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天然气集团公司固井技术规范

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2020年5月29日
文档仅供参考

固 井 技 术 规 范
(试行)

中国石油天然气集团公司
5月

目 录
第一章 总 则 1
第二章 固井设计 1
第一节 设计依据和内容 1
第二节 压力和温度 2
第三节 管柱和工具、附件 3
第四节 前置液和水泥浆 5
第五节 下套管和注水泥 6
第六节 应急预案和施工组织 8
第三章 固井准备 8
第一节 钻井设备 8
第二节 井口准备 9
第三节 井眼准备 9
第四节 套管和工具、附件 11
第五节 水泥和外加剂 13
第六节 固井设备及井口工具 15
第七节 仪器仪表 16
第四章 固井施工 17
第一节 下套管作业 17
第二节 注水泥作业 18
第三节 固井过程质量评价 20
第五章 固井质量评价 21
第一节 基本要求 21
第二节 水泥环评价 22
第三节 质量鉴定 23
第四节 管柱试压和井口装定 24
第六章 特殊井固井 25
第一节 天然气井 25
第二节 深井超深井 27
第三节 热采井 28
第四节 定向井、大位移井和水平井 28
第五节 调整井 29
第七章 挤水泥和注水泥塞 30
第一节 挤水泥 30
第二节 注水泥塞 33
第八章 特殊固井工艺 34
第一节 分级注水泥 34
第二节 尾管注水泥 35
第三节 内管注水泥 37
第九章 附 则 38

中国石油天然气集团公司固井技术规范

第一章 总 则
第一条 固井是钻井工程的关键环节之一,固井质量对于延长油气井寿命和发挥油气井产能具有重要作用。为提高固井管理和技术水平,保障作业安全和质量,更好地为勘探开发服务,依据有关规定制定本规范。
第二条 固井工程应从设计、准备、施工和检验环节严格把关,采用适应地质和油气藏特点及钻井工艺的先进适用固井技术,实现安全、优质、经济、可靠的目的。
第三条 固井作业应严格按照固井设计执行。
第二章 固井设计
第一节 设计依据和内容
第四条 应以钻井地质设计、钻井工程设计、实钻资料和测井资料为基础,依据有关技术规定、规范、标准进行固井设计并在施工前按审批程序完成设计审批。
第五条 进行固井设计时应从井身质量、井眼稳定、井底清洁、钻井液和水泥浆性能、固井施工等方面考虑影响施工安全和固井质量的因素。
第六条 固井设计中至少应包含以下内容:
(1)构造名称、井位、井别、井型、井号等信息。
(2)实钻地质和工程、录井、测井资料等基础数据。
(3)管柱强度校核和管串结构设计、水泥浆化验数据、固井施工参数等关键施工数据的计算和分析结果。
(4)固井施工方案和施工过程的质量控制、安全保障措施。
(5)应对固井风险的技术预案和HSE预案。
第七条 用于固井设计的重要基础数据应从多种信息渠道获得验证,尽量避免以单一方式获得数据。
第二节 压力和温度
第八条 应根据钻井地质设计、钻井工程设计、实钻资料、测井资料评估或验证地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力。
第九条 确定井底温度应以实测为主。根据具体情况也可选用以下方法:
(1)经验推算法:
井底循环温度(T循)的经验计算公式:
T循＝钻井液循环出口温度(℃)+垂直井深(m)/168(m/℃)
其中,钻井液循环出口温度取钻井液循环1～2 周时的出口温度。
或者T循=井底静止温度×地区经验系数
其中,地区经验系数的取值范围一般为0.75～0.90。
(2)地温梯度法:
井底静止温度(T静)计算方法如下:
T静=地表平均温度(℃)+[地温梯度(℃/m)×垂直井深(m)]
其中,地表平均温度为地表以下100m处恒温层的温度。
(3)数值模拟法:
采用专用设计软件中的温度模拟器计算井下循环温度。
第三节 管柱和工具、附件
第十条 套管柱强度设计应采用等安全系数法并进行双轴应力校核,高压油气井、深井超深井、特殊工艺井还应进行三轴应力校核。
第十一条 高压油气井和深井超深井的管柱强度设计应考虑螺纹密封因素。热采井的管柱强度设计应考虑高温注蒸汽过程中的热应力影响。定向井、大位移井和水平井的管柱强度设计应考虑弯曲应力。
