固井技术规范
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常规注水泥塞作业规程 1 主题内容与适用范围 本规程规定了注水泥塞的作业设计、作业准备、作业程序、质量控制与安全要求，资料录取及质量检验。 本规程适用于油井裸眼段、套管内注水泥塞作业，主要用于以下几种用途： 处理钻井过程中的井漏； 定向钻井的侧钻和造斜； 堵塞报废井及回填枯竭层位； 其他类型的注水泥塞作业亦可参照使用。 2 引用标准 无 3 作业设计 3.1 资料收集 3.1.1 收集作业井的井身结构、封固井段、井径数据、井下情况、设备情况、钻具情况、钻井液性能、钻井参数。 3.1.2 收集水泥浆性能。 3.2 设计原则 水泥塞厚度应严格按工程技术要求执行。 3.3 注水泥塞设计编写要求 编写内容、格式应符合附录A的要求。 4 作业准备
4.1 材料准备 4.1.1 按设计要求备足合格的油井水泥和添加剂,并妥善保存,防止受潮。 4.1.2 作业前取水泥样和水样做水泥浆初凝、终凝、流动度试验和添加剂配方试验。水泥养护温度应按作业井段的温度。 4.1.3 备足配浆液,其总量不应小于使用量的1.5倍 4.2 井眼及管柱准备 4.2.1 准确计算、丈量、配好注水泥塞管柱,并作好记录。 4.2.2 循环并处理好泥浆性能，提高泥浆对井壁的冲洗效果，钻井液性能应能维持井壁稳定、井眼干净、无油气侵。 4.2.3 保证按下入钻具紧扣顺序、整立柱起钻，不得错扣。 4.3 地面设施、设备准备 4.3.1 对地面设备进行严格细致检查，保证固定部位安全可靠，转动部分运转正常，仪表准确灵活。主要检查下列部位： a)井架及底座； b)提升系统：绞车、天车、游动滑车、大钩吊环、钢丝绳及固定绳卡等； c)动力设备:柴油机、钻井泵、空压机、发电机及传动系统； d)仪表:指重表、泵冲数表、泵压表、及扭矩表等； 4.3.2 B型钳使用灵活、安全可靠性的质量检查 4.3.3 地面管线连接可靠、不刺不漏。 4.3.4 顶替泥浆的计量准备。
需要钻井单位配合内容 1）井底发生漏失的井，固井前进行堵漏作业，堵漏后要求做地层承压试验，满足水泥浆上返要求； 2）井队提供真实地破试验数据，钻进过程中发生漏失和堵漏情况，下套管前按照工程设计要求做地层承压试验； 3）严格按照规范进行通井、下套管、循环洗井等工作，为固井提供一个良好的井眼； 4）为保证固井套管居中度，177.8mm技术套管要求目的层每3根安放一个弹性扶正器，非目的层每10根安放一个弹性扶正器；139.7mm套管目的层每3根安放一个树脂扶正器，非目的层段每10根安放一个弹性扶正器。由于2019年测井新添SBT测井项目，对套管居中度要求较高，因此井队严格按照要求加放扶正器； 5）下套管过程及中途循环过程发生漏失、遇阻等复杂情况，井队记录好套管下入位置，漏失情况，及时汇报； 6）固井前循环期间，若发生漏失，钻井队及时请示甲方下一步施工方案；若无法建立循环的井，经甲方批准后采取正注反挤技术措施，井队提供不少于30m3的泥浆，用于大排量冲刷目的层井段； 7）固井前循环要求：套管到位后，小排量低泵压顶通，0.3-0.5m3/min小排量循环出环空泥浆量，泵压和排量稳定的情况下逐步提升排量,达到循环泥浆上返速度不低于1.2m/s，原则上循环时间不低于2个循环周，循环过程中调整钻井液性能，在保证钻井液密度波动在±0.02g/cm3基础上，降低粘度至45-50s，钻井液循环均匀，循环压力稳定，振动筛无泥饼、岩屑后进行固井施工； 8）固井前，井队保证备水充足，满足固井施工要求，备好多余泥浆罐收集固井返出的泥浆和水泥浆； 9）按设计要求生产套管固井，替浆采取清水替浆，井队提前清洗泥浆罐，做好备水准备，按设计排量替浆，若井队因泥浆罐无法单独隔离储备清水，导致无法实现大泵替清水，需提前告知固井队，经固井队更改固井方案，经甲方审批后采用双车替浆； 10）固井期间，井队电工现场值班，保证供电连续；
固井工艺简 井深结构图 固井按井深结构可分为：1·表层套管固井 2·技术套管固井 3·油层套管固井 4．回接套管固井 1表层套管固井：一般通俗指20 ”133/8”或95/8”套管的固井，其目的是为了封固松软，易垮塔地层，为下部继续钻进作准备。 固井工艺一般采用单级固井或内插管固井 A)单级固井指一次性注完设计水泥浆并按设计替浆到位。 B)内插管固井指用专用工具内插管插入插入座后，注浆按设计 量返出后，按设计量替浆，起钻循环 固井工序
2技术套管固井 一般通俗指7”133/8”或95/8”套管的固井，其目的是为了封固下部复杂地层，为下部钻开油气层，做好准备。 固井工艺一般采用单级固井，双级固井，悬挂固井。 A)单级固井与表层单级固井相同。 B)双级固井：指由于所封固地层的地层压力相差较大或由于封 固断较长所采用的一种特殊固井工艺。采用分级箍分两次注浆的固井工艺。
C)悬挂固井：指由于封固段较长，所下套管悬重较大或由于钻 井成本考虑。所采用的一种特殊固井工艺，采用固井专用工具－悬挂器与上层套管下部的连接达到技术固井的目的 固井工序
