管串转动出现下套管过程中突然坐挂。,下尾管时，送入钻杆的丝扣油应涂在公扣上，以免堵钻具水眼。,下完套管后，应先小排量打通，再循环泥浆，待岩屑减少，泥浆性能合格后，才能进行固井作业。循环时应检查好泥浆阀门，避免短路循环。,按套管规范紧扣，套管操作员要在套管大钳的扭矩表上做紧扣记号。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,定期给套管灌钻井液，管内外压差不得超过回压阀承受能力的,50,，同时也应控制管内外的最大压差。一般经验，,2068,千帕（,300,磅英寸,2,）的压差是允许的，因此套管掏空长度可按下列公式计算：,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,灌浆原因：,1,、减少迂阻和卡套管的机会；,2,、套管掏空多会挤扁套管；,3,、损坏套管附件；,习惯做法：,是每下,10,根，灌一次泥浆；使用自动灌泥浆装置，应定期用塑料模盖套管端部，检查是否有泥浆进入套管内；观察泥浆返出是否正常；缓慢开泵循环，循环量至少等于套管内容积，以保证套管内的杂物被循环出套管，防止固井时堵水眼。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,定期中途循环破坏钻井液的胶凝结构；避免压漏地层，按一般要求，每下,500,米左右循环一次，每次约,20,分钟。,控制下放速度。根据钻井液密度、塑性粘度、井眼尺寸、套管尺寸和薄弱地层破裂压力梯度以及地层安全系数等参数计算允许的最大下放速度，但以不压漏地层为原则。,（,1,）计算薄弱地层的安全破裂压力,Pab,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,（,2,）计算在薄弱地层下放套管时允许的激动压力梯度,dr,dL,（,3,）下套管时液体在环空的平均速度,Vao,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,（,4,）,下放套管时在薄弱地层深度（,L,）产生的激动压力梯度,设,为钻井液粘度毫帕,秒（厘米）。,解（,6,28,）和（,6,29,）联立方程，得：,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,人员挂好绳套后，离开钻台大门正前方，离开钻台扔绳套、橡胶护丝的位置。同时远离甲板坡道，防止吊套管绳套滑脱或拉断套管滑下伤人。,钻台上摘甲板气动绞车绳套时，防止绳套钩子摆过来打人。,甲板挂绳套公扣端在丝扣以上,0.5,米左右，过高钻台摘绳套不方便。,往钻台拉单根时要和钻台配合好，套管公扣比母扣低,1,2,米，防止公扣端绳套滑扣。,甲板工作要提前作好，及时把单根送上钻台，防止套管跟不上而引起井下意外。,下雨、下雪或套管上有冰，在套管上行走应格外注意。,滚套管时要查看人员处于安全区，以防挤伤。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,做好人员分工,.,司钻负责刹把操作，付钻负责前大门操作从甲板拉套管的气动绞车和负责指挥吊车及与甲板和司钻的联络，逐一确认套管编号，长度是否和套管下入表相符。另外前大门拉绷绳,1,人，扣单根吊卡,2,人，井口,2,人，具体由司钻安排架工、钻工。,人员所在位置要有退路，注意自身保护。,从甲板拉单根时一开始要慢，防止母扣撞坡道而损坏。,扣单根吊卡要注意上下方向，同时插好安全销，安全销链子要放在单根吊卡侧面。,司钻起单根时要与摘绳套配合好，同时不要撞井口操作台及井中套管母扣。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,往甲板扔绳套、护丝、甲板气动绞车钩子时，注意甲板水手，如无意中滑下去要及时喊水手躲开,扶单根对扣时，手不要抠套管公扣，防止挤手。