第十二条 对管柱载荷安全系数的一般要求为:抗外挤安全系数不小于1.125,抗内压安全系数不小于1.10,管体抗拉伸安全系数不小于1.25。对于公称直径244.5mm(含244.5mm)以上的套管,螺纹抗拉伸安全系数不小于1.6,对于公称直径244.5mm以下的套管,螺纹抗拉伸安全系数不小于1.8。
第十三条 在正常情况下按已知产层孔隙压力、钻井液液柱压力或预测地层孔隙压力计算套管柱抗挤载荷。遇到膏盐层等特殊地层时,该井段套管抗挤载荷应取上覆地层压力值,且该段高强度套管柱长度在膏盐层段上下至少附加100m。
第十四条 对于含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体井的套管柱强度设计在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。
第十五条 压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求应由采油和地质部门在区块开发方案中提出,作为设计依据。
第十六条 套管螺纹的一般选用原则能够参考下表执行。
内压力(MPa)
井况
可选用螺纹
保证条件
≤28
油井
水井
LC
BC
1.螺纹公差符合API STD5B
2.使用符合API Bul 5A3的螺纹密封脂
3.井底温度≤120℃
油气混和井
气井
LC
BC
1.螺纹公差符合API STD5B
2.使用专用螺纹密封脂
3.井底温度≤120℃
热采井
金属密封螺纹
1.需要全尺寸评价试验验证
2.注汽温度≤350℃
28～55
油井
水井
LC
BC
1.螺纹公差符合API STD5B
2.使用专用螺纹密封脂
3.井底温度≤120℃
油气混和井
气井
凝析气井
金属密封螺纹
1.螺纹公差符合验收条件
2.井底温度≤177℃
3.选用LC和BC时应使用专用密封脂,且井底温度符合要求
55～98
油井
油气混和井
气井
凝析气井
金属密封螺纹
1.螺纹公差符合API STD5B
2.使用符合API Bul 5A3的螺纹密封脂或专用密封脂
3.井底温度≤177℃
≥98
所有井
金属密封螺纹
1.需要全尺寸评价试验验证
2.螺纹逐根套管检验
3.使用专用的螺纹密封脂
4.井底温度≤177℃
第十七条 在公称直径相同的管串中,套管柱顶部至少应有一根套管与管柱中通径最小的套管相同。
第十八条 分级箍、悬挂器等工具和浮箍、浮鞋等套管附件的强度应不低于同井段使用的套管强度,其螺纹类型与所联接套管一致或者经转换短节能够与套管相联接,材质选择应按Error! Reference source not found.要求执行。转换短节不应降低套管螺纹的密封级别。
第十九条 应根据井径、井斜和方位测井数据进行套管扶正器设计并结合具体井下情况优化套管扶正器数量和位置。其中,套管扶正器安放至少应做到套管鞋及以上30～50m每根套管安放一只、含油气层井段每根套管安放一只、分级箍等工具上下30～50m每根套管安放一只。
第二十条 刮泥器、旋流发生器等附件根据具体情况以保障安全和质量为原则选用。
第四节 前置液和水泥浆
第二十一条 水泥浆和前置液设计内容包括配方及性能、使用数量和使用方法。
第二十二条 前置液设计
(1)使用量:在不造成油气侵及垮塌的原则下,一般占环空高度300～500m或接触时间7～10min。
(2)性能要求:隔离液能有效冲洗、稀释、隔离和缓冲钻井液并与钻井液和水泥浆具有良好的相容性。能够控制滤失量,不腐蚀套管,不影响水泥环的胶结强度。
第二十三条 水泥浆试验按GB19139执行,试验内容主要包括密度、稠化时间、滤失量、抗压强度、流变性能、游离液和水泥浆沉降稳定性等。特殊情况下应进行水泥石的渗透率试验。
第二十四条 固井水泥浆密度一般应比同井使用的钻井液密度高0.24g/cm3以上。漏失井和异常高压井应根据地层破裂压力和平衡压力原则设计水泥浆密度。
第二十五条 固井水泥浆的稠化时间一般应为施工总时间附加1～2h。尾管固井的水泥浆稠化时间至少应为配浆开始至提出(或倒开)中心管并将多余水泥浆冲洗至地面的总时间附加1～2h;分级固井的一级水泥浆稠化时间至少应为从配浆开始至打开循环孔并将多余水泥浆冲洗至地面的总时间附加1～2h。