3油层套管固井 一般通俗指7”，5”，51/2”或41/2”套管的固井，其目的是为了分隔下部各油气层或油水层，为下部分层开采做好准备。 固井工艺一般采用单级固井，双级固井，悬挂固井。 其固井工艺过程与技术套管固井相同，但技术措施不同。 4回接固井 一般川内常见的是7”回接，其目的是为满足下部油气层开发所需要的套管强度。其固井过程采用固井专用工具－插入筒插入到回接筒内，在固井时必须上提套管建立循环通道。按设计注浆，替浆完后下放套管插入回接筒形成密封。 固井工序
固井工艺技术 常规固井工艺 内管法固井工艺 尾管固井工艺 尾管回接固井工艺 分级固井工艺 选择式注水泥固井工艺 筛管（裸眼）顶部注水泥固井工艺 封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺 注水泥塞工艺 预应力固井工艺 挤水泥补救工艺技术 漏失井固井技术 高压井固井技术 大斜度井固井技术 深井及超深井固井技术 长封固段井固井技术 小间隙井固井技术 糖葫芦井眼固井技术 气井固井技术
（一）常规固井工艺 常规固井工艺是指在井身质量较好,且井下无特殊复杂情况,封固段较短的封固要求下,将配制好的水泥浆，通过前置液、下胶塞（隔离塞）与钻井液隔离后，一次性地通过高压管汇、水泥头、套管串注入井内，从管串底部进入环空，到达设计位置，以达到设计井段的套管与井壁间的有效封固。套管串结构：引鞋+旋流短节+2根套管+浮箍+套管串。 施工流程：注前置液→注水泥浆→压碰压塞（上胶塞）→替钻井液→碰压→候凝。 保证施工安全和固井质量的基本条件： （1）井眼畅通。 （2）井底干净。 （3）井径规则，井径扩大率小于15%。 （4）固井前井下不漏失。 （5）钻井液中无严重油气侵，油气上窜速度小于10m/h。 （6）套管居中，居中度不小于75%。 （7）套管与井壁环形间隙大于20mm。 （8）钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下，应保证低粘度、低切力、低密度，具有良好的流动性能。 （9）水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。 （10）水泥浆和钻井液要有一定密度差，一般要大于0.2。 （11）下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低
压管汇等，性能满足施工要求。 （二）内管法固井工艺 内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍（或插座式浮鞋），与环空建立循环，用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混，缩短顶替钻井液时间。用该工艺进行表层时，水泥浆可提前返出，从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染。该工艺一般用于大直径套管固井。 套管串结构：插入式浮鞋+套管串（或：引鞋+1根套管+插入式浮箍+套管串）。 钻杆串结构：插头+钻杆扶正器+钻杆串。 工艺流程:注入前置液→注水泥浆→替钻井液（替入量比钻杆内容积少0.5m3）→放回压检查回压凡尔是否倒流→上提钻杆循环出多余的水泥浆。 (三)尾管固井工艺 尾管固井是指不延伸至井口的套管固井，这段不到井口的套管称做尾管。较短的尾管可座于井底，但绝大部分必须要求实施尾管悬挂，这样管柱不至于大幅度弯曲，利于保证固井质量，便于进行增产作业。悬挂器装在尾管顶部，尾管由尾管悬挂器悬挂于上层套管内壁。尾管固井的主要目的有：经济性；满足使用复合钻具或复合油管；改善钻井或注水泥环空水力条件等。 最常用的尾管悬挂器是液压式尾管悬挂器。
固井技术规 （试行） 中国石油天然气集团公司 2009年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14 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20
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32 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 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。 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、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。
编号：AQ-JS-02867 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 侧钻井钻井液施工技术规范Technical specification for sidetracking drilling fluid construction