,下卡盘开关不能在上卡盘关闭前打开气开关，并有专人操作。,架工一定要把上卡盘卡在套管母扣接箍以下，不能卡在接箍上。,套管母扣丝扣油不能在井内涂，要在甲板上涂好，防止刷子掉进套管内，而引起固井事故。,井口操作的人员的安全帽要用带子系好，扶正器销子、安装工具、手套要拿好，防止掉到套管内外。,司钻提升套管单根时防止单根吊卡绳套挂住套管卡瓦或井口扶正台，以防套管落井或伤人。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,30,”,套管使用活门吊卡时，活门要用绳子绑好，浅井（套管重量轻时）使用多片卡瓦时，卡瓦合拢处也要用绳子绑好。,卡好安全卡瓦,二级固井，分级箍通过卡盘扶正块要慢，防止卡在此处，并要提前测量分级箍通径尺寸。,不要挡住司钻的视线（司钻房至大门口：司钻房至井口）。,按套管下入表下入套管，并逐一确认。,下套管时使用卡盘时，一定要在出套管鞋前更换好。,使用自动灌泥浆时，一定要经常检查该装置工作是否正常。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,下套管过程中如果水手吊单根跟不上来，在裸眼，套管负荷重时，应该采取,“,化整为零,”,的方法来防卡：具体做法：接好单根后下放,1.5,米左右，停止,2.53,分钟：再下放,1.5,米左右，再停止,2.53,分钟；以此方法把单根下到底。,套管下出裸眼后除防止卡钻外，还应该防止挤漏地层，因此下放速度要平稳，同时应控制下放速度。,套管下到底后，应该灌满泥浆再接水泥头循环，防止把大段气体 挤入井内发生意外事故。,循环一开始时泵冲数一定要小，防止憋漏地层。,下套管后第一次下钻，速度要慢，防止套管变形而卡钻，因为套管尺寸越小壁厚越薄，越易变形；同时与钻头的间隙越小。,下套管作业程序,4,、下套管安全措施：,套管鞋深度，各附件深度及尾管顶部深度一定要记清楚，起下钻钻头扶正器到此处时防挂防顿。,使用双级固井时，该设施通过下卡盘扶正块时要慢慢通过，防止该设施外径大于扶正块内径卡在此处，同时应该提前测量二处的直径。,下套管作业程序,5,、套管头内座挂应考虑的问题：,套管强度。,套管挂的能力，通常采用,30-50,吨。,套管头的能力（经计算：环境温度每变化,1,华氏度，管子的应力增大,207,磅）。,下套管作业程序,6,、,下入,7”,尾管程序（推荐程序）,TIW 7,尾管悬挂器采用液压座挂系统，根据该工具的现场使用经验和推荐使用方法，其作业遵循,“下的去、挂的住、倒的开、起的出”,的总原则。,准备工作,下尾管,尾管座挂步骤,注意事项,技术要点,固井作业的特点,四,固井的作用,一,注,水泥的基本要求,三,固井的目的,二,二、固井作业的基本认识,固井的意义,五,简介,固井基础,何谓固井？,混合水,水泥,水泥浆,将水泥、水以及添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵送到预定深度的井壁与套管环形空间，使套管与井壁牢固粘结。,泥线,表层套管,技术套管,简介,固井基础,固井目的,封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺利进行,封隔油气水层，建立油气流出通道，防止产层间互窜,进行增产措施,保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染，,安装井口,高压油气,坚固地层,易漏失层,就是将水泥、水以及添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵送到预定深度的井壁与套管环形空间,自,1903,年以来主要目的是封隔井眼内油、气、和水层。,保护套管。