固井工程基礎(chǔ)詳解課件

1、1中海油服油田化學(xué)事業(yè)部2008年8月固井工程基礎(chǔ)2第一講內(nèi)容一、固井工程基礎(chǔ)知識二、常規(guī)套管、尾管柱3一、固井工程基礎(chǔ)知識4一、固井工程基礎(chǔ)（1）概念為了達到加固井壁，保證繼續(xù)安全鉆進，封隔油、氣和水層，保證勘探期間的分層測試及在整個開采過程中合理的油氣生產(chǎn)等目的而下入優(yōu)質(zhì)鋼管，并在井筒與鋼管環(huán)空充填好水泥的作業(yè)，稱為固井工程。5固井工程包括了兩部分：下套管作業(yè)和注水泥漿作業(yè)。下入套管的工藝和注入水泥漿的工藝統(tǒng)稱為固井工藝6注水泥漿作業(yè)：固井是將油井水泥、水和添加劑按一定的比例混合后，通過固井泵泵注入井，并頂替到預(yù)定深度的井壁與套管 （套管與套管）的環(huán)形空間內(nèi)，使套管與井壁、套管與套管之間形

2、成牢固粘結(jié)。圖3-1 固井設(shè)備總體示意圖圖2-1 固井水泥漿充填示意圖7一、固井工程基礎(chǔ)（2）特點是一口油氣井建井過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；多工種聯(lián)合施工的作業(yè)；是一項應(yīng)用科學(xué)；是一次性工程；是隱蔽性工程，主要流程在井下；直接影響后續(xù)工程的進行；施工時間短，工序內(nèi)容多，作業(yè)量大、技術(shù)性強的工程。8一、固井工程基礎(chǔ)（3）固井的目的封隔易坍塌、易漏失的復(fù)雜地層，鞏固所鉆過的井眼，保證鉆井順利進行。9提供安裝井口裝置的基礎(chǔ)，控制井口噴和保證井內(nèi)泥漿出口高于泥漿池，以利鉆井液流回泥漿池(見下圖)；圖2-4 套管固井后井口連接示意圖10循環(huán)系統(tǒng)和鉆井液鉆井液的作用攜巖冷卻鉆頭平衡地層壓力穩(wěn)定井壁水力破巖提供井下

3、動力鉆具的動力傳輸井底儀器信號11封隔油、氣、水層，防止不同壓力的油氣水層間互竄，為油氣的正常開采提供有利條件；圖2-3 固井防止層間流體互竄示意圖12一、固井工程基礎(chǔ)（4）保護上部砂層中的淡水資源不受下部巖層中油、氣、鹽水等液體的污染；油井投產(chǎn)后，為酸化壓裂進行增產(chǎn)措施創(chuàng)造了先決有利的條件。 13一、固井工程基礎(chǔ)（5）鉆井工程對固井的要求套管柱的設(shè)計必須保證該套管串的任何部位在相應(yīng)的井段有足夠抗拉、抗 擠、抗 崩強度，以保證下入井內(nèi)的套管不斷、不裂、不變形；套管柱的連接必須保證用規(guī)定的上扣扭矩上緊絲扣，保證不錯扣和絲扣不漏失；環(huán)形空間的水泥環(huán)要求均勻和連續(xù)封固到預(yù)計的深度，且要求水泥環(huán)與井壁

4、及套管緊密膠結(jié)和密封良好，以保證環(huán)形空間不竄、不漏，滿足油氣井正常生產(chǎn)和分層作業(yè)的要求。14二、常規(guī)套管、尾管柱15一、井身結(jié)構(gòu)（1）井身結(jié)構(gòu)是指一口井中下入套管的層數(shù)；各層套管的尺寸及下入深度；管外水泥漿的返回高度；以及與各層套管尺寸相配合的鉆頭直徑。16井身結(jié)構(gòu)的確定主要取決于井位所在的地層條件；目的層的深度；現(xiàn)有鉆井技術(shù)水平和采油采氣工藝的技術(shù)要求；圖2-5 井身結(jié)構(gòu)示意圖17一、井身結(jié)構(gòu)（2）井身結(jié)構(gòu)確定的程序首先根據(jù)油氣層的壓力、產(chǎn)能及深度確定油層套管或尾管的尺寸和下入深度以及管外水泥返回高度。再根據(jù)油氣層頂部以上的地層復(fù)雜情況，是否有井漏、井塌、井噴等復(fù)雜地層存在及復(fù)雜地層在多深的

5、位置，結(jié)合現(xiàn)有泥漿技術(shù)水平，然后從內(nèi)到外決定下入技術(shù)套管的尺寸和層數(shù)，以及相應(yīng)的鉆頭直徑。然后根據(jù)封隔上部易塌易漏地層、保護上部砂層中淡水資源的原則，以及考慮上部地層是否存在淺層氣的問題以確定表層套管尺寸和下入深度及管外水泥返到海底面，以及與表層套管相配合的鉆頭直徑，最后根據(jù)井位水深及海底面以下地層的松軟情況，決定隔水導(dǎo)管尺寸和下入深度。18海上常用的井身結(jié)構(gòu)19二、常規(guī)套管柱套管按用途分類隔水導(dǎo)管（或?qū)Ч?，包括錘打入樁管）表層套管技術(shù)套管（中間套管或保護套管）生產(chǎn)套管或尾管。 20各層套管固井的作用導(dǎo)管主要用來隔離海水，引導(dǎo)鉆頭入井和井內(nèi)泥漿從井口返回泥漿池，封隔海底面以下的疏松易塌地層，用

6、以支承表層、技術(shù)和油層套管的重量。 21表層套管用來封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層及淺層氣，安裝井口裝置以控制井涌井噴，同時支承技術(shù)套管和油層套管或尾管的重量。 22技術(shù)套管或中間套管：主要用來封隔難以控制的復(fù)雜地層以保證鉆井工作順利進行下去。 23生產(chǎn)套管主要用來把生產(chǎn)層和其他地層封隔開，把不同壓力的油、氣、水層封隔開來，在井內(nèi)建立一條油、氣通路，保證長期生產(chǎn)，并能滿足合理開采油、氣和酸化壓裂等增產(chǎn)措施的要求。 24尾管柱 按功能為為鉆井尾管、生產(chǎn)尾管、回接尾管等 套管的頂端不延伸至井口的套管稱為尾管重疊段：懸掛的尾管與外層套管相重疊的套管段25鉆井尾管：功能相當(dāng)于技術(shù)套管的尾管稱為鉆井尾管。使用鉆井尾管的意義：封隔漏失層、高壓層、或封隔鍵槽井段等；節(jié)約鉆井成本；滿足使用復(fù)合鉆具要求；控制套管磨損（滿足后期回接）。26生產(chǎn)尾管：功能相當(dāng)于生產(chǎn)套管的尾管稱為生產(chǎn)尾管。使用生產(chǎn)尾管的意義：封隔油、氣、水層；節(jié)約鉆井成本；滿足使用復(fù)合油管要求；回接尾管：主意用于修復(fù)尾管以上套管，回接套管至井口或回接套管至上層套管內(nèi)任何深度。27常見套管串結(jié)構(gòu)插入式/內(nèi)管固井套管串結(jié)構(gòu)常用套管尺寸: 30”、24”、20”、13-3/8”；單級固井套管串結(jié)構(gòu)常用套管尺寸: 13-3/8”、9-5/8”、7”； 雙級固