内管注水泥固井工艺的应用

科技应用

内管注水泥固井工艺的应用

程志远 徐 峰 苏 醒

东北煤田地质局一〇三勘探队，辽宁 辽阳 111000

摘要：内管注水泥固井一般应用于下入深度大的大直径井，施工过程中要求固井水泥浆返出地面。该技术是在大直径套管内，以钻杆或油管作内管，水泥浆通过内管注入并从套管鞋处返至环状空间的固井方法。与传统的固井方法相比，内管注水泥固井工艺所需的替浆量小，不但可以减少混浆使用量，而且易准确计量；不需要钻井队单独储备替浆用水，不需要大泵替浆；对于下入深度大的大直径井，可以有效提高固井质量。 关键词：固井；内管注水泥；瓦斯井 中图分类号：TE925 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)34-0016-02

红菱煤矿瓦斯抽放井完井井深720米，一开井深127.4米，井径φ1000mm ，下入φ760mm 的表层套管；二开一次成井井深127.4~720米，井径φ445mm ；二开二次成井井深127.4~720米，井径φ660mm ；下入φ530mm 技术套管，采用

本次钻井工艺采用气举反循环钻进，且地层稳定，因此选择清水作为钻井液。

本井所见地层由第四系、侏罗系、二叠系、石炭系地层组成。地层比较稳定，未出现卡钻、埋钻、坍塌、漏失等现象。地层系统由上至下叙述如下：

（1）第四系（Q ）

主要为沙、沙砾、砾石夹少量粘土、亚粘土、亚沙土及淤泥组成，总厚度129.5m ，与下伏地层为不整合接触。

（2）侏罗系（J ）

主要为粉砂岩、安山岩、凝灰岩和砾岩组成，总厚度为460.7m 。

（3）二叠系（P ）

主要岩性为砂岩、泥岩、辉绿岩，夹有薄煤层、天然焦和石灰岩。厚度115.0m

（4）石炭系（C ）

终孔石炭系地层厚度14.8m ，所见主要岩性为砂岩和粘土岩，夹有薄煤层和天然焦。

6 该次固井目的

（1）防止上部含水层向井下漏水而需要增加井下排水投入，并保证井下生产安全。

（2）防止瓦斯抽排过程中压力的下降、瓦斯的泄漏。

（3）保证孔壁的完整性。

7 固井方法及流程

大井径瓦斯排放井的套管直径过大，因此无法采用常规的固井工具，经过多次讨论决定选用内管注水泥固井工艺进

行施工。

具体工艺流程如下：

井眼达到设计要求后起钻，下入自制φ600mm 的通井规进行通井，满足下套管条件后，下入φ530mm 技术套管，套管按设计要求下放到距井底5m 处固定住，然后下入排好米数的钻杆（钻杆底部通过正反接头接一根钻杆），钻杆底端与浮鞋的距离控制在1米以内，套管内注满钻井液后，在套管顶端焊接钢板，且通过加压试验保证其密封性及牢固性，通过注浆口进行循环，待循环正常且冲洗液中不含岩屑时停止循环，按设计比重注入水泥浆，注浆的同时密切关注压力表及井口水泥浆上返液面，水泥浆量达到设计要求时，替除管线及钻杆内的水泥浆，侯凝5小时，压力表压力不变，割开钢板清洗钻杆，上钻，完成固井。

8 固井计算

8.1 套管内注水量计算 套管串总重M1： M1=H ×M2=127.3t 最大浮力F ：

F=ρgV=ρgHd2（π/4）=1622×106KN 最少注浆量Vz1： G1+ ρgVz1>F

Vz1>37m 3

中国科技期刊数据库科研

满足套管抗挤强度注浆量应大于65m3，因此Vz1>65m3。

最多注浆量Vz2：（钻机的最大提升力72t）

G1+ρgVz2

Vz2<105 m3

保证套管能够顺利的下放到井底，最终注浆量在65~105 m3之间；为了保证施工安全最终注浆量控制在80~90m3，既注浆高度控制在400~450m。

8.2 水泥浆及水泥量计算

环空体积V：

V=π/4×（D2-d2）H1+π/4×[（K×D）2-d2]H2

=116m3

1m3水泥浆需干水泥量Q：

本次固井选用P.O-42.5水泥，配制成1.5~1.8 g/cm3（本设计水泥浆密度按1.65 g/cm3计算）的水泥浆进行固井。

Q=ρc（ρs-ρw）/ （ρc-ρw）=0.95t

干水泥总量W：

W = K2VQ = 115t

水灰体积比m：

m = ρw（ρc-ρs）/ρc（ρs-ρw） = 0.75

1 m3水泥浆用水量Vw：

Vw = mρcρw/（ρw+mρc） = 0.7m3

配水泥浆所需清水总量Vz：

Vz = VwV = 82m3

本次固井具有以下难点：

（1）大尺寸套管下入深度较大，对井眼和设备要求高。

（2）裸眼封固段长，静液柱压力大，管内外压差高。

（3）水泥浆量大，施工时间长，对固井设备要求高。

（4）静压差大，容易压漏地层，导致水泥返高不够。

10 固井主要技术措施

（1）采用自制通井规通井到底，对起下钻遇阻卡及电测缩径井段要细心划眼，确保井壁稳定、无沉砂、无阻卡。

（2）严格控制好套管下放速度，防止产生过大激动压力压漏地层。

（3）由于压差大，下套管时应按设计急时向套管内注入钻井液，防止挤毁套管。

（4）合理确定施工排量，提高顶替效率。

（5）使用仪表及泥浆罐同时计量核对数据，确保计量准确。

11 工程总结

本次内管注水泥固井工艺与常规的内管注水泥固井工艺存在差别，本次固井没有使用中心插入管和插入式浮箍，而是采用密封井口的方法来实现的，此方法不需要井下对接，不仅降低了成本还降低了施工难度。

钻杆底部通过正反接头接一根钻杆的目的是防止替浆不完全，套管内残留的水泥将钻杆埋住，一旦钻杆被埋可以打到车在正反接头处断开；通过两口瓦斯井的实践证明，只要按设计施工就不会出现上述情况。

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一能收到反馈副本的人。然而，这可能使得360度反馈报告缺乏动力。如果360度反馈过程被应用于管理决策中，那么保密和数据来源问题就成为一个重要的问题。

（5）这一过程必须得到高级管理人员的支持，他们应该积极的参与到给出和接受反馈的过程中，并鼓励其他管理人员也这么做。

5 结论与展望

360度反馈过程只是职业发展的初级阶段，通过反馈，反馈的接收者可以增强他们的自我意识，并且更加关注他们的发展需要。将360度反馈用于发展的目的所得到的回报对于个人和组织来说都是很可观的。对于组织来说，有利于加强管理者与组织员工的双向交流，提高了组织成员的参与性和公平感；有利于提高组织成员在组织中的自尊水平和职业自我效能感，激发其工作动机，帮助企业或组织进行团队建设，有助于创造更好的组织气氛。对于组织成员来说，有利于组织成员正确评价自我，认识到自身的优势与不足；提高了评价的可信性、公平性和可接受性；有助于管理者改进管理工作行为，从而提高管理的效果；有助于发现和解决组织成员之间的矛盾和冲突。

对360度反馈的研究可以关注这几个方面：员工自我发展的自主权，职业发展的参与程度，积极主动参与职业行为的程度，以及反馈报告对员工需要改进的行为的区分程度。此外，接受反馈者在多大程度上讲反馈结果应用于自己的职业发展，这方面的实证研究也欠缺。同时，在360度反馈应用的过程中要注意文化因素的影响。

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