,固井的目的,简介,固井基础,固井特点,作业时间短：,4,5,小时,材料用量大，成本高：,15,30,钻井总费用,属一次性工程，对质量要求高，补救困难,要求固井水泥环具有良好的气密性和足够的强度,层间窜槽,套管断裂,简介,固井工艺流程,泵清洗液隔离液下胶塞水泥浆上胶塞泥浆顶替碰压候凝,套管,井壁,简介,固井工艺流程,自升式,平台固井,半潜式平台固井,水泥浆,胶塞水下释放,简介,注水泥塞的工艺,稠,泥浆,/EZSV,光钻杆,水泥浆,清洗液,钻井液,泵稠泥浆或下,EZSV,下光钻杆至,预定位置,泵,清洗液（前置液）,泵,水泥浆,泵,后置液（与前置液同高）,钻井液替浆,上提钻杆，反循环,循环钻井液,候凝,简介,水泥塞的种类,封 堵 枯 竭 层,回填报废水泥塞,简介,水泥塞的种类,打,水泥塞作为测试地锚,堵 漏 水 泥 塞,简介,挤水泥工艺,功用：,1,）补救注水泥；,2,）提高地层破裂压力；,3,）堵水,水泥浆,清洗液,钻井液,水泥塞,/EZSV,水泥浆,清洗液,水泥塞,/EZSV,RTTS,水泥环,注,水泥塞,/,下,EZSV,泵清洗液、关防喷器,/,坐封,RTTS,，,试挤,解封,按注平衡水泥塞的方法泵送水泥浆,坐封，挤水泥入炮眼。蹩压候凝。,固井的意义,固井工程是钻井工程中最后一项也是最关键复杂的一项作业；,固井质量的好坏直接关系到油井能否正常投产、油井寿命的长短；,良好的固井质量是对油层保护最直接最有效的贡献（所以有助于提高固井质量的措施都应该不折不扣的实施）,补救措施往往是劳民伤财和何必当初的事。,套管附件,一,井口工具,二,三、套管附件与井口工具的认识,工具图片简介,三,1,、引鞋或浮鞋：引鞋是装在套管柱最下部，它引导套管柱下入井内，以防止套管底部插入井壁而预阻。而浮鞋除起到引鞋的作用外，还起到减轻套管柱重量、防止固井后回流的作用。浮鞋按其结构分为上密封式浮鞋，自动灌浆式浮鞋（压差式,/,常规式）；,套管附件,注意：,不管是上密封式还是自动灌浆式浮鞋都必须与同规格、型号的浮箍配套使用。,自动灌浆式浮鞋（及浮箍）在作业需要时，随时可通过投球或开泵循环破坏掉自动灌浆装置（因自动灌浆方式不同，破坏方式也有区别）,套管附件,单回压阀浮鞋,双回压阀浮鞋,可插入工具式浮箍（内管固井）,2,、浮箍：浮箍装在浮鞋以上,12,根套管单根上；其主要作用是减轻套管重量及防止固井后回流。其构造及类型一般与浮鞋相同。,套管附件,单回压阀浮箍,可插入工具式浮箍,（内管固井）,3,、碰压箍：一般接在浮箍以上一根套管上，。它提供碰压塞的密封座。当替泥浆终了时，碰压塞坐在碰压座上，此时泵压急剧增加，以指示替泥浆工作结束。,套管附件,4,、多级注水泥接箍（,DV/MSC,）：用于二级或三级注水泥工作。通常把分级箍下到上层套管鞋以下,50m,100m,左右，或下到注水泥井段的底部位置或者易破裂、易漏地层以上适当位置，使水泥浆能上返到易漏地层以上的环形空间,5,、套管扶正器：它的作用是扶正套管以便使套管位于井眼中心。通常在套管柱下部一些套管上、油层段上下、井径不规则段、水泥伞（篮）的上下、泥线悬挂器下入工具的上部位置。,6,、套管扶正器限位卡箍：一般装在套管本体上，以限制套管扶正器上下活动范围。,套管附件,套管附件,扶正器种类,刚性扶正器：使用在套管或刚性很强且规则的井眼里，有的为了减少磨阻，上面带有滚柱，常用于斜井的套管里。,弹性扶正器：单弓弹性大，变形量大，用于直井段或上部较软地层，双弓刚性大，可以减少磨阻。,半刚性扶正器：可旋转，降低旋转磨阻，螺旋式可提高水泥浆流速和改善涡流，必须配合止动环使用。,工具附件图片简介,弹弓扶正器,双弓扶正器,刚性扶正器,套管附件,7,、水下释放塞和尾管胶塞主要作用是完成水泥作业的各段液体的隔离、套管的刮擦、碰压等功能，平时装在水泥头里，通过地面控制完成释放到套管柱内。