第二十六条 应控制水泥浆的滤失量。一般井固井时水泥浆滤失量应小于150ml(6.9MPa,30min),气井、定向井、大位移井和水平井以及尾管固井时应控制水泥浆滤失量小于50ml。根据地层条件,充填水泥浆滤失量一般不大于250ml。
第二十七条 生产套管固井时,封固段顶部水泥石24～48h抗压强度应不小于7MPa,产层段水泥石24～48h抗压强度应不小于14MPa,其养护压力和温度依据井深条件而定。
第二十八条 水泥浆流变性能应满足固井施工需要。
第二十九条 气井、大斜度井、大位移井和水平井固井时水泥浆应控制游离液接近于零。
第三十条 凡有较厚盐岩层、钾盐层、复合盐岩层或石膏层固井应使用抗盐水泥浆体系。
第三十一条 井底静止温度超过110℃时应在水泥中加入30%～40%的硅粉。
第三十二条 漏失井固井时应根据需要在水泥浆中加入防漏材料或采用其它防漏措施。
第五节 下套管和注水泥
第三十三条 表层套管和技术套管的套管鞋位置应根据继续钻进需要并结合管柱自由伸长量和井底沉砂情况确定,一般情况下应尽量接近井底。
第三十四条 应按照维护为主、调整为辅的原则合理调整钻井液性能使其满足下套管和注水泥作业要求。
(1)下套管前的钻井液性能以降低摩阻和防止钻屑沉积为目的。
(2)注水泥前的钻井液性能以改进流动性为目的。
(3)钻井液性能和滤饼质量不能满足需要时,应在钻进阶段开始逐步调整,避免钻井液性能在短时间内发生剧烈变化。
第三十五条 应使用专用软件对管柱在井眼中的经过性作出预测,根据环空返速、地层承压能力等计算管柱允许下放速度和下放阻力,制定相应的下套管措施。
第三十六条 对于表层套管和技术套管,套管鞋至浮箍以上2～3根套管的螺纹应采用螺纹粘接剂粘接,必要时能够同时采用铆钉冷铆。
第三十七条 应使用专用设计软件对固井施工过程进行模拟,根据井下具体情况对施工参数进行优化,根据不同地区的特点及具体井况确定适宜的环空流体流态。
第三十八条 依据测井井径计算注水泥量,附加系数根据地区经验而定。实际水泥准备量应考虑罐余及运输和输送过程中的损失。对于测量整个裸眼井段的井,计算注水泥量时应采用上层套管内径校核井径数据的准确程度。
第三十九条 施工压力控制
(1)固井设计中应坚持”三压稳”的原则,即固井前压稳、固井过程中压稳和候凝过程中压稳。环空静液柱压力与环空流动阻力之和应小于地层破裂压力,环空静液柱压力应大于地层孔隙压力。
(2)施工设备应满足最高施工压力要求。
(3)碰压前应降低替浆排量,避免大排量碰压。
第四十条 一般应采取管内敞压方式候凝。有条件时应在环空憋入一定压力候凝。
第六节 应急预案和施工组织
第四十一条 固井设计阶段应根据现场具体情况进行风险识别,采取相应技术措施消除或回避风险。同时,应针对无法消除或回避的风险制定应急技术预案和HSE预案。
第四十二条 应根据作业要求确定施工组织机构,将岗位和职责落实到人。
第三章 固井准备
第四十三条 应认真做好固井准备工作,为作业成功创造良好条件。
第一节 钻井设备
第四十四条 通井和下套管前应认真检查地面设备、设施,发现问题及时整改。检查内容主要包括提升系统、动力系统、循环系统、传动系统、井控装置及辅助设备。
第四十五条 下套管前应校验指重表和立管、钻井泵的压力表。
第四十六条 钻井泵的缸套应满足固井设计的排量、压力要求,动力端运转正常,上水平稳良好。
第四十七条 下套管灌钻井液装置应做到结构合理、管线连接安全可靠,防止井下落物。
第四十八条 配浆水罐应保证清洁干净,避免污染配浆用水。能够根据具体情况对配浆水罐增加保温或加热装置并装配搅拌器。
第二节 井口准备
第四十九条 应根据各层套管座挂要求选择合适规格的套管头。
第五十条 套管头的安装和使用应符合出厂使用说明书的规定和要求。
第五十一条 使用联顶节固井时应准确计算联入,避免套管无法座挂到套管头内。
第五十二条 下套管前,闸板防喷器应更换与所下套管尺寸相符的闸板并试压。
第三节 井眼准备
第五十三条 下套管前应校核钻具长度,核实井眼深度。
第五十四条 下套管前必须进行通井作业,对阻、卡井段应认真划眼。一般通井钻具组合的最大外径和刚度应不小于原钻具组合。对于深井、大斜度井和水平井,通井钻具组合的最大外径和刚度应不小于下入套管的外径和刚度。
第五十五条 通井时应以不小于钻进时的最大排量至少循环2周。
第五十六条 漏失井下套管前应先进行承压堵漏,所需承压能力一般应根据下套管和注水泥时的最大井底动态液柱压力确定。