侧钻井钻井液施工技术规范 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 一、基本情况 套管开窗侧钻是老油田盘活报废井，提高采收率的重要手段。侧钻井与常规石油钻井相比，有如下特点：1．辅助时间长，纯钻时间短；2．开窗后即进入深部地层，没有快速钻进；3.受钻井液泵功率及钻具内径影响，钻井液排量仅为常规钻机泵排量的l/3-1/4左右；4．一般采用31/2”钻杆施工，钻杆柔性大，限制了钻压、转盘转速的提高，机械钻速较低。泥浆公司从2005年开始和原大港油田井下作业公司进行侧钻井技术服务，到目前为止，在油区内共完成侧钻井180口。公司通过近几年的现场施工，逐渐摸索出了一套适合大港油区的侧钻井钻井液技术措施 二、施工技术措施 2.1钻井液准备 开窗前首先要进行钻井液准备，可以用2种方法：
2.1.1配浆 配方：清水+4-6%膨润土+0.5%纯碱 循环系统按标准要求安装完毕后进行配浆作业，基浆配好并充分水化后按设计要求补充各类处理剂，把钻井液性能调整到设计范围之内（粘度应走设计上限，以便开窗时能有效携带铁屑）。 2.1.2倒运回收浆 若现场不具备配浆条件，可从公司倒运回收浆。泥浆上井后开启固控设备清除固相，使坂含和固相控制在设计要求之内，然后按补充各种处理剂，使钻井液性能达到设计要求。 2.2开窗钻进 2.2.1开窗时钻井液粘度应维持在设计上限，以便能有效携带铁屑，钻井液出口槽处应放一块强磁铁吸附铁屑。 2.2.2开窗后地层若是明化镇地层，泥浆粘度应逐渐降低到设计的中下限，以利于冲刷井壁；在馆陶组及以下地层，泥浆粘度应控制在设计的中上限，以利于保护井壁稳定、防止井塌。 2.2.3定向过程中保证钻井液中含油量达到3-5%，加入适量的
什么是固井 一、固井：在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管，并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。 二、井身结构包括以下几方面的内容：所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸（钻头尺寸）、各层套管的水泥反高等。 三、设计井深的主要依据：地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。 四、套管的类型：⒈导管；⒉表层套管；⒊技术套管；⒋生产套管；⒌尾管。 五、井深结构设计的原则：①能有效的保护油气层，使油气层不受钻井液的损害；②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短；③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂；④下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不至于造成卡阻套管。 六、套管柱的受力：轴向压力、外挤压力和内压力。 七、套管柱的附件：⒈引鞋（套管鞋、浮鞋）；⒉回压法；⒊套管扶正器；⒋磁性定位套管； ⒌联顶节。 八、水泥熟料主要成分：①硅酸三钙（C3S）；②硅酸二钙（C2S）；③铝酸三钙（C3A）；④铁铝酸四钙（C4AF）。 九、水化作用：油井水泥与水混合后，水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映，某些水化产物还能发生二次反映。 十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段：①胶溶期；②凝结期；③硬化期。 十一、稠化时间：指油井水泥浆在规定压力和温度条件下，从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。 十二、稠度：水合水泥混合后会逐渐变稠，变稠的速率。 十三、注水泥的设备：水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。 十四、碰压：胶塞被推至浮箍时，泵压突然升高。 十五、注水泥主要工序包括：循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。 十六、提高泥浆的顶替效率：⒈紊流顶替；⒉打前置液；⒊活动套管；⒋调整完井液和水泥浆的性能；⒌使用扶正器。 十七、引起油、气、水窜的原因：水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因，井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。 十八、水泥浆失重：指水泥浆柱在凝固过程中对其下部或地层作用的压力逐渐减小的现象。十九、防止油、气、水窜的措施：①采用两用水泥；②分级注水泥；③减小水泥浆返高；④环空憋压候凝；⑤使用特种水泥。 