,胶塞,固井基础,套管胶塞,功用：刮掉管内附着物,套管附件,套管附件,8,、刮泥器：是一种机械式井壁清洁器。当套管上下运动或转动时刮掉井壁泥饼。刮泥器用卡箍卡住。在套管上装上刮泥器，也相当于在水泥中加钢丝绳来增加水泥环的强度。刮泥器结合井下条件进行选用，实际使用后可能导致井漏。,井口工具通常包括：套管水泥头、尾管水泥头、钻杆水泥头、快速接头、循环接头等,。,井,口工具,1,、套管水泥头：在套管固井时用于连接套管及地面固井管线，同时提供容纳,12,个套管胶塞空间，配有相应释放机构,2,、尾管水泥头：在尾管固井时，用于连接钻具与地面固井管线；同时能提供容纳钻杆胶塞及座封球的空间，配有相应释放机构,水泥头,功用：控制胶塞释放，为固井液,和钻井液提供通道。,井口工具,3,、钻杆水泥头：在半潜式钻井平台常规套管固井时使用，主要功能是连接井口送入工具与固井管线，并提供容纳钻杆胶塞及,/,或剪切球的空间，配有相应释放机构。,4,、快速接头：用于连接套管与套管水泥头。通常快速接头下段为对应套管扣，上端为快速扣。,井,口工具,5,、循环接头：主要用于下套管中途或下套管到位后建立循环。,通常循环接头按扣型分为两种：,套管扣,快速扣；套管扣,410,6,、插入接头：与插入式浮鞋或浮箍配套使用，主要完成大尺寸套管的内管固井作业；,7,、内管扶正器：内管固井或其类似固井作业中用于扶正钻具在套管内居中度。常为单弓型,井,口工具,工具图片简介,固井水泥头,循环头,快速接头,常见管串结构,1,、隔水导管管串结构：（,30,”,、,24,”,、,20,”,）,隔水导管浮鞋带快速销锁接头的隔水导管（泥线悬挂器）带快速销锁接头的隔水导管,2,、单级固井套管串结构：（,13-3/8,”,、,9-5/8,”,、,7,”,）,浮鞋,12,根套管浮箍套管,3,、双级固井套管串结构：（,13-3/8,”,、,9-5/8,”,、,7,”,）,A,、浮鞋,1,2,根套管浮箍（旁通塞座）一根套管碰压箍（碰压塞座）套管水泥篮（或水泥伞）分级箍套管,B,、浮鞋,1,2,根套管浮箍一根套管碰压箍（或碰压塞座）套管水泥篮（或水泥伞）分级箍套管,常见管串结构,4,、尾管固井管串结构：（,13-3/8,”,、,9-5/8,”,、,7,”,、,5,、,4-1/2,”,）,A,、,浮鞋,12,根套管浮箍套管碰压箍套管尾管悬挂器（封隔器）送入工具钻具,B,、浮鞋,12,根套管浮箍套管碰压箍套管送球器尾管悬挂器（封隔器）送入工具钻具,常见管串结构,常规固井方式,二,四、,固井施工过程,固井施工过程,一,一次注水泥,有效封隔套管和裸眼之间的环空,隔离产层和薄弱地层以及特殊、复杂地层,支撑和保护套管,封固地热井和热采井,导管,表层套管,技术套管,生产套管,尾管,尾管回接,通井；原钻具通井，要求井眼无阻卡、无沉砂。,通井情况直接关系下一步的下套管、固井作业。,下套管；合理套管扶正器加放以保证居中，底部五根管串要求,1ea/1jts,，其它井段,1ea/23jts,（生产井遵循,2ea/3jts,的总原则），但在隔层或油水同层段必须保证,1ea/1jts,；最好井口附近使用一个刚性扶正器；保证套管内灌泥浆干净（通过沉砂池）；如果使用自动灌浆的附件，在距离井底,100200m,时务必循环破坏该装置，严防沉砂进入套管内；,固井施工过程描述,1,、井眼准备,套管到位后，灌满排空，连接水泥头及固井管线，低泵冲打通，正常后（,1520min,）分阶段提高泵速,同时记录泵压（控制最高泵压小于,810,Mpa,）、返出、做泵效试验；严禁直接到设计循环泵排量；循环量不少于二周，第一周要求排量比设计的正常循环排量要低，待井底返出后再提高到大排量循环，防止蹩漏；要求振动筛干净，井眼内无沉砂，原则要求气全量小于,1%,；调整泥浆性能，在保证井眼安全的前提下，主要降低黏度、切力，为提高顶替效率和界面胶结创造最好的条件。