第五十七条 下套管前必须压稳油气层,根据井下状况和油气藏条件将油气上窜速度控制在安全范围内。当地层漏失压力和孔隙压力差值很小容易发生井漏时,能够根据具体情况控制气井的油气上窜速度小于20m/h,控制油井的油气上窜速度小于15m/h。
第五十八条 受井身结构限制造成设计套管与井眼环空间隙小于19mm时,可采取扩眼等相应措施改进环空几何条件。
第五十九条 通井时应合理调整钻井液性能
(1)应控制钻井液滤饼的摩阻系数。水平位移≤500m的定向井摩阻系数控制在0.10之内;水平位移>500m的定向井摩阻系数控制在0.08之内;井深≤3500m的直井摩阻系数控制在0.15之内;井深>3500m的直井摩阻系数控制在0.12之内。
(2)起钻前经过短起下钻循环测定油气上窜速度。钻井液液柱压力不能平衡地层压力或油气上窜速度不满足Error! Reference source not found.要求时,应适当加重钻井液并经过短起下钻进行验证,确认压稳油气层。
第六十条 如需在通井下钻过程中进行中途循环,应避开易垮、易漏地层。下钻中途和下钻到底开泵时应先小排量顶通,然后再逐渐加大排量。有技术套管的井应在技术套管内循环好钻井液后再继续下钻。通井过程中如发生井漏应进行堵漏作业,条件具备时应验证地层承压能力。
第四节 套管和工具、附件
第六十一条 套管送井前应进行检查并作好记录
(1)套管送井前检查项目包括:接箍、管体、螺纹外观;钢级与壁厚;直线度;长度;锥度;通内径;螺纹机紧度; 紧密距;探伤;静水压力试验。
(2)特殊螺纹套管送井前应按订货合同规定或推荐项目与方法检查。
第六十二条 应认真检查到井套管,做好下套管准备工作。
(1)应使用抓管机或吊车卸套管。套管在管架上摆放时应分层隔开,层数不宜超过三层(直焊缝套管为两层)。
(2)应清点到井套管的数量,按规格、用途进行整理并检查。
(3)应经过目视对套管进行现场检查,查实钢级、生产厂家、壁厚等参数。不同类型的套管要分隔排列并做好标记,以免混用。
(4)应逐根检查到井套管的接箍、螺纹和本体,有缺陷的套管应做好标记防止误入井内。接箍余扣超过2扣、接箍有裂纹、螺纹有损伤的套管不能下入井内;本体有裂纹、弯曲、凹痕深度超过名义壁厚12.5%不能下入井内;本体表面锈蚀程度超过名义壁厚12.5%的套管不能下入井内;无法辨认的套管不能下入井内。
(5)应逐根清洗并检查套管螺纹,特殊螺纹套管清洗按厂家要求进行。
(6)应使用符合标准要求的通径规对到井套管逐根通径。通径规不能经过的套管不能下入井内,应做好标记防止误入井内。
(7)钻井工程和地质人员应分别对送井套管逐根进行丈量、记录,统一编制下入顺序号并核对一致。套管长度测量点从接箍端面至API螺纹消失点或最终分度线记号,梯形螺纹以印在套管本体上的三角符号的低边为准,其它螺纹按厂家规定的测量方法为准。套管测量长度一般精确到小数点后两位数(cm),要求精度较高时可精确到小数点后三位(mm)。
(8)井场应有一定数量的备用套管。一般应按送井套管数量的3%准备,也可采用以下方法确定备用套管数量:表层套管一般备用1根;对于技术套管和生产套管,套管总长不超过2500m时备用3根,套管总长2500～3000m时备用5根,套管总长超过3500m时备用6根。
第六十三条 应做好到井固井工具的检查和准备工作
(1)固井工具应有出厂合格证、使用说明书。
(2)应绘制固井工具草图,标明主要尺寸。
(3)固井工具在装卸、运输过程中应避免受到碰撞、挤压,到井后应认真检查并妥善保管。
(4)使用分级箍时应检查核实工具随带的碰压胶塞、打开塞、关闭塞是否齐全,相关配合尺寸是否正确。对于液压打开循环孔的分级箍还应检查打开套销钉数并核对与之对应的压力级别。
(5)使用尾管悬挂器时应检查核实工具随带的回接筒和插入头、球座短节、憋压球、钻杆胶塞、套管胶塞是否齐全,核对规格、尺寸是否与设计相符。同时检查钻杆胶塞能否经过送入钻具和水泥头,并核实中心管内径是否与钻杆胶塞匹配。
第六十四条 应做好到井套管附件的检查和准备工作
(1)所有附件均应有出厂合格证书。
(2)所有附件在装卸、运输过程中均应避免受到碰撞、挤压,到井后应妥善保管。
(3)应检查浮鞋和浮箍的规格尺寸是否与所下套管一致,核实正反向承压能力是否满足施工要求。