二十、特殊固井技术：习惯上把除了常规一次注水泥技术方法。 二十一、特殊固井技术的种类：⑴、内管注水泥；⑵、尾管固井工艺；⑶、分级注水泥技术。二十二、完井：指从打开生产层到把井交付给采油生产期间的全部生产过程。 二十三、完井包括：打开生产层、下油层套管固井、射孔到试采的全部工艺过程。 二十四、井下复杂情况：钻井作业过程中，由于钻井液的类型与性能选择不当及井身质量较差等原因造成井下钻具的遇阻遇卡、钻进时严重憋跳钻、井漏、井喷等现象，不能维持钻进与其他钻井作业正常进行。 二十五、钻井事故：由于检查不周到，违章操作，处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意而造成的钻具折断、顿钻及井喷失火等恶果。
固井技术规定 第一章总则 第一条固井是钻井工程的关键环节，其质量好坏不仅关系到钻井工程的成败和油气井的寿命，而且影响到油气田勘探开发的整体效果。为保证固井工程质量，特制定本规定。 第二条固井工程必须从设计、准备、施工、检验四个环节严格把关，采用适合地质特点及各种井型的先进固井工艺技术，确保质量，达到安全、可靠、经济。 第三条固井作业必须按固井设计执行，否则不得施工。 第二章固井设计 第一节设计格式与审批 第四条固井设计格式按勘探与生产分公司发布的《xx井xx套（尾）管固井设计》要求执行。 第五条固井审批程序按勘探与生产分公司发布的《中油股份公司勘探与生产工程技术管理办法》执行。 第二节套管柱强度要求 第六条套管柱强度设计方法SY/5322-2000执行。其中，在高压气井和超深井的强度设计时，必须考虑密封因素。 对安全系数的要求见下表数据。 系数名称安全系数 抗挤安全系数≥1.125 抗内压安全系数≥1.10
抗拉安全系数管体屈服强度≥1.25 螺纹连接强度直径244.5mm及以上套管≥1.6 直径244.5mm以下套管≥1.8 第七章套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。遇到盐岩层等特殊地层时，该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m 第八条套管柱强度设计应考虑热采高温注蒸汽过程中套管受循环热应力的影响。 第九条对含有硫化氢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。有关压裂酸化、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。 第三节冲洗液、隔离液和水泥浆要求 第十条冲洗液及隔离液 1、使用量：在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度的300～500m。 2、性能要求：冲洗液和隔离液能有效冲洗、稀释、隔离、缓冲钻井液，与钻井液及水泥浆具有良好的相容性，并能控制失水量，不腐蚀套管，不影响水泥环的胶结强度。 第十一条水泥浆试验按SY/T5546-92执行，试验内容主要包括：密度、稠化时间、滤失水、流变性能、抗压强度等。
目录前言 第一章固井概论 第一节固井概念 第二节固井的目的和要求 第二章套管、固井工具、附件和材料第一节API套管标准和规范 第二节固井工具、附件 第三节固井材料 第三章固井工程技术基础 第一节固井工艺 第二节固井水泥浆 第三节注水泥施工程序
第一章固井概述 一、固井概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。 固井作业 固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。
固井设备总体示意图 二、固井目的和要求 1、固井的目的 一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为： 1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。
（如图1-1所示），当从A 点钻进至B 点，如果在A 点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B 点所用泥浆密度在A 点产生的压力就会大于A 点地层破裂压力，造成A 点地层破裂，发生井漏。同理，当从B 点钻进至C 点，如果在B 点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C 点所用泥浆密度在B 点产生的压力就会大于B 点地层破裂压力，造成B 点地层破裂，发生井漏。 2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。 固井工程不仅关系到钻进的速度和成本，还影响到油气田的开发。（如图1-2所示），如果油、气层与水层间水泥固结不好，层间互相窜通，那么会给油气田开发带来很大困难。当油、气层压力大于水层压力时，油、气便会窜入水层内，既污染了水层又影响到油气的产 量；当水层压力大于油、气层压力时，水便会 图1-1 下套管固井原理示意图 图1-2 固井防止层间流体互窜示意图