,固井施工过程描述,2,、固井前循环,固井施工,通水试压,3000psi*10min,，确认后开始注水泥作业；,固井泵注冲洗液,XX m,3,；,投底胶塞；,注水泥浆：领浆,XXm,3,；比重,1.581.75,；尾浆,XXm,3,；比重,1.801.90,；,投顶胶塞，尽量确认胶塞下行；,固井泵替尾水,XX m,3,；,替泥浆,XX m,3,，高泵速替至尾浆出鞋到内外平衡前某一适当时刻，然后慢替到碰压；,按要求数据碰压，稳压,10min,检查回流；若单流阀失效，则替回（有碰压显示即可）视情况蹩压,60120min,；,在注替过程中，要求钻台和气测自始至终监视泵压和井口返出情况；,释放压力，检查回流。,固井施工,内管工艺,保证套管鞋居中,确认内管串密封,使用海水早强水泥浆体系，特殊情况下领浆可使用搬土,水泥浆密度设计以防漏为主,对钻进发生漏失的井段，可适当加大附加量同时提高水泥浆的触变性,对有浅层气的井段，要求留,23m,水泥塞,设计原则：,保证套管鞋的封固质量；确保水泥上返到井口；实现裸眼的水泥浆填充,。,常规固井方法内管,设计原则：保证套管鞋的封固质量；确保油气水层的层间封隔；实现裸眼的水泥浆填充。,单级工艺,调整泥浆性能，在井眼安全的前提下，主要降低黏度、切力,冲洗隔离液的设计要兼顾顶替效率和井下安全,水泥浆性能的要求可因不同封固目的而不同,套管附件用法和扶正器用量，要遵循一般原则，但应受限于井下安全,根据井眼的实际状况确定顶替方案，遵循“高则高低则低”原则,对于油气比较活跃的井，要维持全程动态当量平衡,对钻进时存在漏失的井段，要尽可能达到固井需要的当量比重要求,BHST110,使用硅粉,避免悬空固井,2.,常规固井方法单级,双级工艺,根据井径、岩性、目的层等合理确定分级箍的深度,避免一级留高塞或替空（低压循环、测泵效、指定活动池）,考虑双级的适用井况（压力限制、不同水泥浆体系、目的层跨距过长，严重漏失层、保证固井质量）,液压分级箍的选用（,30,以上、存在,DLS,严重段，但有塑性,&,蠕变地层、潜在的桥堵,&,漏失等情况不推荐）,设计原则：,保证套管鞋的封固质量；确保油气水层的层间封隔；实现裸眼的水泥浆良好填充；保证分级箍的安全打开和关闭。,常规固井方法双级,尾管工艺,尾管悬挂器的三个关口“入井、出上层套管鞋和到底”,TIW(,德州）尾管悬挂器的下入、座挂和脱手,各种井况下冲洗隔离液用量和水泥浆比重因势而易,避免留高塞或替空（,低压循环、测泵效、指定活动池、观察啮合,）,避免环空桥堵（,循环干净、“水量”控制、调控泵速大幅变化,）,后续施工控制技术（,起钻、座封隔器、循环,&,蹩压，,CBL,、,试压,）,设计原则：,保证两个套管鞋的封固质量；确保油气水层的层间封隔；实现全井段的水泥浆良好填充；保证尾管的下入、作挂和丢手。,2.,常规固井方法尾管,五、固井质量检测标准,固井质量检测,一、固井质量评价方法,固井水泥胶结,质量,评价测井是油井完井过程中一项重要的测井技术，是检查水泥与套管之间,(,通常所称的第一界面,),、水泥与地层之间（第二界面）的胶结情况的测井方法。,1,、井温测井,主要应用于确定管外水泥返高，也可作为水泥充填程度的补充解释。水泥凝固产生的热量将使其在正常温度基础上升高几度。利用井温测井可以确定水泥面位置及检查水泥窜槽。,固井质量评价技术,2,、水力测试,水力测试可以检测邻近层的油、水或气、水窜槽位置及检查射孔井段的封堵效果。目前最常用的方法是耐压试验和排液试验。,（,1,）耐压试验。耐压试验就是在井口加一定的压力，观察压力下降的情况，以检查套管柱的密封性或挤水泥质量。,（,2,）排空试验。就是用气举或提捞等方法，部分或全部掏空井内液体，并关井一段时间，观察井内变化。,固井质量评价技术,3,、声波幅度测井（,CBL,）,技术,声波幅度测井（,CBL,）,只记录声波波列中的首波幅度，因而只能提供水泥环与套管之间（第一界面）的封固情况。