(4)应检查扶正器(刚性、弹性)外形、尺寸是否与所下套管匹配并满足井眼条件要求。
(5)应认真检查碰压胶塞的尺寸和质量是否满足作业要求。
第五节 水泥和外加剂
第六十五条 应使用质量检验合格的油井水泥和外加剂固井。固井前应对用于施工的水泥、外加剂和外掺料抽样检查,合格后方可使用。同时使用两种以上的外加剂时应进行复合使用性能测试。
第六十六条 同井次固井应使用同一生产批号的水泥、外加剂和外掺料。
第六十七条 应妥善保管到井水泥和外加剂,防潮湿、防日光暴晒,液体外加剂应防冻。
第六十八条 使用高密度或低密度水泥浆固井时应严格按设计比例干混加重材料或减轻材料。干混完成后应按设计水泥浆配方抽样检查混拌成品的水泥浆密度,符合设计后方可使用。长途运输干混水泥到现场后应重新抽样检查密度变化,必要时重新混拌。
第六十九条 应根据现场需要在配制混合水前对现场水、水泥和外加剂取样并按设计规定条件和配方进行复核试验,合格后再配制混合水。
第七十条 配制混合水时应按顺序加入外加剂并充分循环,达到均匀稳定。配制完成后应取样并进行复查试验,检查混配质量。
第七十一条 应根据现场需要在固井施工前对含有外加剂的混合水和水泥取样并按设计规定条件和配方完成现场复核试验。
第七十二条 含有外加剂的混合水配制完成后应防止杂物进入和液体流失。配制完成48h后仍未固井时,固井前应重新进行现场复核试验。特殊复核时间要求各油田能够根据需要确定。
第六节 固井设备及井口工具
第七十三条 注水泥设备
(1)水泥车(撬)应装备再混合系统,推荐使用装备有水泥浆密度自动控制系统的水泥车(撬)。
(2)固井前应全面检查、保养水泥车(撬),泵排量和压力应达到额定值。
(3)应按设计要求配备水泥车(撬)。浅井、中深井能够使用最高工作泵压不小于40MPa的水泥车(撬);深井、超深井和特殊作业井宜使用工作泵压70～100MPa的水泥车(撬)。
(4)高密度和超低密度水泥浆固井、尾管固井、水平井固井宜采用批混装置。
第七十四条 散装水泥罐(车)
(1)应按设计水泥量配置散装水泥罐(车)。
(2)使用散装水泥罐(车)前应全面检查供灰系统、出灰系统、供气系统并将罐内残余水泥清除干净。
(3)使用立式罐固井时应将立式罐和运灰罐车的罐内残余水泥清除干净。
(4)供灰口至水泥车(撬)距离超过12m时应加恒压罐过渡。
(5)多罐、多车供灰时应使用供灰集成器装置以保证连续、稳定供灰。
(6)应认真检查散装水泥罐(车)气路,做到管线不堵、不漏,连接可靠。
(7)应认真检查压风机,确保工作正常。
第七十五条 井口工具
(1)水泥头的额定工作压力应达到以下要求:公称直径508mm和339.7mm的水泥头试压21MPa;公称直径244.5mm和177.8mm的水泥头试压35MPa;公称直径小于177.8mm的水泥头试压49MPa。
(2)水泥头应每井次保养一次并定期试压、探伤。
(3)水泥头在送井前应进行全面检查、保养。其螺纹应与所联接套管、钻具的螺纹一致,所有阀门应做到开关灵活。水泥头内的胶塞应装配合格,胶塞挡销应能够灵活打开。
(4)下套管吊卡、卡瓦(卡盘)在送井前应进行全面检查、保养。其承载能力满足下套管负荷需要,规格尺寸与所下套管一致。
第七十六条 套管钳规格尺寸应与所下套管匹配并认真检查钳牙质量。
第七节 仪器仪表
第七十七条 水泥车(撬)的车台仪表至少应能够显示排量和压力参数,条件具备时还应同时显示密度参数。
第七十八条 技术套管、生产套管固井时应配备固井施工参数实时采集系统,显示并记录排量、压力和密度参数。
第七十九条 应定期校验固井施工参数采集系统,流量计的一次仪表应每井次保养一次并定期校验。
第四章 固井施工
第一节 下套管作业
第八十条 下套管载荷应不超过钻机额定载荷。深井超深井下套管前应检查井架负荷是否满足下套管安全要求。
第八十一条 下套管前井场应有足够的贮备钻井液,井口应准备循环接头和内防喷工具。下套管作业按SY/T 5412执行。
第八十二条 套管螺纹在旋合前应清洗干净并保持清洁。上钻台套管应戴好护丝,防止套管螺纹损坏。管柱联接时应使用质量合格的螺纹密封脂。
第八十三条 推荐使用带有扭矩记录的液压套管钳下套管,套管螺纹旋合扭矩应达到规定值。特殊螺纹按照特殊螺纹标准规定执行。下套管时应记录实际套管螺纹旋合扭矩值或余扣值。
第八十四条 悬重超过100t的公称直径244.5mm及以上的大尺寸套管宜采用气动卡盘下入井内。