第二部分固井基础知识 第一章基本概念 1、什么叫固井？ 固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆，把套管与井壁紧固起来的工作。 2、什么叫挤水泥？ 是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。 3、固井后套管试压的标准是什么？ 5英寸、5 1/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过 0.5MPa，7英寸，9 5/8英寸分别为10MPa和8MPa，30分钟不超过0.5MPa；10 3/4—13 3/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0.5MPa。 4、什么叫调整井？ 为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井。 5、什么叫开发井？ 亦属于生产井的一种，是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。 6、什么叫探井？ 在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。 7、简述大庆油田有多少种不同井别的井？ 有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。 8、什么叫表外储层？ 是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层）。包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。 9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？ 固井质量要求，调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米）。 10、调整井（小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井（小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？ 调整井按质量标准井斜不大于3度。探井按质量标准井斜不大于5度。
11、调整井（小于等于1500米）井底最大水平位移是多少？探井（小于等于3000米）井底最大水平位移是多少？ 调整井井底最大水平位移是40米。探井井底最大水平位移80米。 12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？ （1）常规固井（2）双密度固井（变密度固井）（3）双级注固井（4）低密度固井（5）尾管固井 13、目前大庆油田形成几套固井工艺？ （1）多压力层系调整井固井工艺技术。 （2）水平井固井工艺技术。 （3）斜直井固井工艺技术。 （4）小井眼固井工艺技术。 （5）深井及长封井固井工艺技术。 （6）欠平衡固井工艺技术。 14、水泥头是用来完成注水泥作业的专业工具，常用的有哪几种？（1）简易水泥头；（2）单塞水泥头；（3）双塞水泥头；（4）尾管固井水泥头。 15、5 1/2″水泥头销子直径为多少毫米？ 5 1/2″水泥头销子直径为24mm。 16、常用的套管有哪些规格？ 5″、5 1/2″、7″、7 5/8″、8 5/8″、9 5/8″、10 3/4″、12 3/4″、13 3/8″、20″等。 17、简述技术套管及油层套管的作用？ 技术套管是封隔复杂地层，保证固井顺利进行，安装井口装置，支承油层套管重量，必要时可当油层套管使用。 油层套管是封隔油、气、水层与其它不同压力的地层，如因保护套管形成油气通道，满足开采和增产措施的需要。 18、常用扶正器的规格有哪些？ 5×5 1/4，5 1/2×7 1/2，5 1/2×8 1/2，5 1/2×9 3/4，9 5/8×12 1/4，13 3/8×17 3/4。 19、上胶塞的作用是什么？ （1）在管内隔开水泥浆和泥浆或清水；
固井工艺技术 常规固井工艺内管法固井工艺尾管固井工艺尾管回接固井工艺分级固井工艺选择式注水泥固井工艺筛管（裸眼）顶部注水泥固井工艺封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺注水泥塞工艺预应力固井工艺挤水泥补救工艺技术漏失井固井技术高压井固井技术大斜度井固井技术深井及超深井固井技术长封固段井固井技术小间隙井固井技术糖葫芦井眼固井技术气井固井技术