,若水泥环与地层之间（第二界面）封固不好，而形成窜槽，用声波幅度测井资料就不能判断。,CBL/VDL,测井解决了这一问题。,固井质量评价技术,声波变密度测井仪（,CBL/VDL,）。除记录首波外，还记录到后继波，不仅可以评价第一界面的水泥胶结质量，还能较好地评价第二界面的水泥结质量。,在现场推广应用中，见到了较好效果。,4,、声波变密度测井仪（,CBL/VDL,）。,序,号,水泥胶结类型,声波幅度,（,CBL,）,声波变密度,（,VDL,）,幅度,套管波,地层波,1,“自由套管”居中或偏心,高,强,无或强,2,第一界面胶结好，第二界面胶结好,低,弱,强,3,第一界面胶结好，第二界面胶结中等,低,弱,中强,4,第一界面胶结好，第二界面胶结差,低,弱,弱或无,5,第一界面胶结中等，第二界面胶结好,中低,中强,强,6,第一界面胶结中等，第二界面胶结中等,中低,中强,中强,7,第一界面胶结中等，第二界面胶结差,中低,中强,弱或无,8,第一界面胶结差，第二界面胶结差,高,强,无,声波变密度的解释标准（水泥胶结类型与,CBL/VDL,的对应关系）,固井质量评价技术,5,、扇区水泥胶结测井（,SBT,）,它主要从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向测量水泥胶结质量,固井质量评价技术,二、国内外现状,Sclumberger,公司水泥评价测井仪（,CET,）,是一种用于检查水泥胶结质量的测井仪器。,利用反射声波来确定套管的平均直径、椭圆度、偏心度及反映水泥胶结质量的水泥抗压强度等。,弥补了声幅测井仪和声波全波列测井仪的不足。,西方阿特拉斯公司的扇区水泥胶结测井仪（,SBT,）,利用推靠臂把六个极板推靠到套管内壁上去，相临四个滑板构成螺旋状双发双收声衰减测量系统,把管外环形空间六等分，分别考察水泥胶结质量，实现测量的高分辨率,360,全方位覆盖,用相对方位资料确定水泥沟槽的相对方位,固井质量评价技术,康普乐公司的扇区水泥胶结测井仪,（,SBT,）,采用两组相连的压电陶磁晶体作为全方位发射器，一组用于,CBL/VDL,的声波发射，另一组用于,SBT,的发射,。,SBT,声系由处于同截面的八个发射探头和处于另一同截面的八个接收探头组成，两截面相距,2,英尺,每个发射探头和处于另一截面的接收探头组成一组，分别探测截面,45,角范围内的套管外水泥胶结质量。,8,组探头组合就能探测套管外,360,的水泥胶结质量，实现了测量的高分辨率,360,全方位覆盖。,固井质量评价技术,固井质量评价技术,候凝时间分别为,24,小时、,31,小时和,42,小时的,SBT,第一界面胶结状况。可见，随着时间的推移，水泥胶结强度在逐渐提高。这符合实验室水泥试验的强度发展规律。当水泥强度得到充分发展时进行固井质量测井，才能最为真实地反映固井质量。,目前的问题在于，在现场进行固井质量评价的时候，测井操作工程师和测井解释工程师都不知道管外环空的水泥究竟在什么时候才能充分凝固，而固井质量测井一般只进行一次。,24小时,42小时,31小时,固井质量评价技术,声波耦合，特别是套管外表面与水泥环之间（第一界面）的声学耦合，是利用声波类固井质量测井资料成功评价固井质量的关键，也是声波类测井的主要缺点。,对于,SBT,和,CBL/VDL,测井，套管壁厚内的声波相对于水泥环作剪切运动，管外水泥环是它的负载。套管波声波幅度主要取决于第一界面胶结强度。,常规水泥胶结测井主要反映水泥环第一界面胶结状况,地层,水泥环,测井仪器,套管,水泥环,测井仪器,T,R1,R2,固井质量评价技术,如果微间隙大于0.1,mm，,一般不能阻止水和轻质油在层间的窜通。,当微间隙小于0.1,mm,且充满水时，通常能够保持层间封隔。,但是，在天然气井中，即使微间隙小于0.1,mm，,也不能阻止层间气体窜通。,THANKS,！,