第八十五条 应严格按设计要求安装扶正器。
第八十六条 套管柱上提下放应平稳。上提高度以刚好打开吊卡为宜,坐放吊卡(卡瓦)时应减少冲击载荷。
第八十七条 应根据环空返速、地层承压能力、钻井液性能等参数确定和控制套管柱下放速度。
第八十八条 应控制套管掏空深度处于安全范围内。合理的套管掏空量根据浮动装置的承压能力、套管承载能力以及灌满钻井液所需时间综合确定。
第八十九条 使用普通型浮箍(浮鞋)时,下套管过程中应及时、足量灌满钻井液。使用自灌型浮箍(浮鞋)时应随时观察,发现自灌装置失效后应及时、足量灌满钻井液。对于管柱下部装有漂浮接箍的井,无异常情况中途不应循环钻井液。
第九十条 下套管过程中应尽量缩短静止时间。静止时间超过5min时应活动套管,活动距离不小于套管柱伸缩量的两倍。
第九十一条 下套管过程中应有专人观察和记录井口钻井液返出情况,记录灌钻井液后悬重变化情况,发现异常应及时采取相应措施。
第九十二条 下套管至设计深度后应复查下井套管与未下井套管数量是否与送井套管总数相符。
第九十三条 下完套管灌满钻井液后方可开泵循环。应控制循环排量由小到大,确认泵压无异常变化和井下无漏失后再将排量逐渐提高到固井设计要求。
第二节 注水泥作业
第九十四条 注水泥作业按SY/T 5374执行。
第九十五条 注水泥前应以不小于钻进时的最大环空返速至少循环2周。应控制钻井液粘切,钻井液密度<1.30g/cm3时,屈服值<5Pa,塑性粘度10～30 mPa.s;钻井液密度1.30～1.80g/cm3时,屈服值<8Pa,塑性粘度22～30mPa.s;钻井液密度>1.80g/cm3时,屈服值<15Pa,塑性粘度40～75mPa.s。
第九十六条 应在注水泥前做好准备工作并完成技术交底
(1)检查、核对钻井液性能和钻井泵排量。
(2)检查、核对前置液、配浆水、替浆液、水泥量和水泥浆试验数据。
(3)检查固井设备,包括计量仪表、记录装置、水泥车、压塞车、供水系统、供灰系统。
(4)检查钻井设备,包括仪器仪表及记录装置、循环系统、钻机提升及动力系统、控制系统、照明系统和井控设备。
(5)检查固井施工应急技术预案、HSE预案。
(6)按不小于预计最高施工压力的1.2倍对注水泥管线试压。
第九十七条 注水泥应按设计连续施工。水泥浆密度应保持均匀,平均密度与设计密度误差不超过0.025g/cm3。
第九十八条 应采用仪表计量和人工计量方式同时计量注替参数和数量并相互核对。
第九十九条 应采用固井压力、排量、密度实时采集系统连续监控施工过程,为固井过程质量评价创造条件。
第一百条 固井候凝
(1)表层及技术套管的候凝时间应保证水泥石抗压强度不低于3.5MPa。
(2)一般采用井口敞压方式候凝。当浮箍(浮鞋)失效时,应采用憋压方式候凝:控制套管内压力高于管外静压力2.0～3.0MPa,并有专人观察井口压力,按要求及时放压。
第一百〇一条 施工资料整理按SY/T 5374附录要求执行。
第三节 固井过程质量评价
第一百〇二条 根据固井施工记录按”固井过程质量评价表”要求评价固井过程质量。当得分大于14时固井过程质量可评估为合格。
固井过程质量评价表
参 数
技 术 要 求
得 分
钻井液屈服值
若ρm<1.3g/cm3,屈服值<5 Pa
2
若ρm=1.3～1.8g/cm3,屈服值<8 Pa
若ρm>1.8g/cm3,屈服值<15 Pa
钻井液塑性粘度
符合设计要求
2
钻井液滤失量
符合设计要求
1
钻井液循环
>2循环周
1
水泥浆密度波动范围
±0.025g/cm3
2
前置液接触时间
7～10 min
1
水泥浆稠化时间
符合设计要求
2
水泥浆滤失量
符合设计要求
1
注替浆量
符合设计要求
1
注替排量
符合设计要求
1
套管扶正器加放
符合设计要求
1
活动套管
是
2(奖励*)
固井作业中间间断时间
<3 min
1
施工过程中复杂情况
无
1
碰压
是
1
试压
符合设计要求
1
候凝方式
符合设计要求
1
总分数
20
注:在注水泥过程中活动套管增加2分,未活动套管不扣分。
出现下列情况之一时固井过程质量不合格:
水泥浆出套管鞋后施工间断时间超过30min、管内水泥塞高度超过设计要求或替空、套管未下至设计井深、漏封油气层、固井后环空冒油气水。
第五章 固井质量评价
第一百〇三条 表层套管下深应满足井控安全、封固浅水层、疏松地层、砾石层的要求,且其坐入稳固岩层应不小于10m。
第一百〇四条 技术套管的材质、强度、螺纹类型、管串结构应满足封固复杂井段、固井工艺、井控安全以及下一步钻井中相应地层不同流体的要求。
第一百〇五条 生产套管的材质、强度、螺纹类型、管串结构应满足固井、完井、井下作业及油气生产要求。
第一百〇六条 盐水层、盐岩层、复合盐岩层、盐膏层、含腐蚀性流体的地层等特殊地层必须用水泥封固。
第一节 基本要求
第一百〇七条 水泥浆的设计返深标准
(1)表层套管固井的设计水泥浆返深应返到地面。
(2)技术套管固井的设计水泥浆返深应至少返至中性(和)点以上300m,遇到油气层(或先期完成井)时设计水泥浆返深要求与生产套管相同。
(3)生产套管固井的设计水泥浆返深一般应进入上一层技术套管内或超过油气层顶界300m。
(4)对于高危地区的油气井,生产套管固井的设计水泥浆返深应返至上一层技术套管内,且形成的水泥环面应高出已经被技术套管封固的喷、漏、塌、卡、碎地层以及全角变化率超出设计要求的井段以上100m。
(5)对于热采井和高压、高含酸性气体的油气井,各层套管固井的设计水泥浆返深均应返至地面。
第一百〇八条 管内水泥塞长度和人工井底的标准
(1)生产套管阻流环距套管鞋的长度不少于10m。
(2)技术套管(或先期完成井)阻流环距套管鞋长度一般为20m。
(3)人工井底(管内水泥塞面)距油气层底界以下不少于15m。
第二节 水泥环评价
第一百〇九条 水泥环胶结质量评价应参照SY/T 6592并依据本油田相关标准执行,以声幅测井(CBL)和变密度测井(VDL)综合解释评价固井质量。经声幅和变密度测井后仍不能明确鉴定质量以及其它特殊情况下,可用扇区胶结测井或其它方法鉴定。
(1)胶结测井一般应在注水泥后24～48h进行。特殊工艺井(尾管固井、分级固井、低密度水泥固井等)和特殊条件固井(长封固段固井、高温井固井等)的胶结测井时间依据具体情况确定。
(2)胶结测井曲线必须测至最深油气层底界以下10m。
第一百一十条 水泥环胶结质量解释标准见下表。
常规水泥浆固井水泥环胶结质量CBL/VDL综合解释标准表
测 井 结 果
胶结质量
评价结论
CBL 曲线
VDL图
0≤声幅相对值≤15%
套管波消失,地层波清晰连续
优
15%＜声幅相对值≤30%
套管波弱,地层波不连续
中
声幅相对值＞30%
套管波明显
差
低密度水泥浆固井水泥环胶结质量CBL/VDL综合解释标准表
测 井 结 果
胶结质量
评价结论
CBL 曲线
VDL图
0≤声幅相对值≤20%
套管波消失,地层波清晰连续
优
20%＜声幅相对值≤40%
套管波弱,地层波不连续
中
声幅相对值＞40%
套管波明显
差
第三节 质量鉴定
第一百一十一条 生产套管固井的质量鉴定主要针对封隔油气层段部分。
第一百一十二条 实际水泥环面应超过油气层顶界50m,对于井深小于 m的井,油气层顶界以上连续胶结中等以上的水泥环长度不少于10m。对于井深大于 m的井,油气层顶界以上连续胶结中等以上的水泥环长度不少于20m。
第一百一十三条 对于高压、高含酸性气体、高危地区的油气井,水泥环胶结质量中等以上井段的长度应达到封固井段长度的70%。
第一百一十四条 表层套管固井应保证套管鞋和井口处的水泥环封固质量。技术套管固井应保证套管鞋处封固质量。技术套管封固盐水层、盐岩层、复合盐岩层、盐膏层和含腐蚀性流体的地层等影响油气井寿命的地层时,对这些地层的固井质量要求与生产套管相同。
第一百一十五条 固井质量统计只考核一次合格率和优质率。
第一百一十六条 固井质量不合格的井经过补救措施达到本章Error! Reference source not found.、Error! Reference source not found.标准者,可视为合格。声幅变密度测井综合评价水泥胶结质量不合格的井如经试油、射孔等作业证实不影响开发,可视为水泥胶结质量合格。
第一百一十七条 在未进行胶结测井的情况下,地质和开发部门能够根据具体情况采用固井过程质量评价结果进行固井质量评价。其适用条件为:固井设备配备压力、排量和密度实时采集系统;同一开发区块中前5口井的固井过程质量和水泥胶结质量评价结论均为合格。
第一百一十八条 高压天然气井、定向井、大位移井、水平井等复杂高难度井以及井眼扩大率大于15%或分井段井眼最大全角变化率超过下表要求时不应采用固井过程质量评价结果进行固井质量评价。
分井段最大全角变化率(°/30m)
井段(m)
井深(m)
1000

3000
4000
5000
6000
≤1000
≤1°40¢
≤1°15¢
≤1°15¢
≤1°00¢
≤1°00¢
≤1°00¢
≤

≤2°10¢
≤1°40¢
≤1°15¢
≤1°15¢
≤1°15¢
≤3000

≤2°10¢
≤2°00¢
≤2°10¢
≤2°10¢
≤4000

≤2°30¢
≤2°15¢
≤2°15¢
≤5000

≤2°30¢
≤2°30¢
＞5000

≤3°00¢
第四节 管柱试压和井口装定
第一百一十九条 套管柱试压
(1)试压时间
表层套管一般在固井结束24h后试压;技术套管和生产套管试压压力不大于25MPa时,试压宜在水泥胶结测井后进行,也能够根据具体情况在碰压后实施。
试压压力高于25MPa时,应根据水泥石强度发展情况确定试压时间。
(2)试压指标
试压压力值等于套管柱抗内压强度和井口额定压力之中最小值的80%,稳压30min压力降低应不超过0.5MPa。在碰压后进行试压时,稳压5min压力降低应不超过0.5MPa。
第一百二十条 套管头试压指标与套管柱试压指标相同。
第一百二十一条 井口装定
(1)技术套管和生产套管的井口装定应采用套管头并安装高压泄压管线、阀门及压力表。
(2)在井口装定时管柱所受拉力按SY/T 5731计算。
第一百二十二条 对于未装采油树的井,井口应戴井口帽并标明井号。在寒冷地区,井口套管应掏空3～5m并灌满废机油或柴油防止井口冻裂。
第六章 特殊井固井
第一节 天然气井
第一百二十三条 高压天然气井的生产套管应选用气密螺纹套管,其上一层技术套管宜选用气密螺纹套管。螺纹选用方法参照Error! Reference source not found.规定执行,套管材质选择按Error! Reference source not found.要求执行。
第一百二十四条 天然气固井时应慎用分级固井技术,高压、高含酸性气体井的生产套管及其上一层技术套管固井时不宜采用分级固井技术。
第一百二十五条 尾管固井时,推荐套管重合段不少于150m、尾管底部水泥塞30～50m和尾管顶部水泥塞50～100m。高压气井的套管重合段能够适当延长,推荐尾管底部水泥塞50～100m、尾管顶部水泥塞100～200m。
第一百二十六条 固井工具、套管附件的材质、螺纹类型和强度应满足Error! Reference source not found.要求。
第一百二十七条 水泥浆应考虑水泥石膨胀收缩性能。水泥浆滤失量、游离液和沉降稳定性应满足Error! Reference source not found.、Error! Reference source not found.要求,沉降稳定性试验的水泥浆液柱上下密度差应小于0.02g/cm3。
第一百二十八条 应尽量提高水泥浆的固相含量并进行水泥石渗透率和抗压强度试验。高压气井固井水泥石7天的气体渗透率应小于0.05×10-3μm2,7天抗压强度应不小于30MPa。
第一百二十九条 裂缝性地层固井时水泥浆密度一般不超过同井钻井液密度0.12g/cm3。孔隙性地层固井按Error! Reference source not found.执行。
第一百三十条 在保证套管柱和井下安全的前提下,应根据具体情况采用环空加回压候凝技术。对环空施加的回压值应综合考虑气层压力、顶替结束时的环空井底静态压力、地层破裂(漏失)压力和水泥浆及钻井液的失重程度等影响因素确定。尾管回接固井时所施加的环空回压值根据管柱试压压力和水泥石抗压强度试验结果确定。
第一百三十一条 对于在下套管和注水泥过程中发生严重漏失的高压天然气井,能够根据井下具体情况采用反挤注水泥等措施补救。
第二节 深井超深井
第一百三十二条 应在合理评估井底压力和温度的基础上进行套管柱设计和水泥浆化验。套管螺纹选择能够参照Error! Reference source not found.规定执行,套管材质选择应按Error! Reference source not found.要求执行。
第一百三十三条 固井施工前应按Error! Reference source not found.、Error! Refere