(一) 常规固井工艺 常规固井工艺是指在井身质量较好，且井下无特殊复杂情况， 封固段 较短的封固要求下，将配制好的水泥浆，通过前置液、下胶 塞(隔离塞)与钻井液隔离后，一次性地通过高压管汇、水泥头、 套管串注入井内，从管串底部进入环空，到达设计位置，以达到设 计井段的套管与井壁间的有效封固。套管串结构：引鞋 +旋流短节 +2根套管+浮箍+套管串。 施工流程：注前置液7注水泥浆7压碰压塞(上胶塞)7替钻井液 保证施工安全和固井质量的基本条件: 井眼畅通。 井底干净。 井径规则，井径扩大率小于15% 固井前井下不漏失。 套管居中，居中度不小于 75% 钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下，应 保证低粘度、低切力、低密度，具有良好的流动性能。 (9)水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。 (11 )下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低压管 钻井液中无严重油气侵，油气上窜速度小于 10m/h 。 (7) 套管与井壁环形间隙大于 20mm (8) (10)水泥浆和钻井液要有一定密度差，一般要大于 0.2。
汇等，性能满足施工要求。 （二）内管法固井工艺 内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍（或插座式浮鞋），与环空建立循环，用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混，缩短顶替钻井液时间。用该工艺进行表层时，水泥浆可提前返出，从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染。该工艺一般用于大直径套管固井。 套管串结构：插入式浮鞋+套管串（或：引鞋+1根套管+插入式浮箍+套管串）。 钻杆串结构：插头+钻杆扶正器+钻杆串。 工艺流程：注入前置液T注水泥浆T替钻井液（替入量比钻杆内容积少 0.5m3）T放回压检查回压凡尔是否倒流T上提钻杆循环出多余的水泥浆。 （三）尾管固井工艺 尾管固井是指不延伸至井口的套管固井，这段不到井口的套管称做尾管。较短的尾管可座于井底，但绝大部分必须要求实施尾管悬挂，这样管柱不至于大幅度弯曲，利于保证固井质量，便于进行增产作业。悬挂器装在尾管顶部，尾管由尾管悬挂器悬挂于上层套管内壁。尾管固井的主要目的有：经济性；满足使用复合钻具或复合油管；改善钻井或注水泥环空水力条件等。 最常用的尾管悬挂器是液压式尾管悬挂器。 套管串结构：引鞋+1根套管+ 浮箍+1根套管+浮箍+1根套管+球座短节（含托篮）+尾管串+尾管悬挂器总成+送入钻杆。 工艺流程:按作业规程下入尾管及送入钻杆到设计位置T开泵循环 7投球7憋压剪断座挂销钉悬挂器座挂7倒扣7憋压剪断球座销 钉循环钻井液T注前置液T注水泥浆T释放钻杆胶塞T替钻井液 7碰压7上提中心管循环出多余的水泥浆7起钻候凝。 （四）尾管回接固井工艺
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目录前言 第一章固井概论 第一节固井概念 第二节固井的目的和要求 第二章套管、固井工具、附件和材料第一节API套管标准和规范 第二节固井工具、附件 第三节固井材料 第三章固井工程技术基础 第一节固井工艺 第二节固井水泥浆 第三节注水泥施工程序
第一章固井概述 一、固井概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环 固井设备总体示意图 空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。 固井作业 固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。
二、固井目的和要求 1、固井的目的 一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为： 1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。 （如图1-1所示），当从A点钻进至B点，如果在A点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B点所用泥浆密度在A点产生的压力就会大于A点地层破裂压力，造成A点地层破裂，发生井漏。同理，当从B点钻进至C点，如果在B点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C点所用泥浆密度在B点产生的压力就会大于B点地层破裂压力，造成B点地层破裂，发生井漏。 图1-1 下套管固井原理示意图
钻井技术固井操作规程 1.1 固井设计与审批 1.1.1 固井施工必须有设计，并按规定程序审批后方能施工。 1.1.2 套管设计要求 1.1. 2.1 套管柱强度设计应考虑井眼情况，结合SY/T5322套管柱强度设计推荐方法设计。 1.1. 2.2 套管选择 a.在强度满足设计要求的情况下，选用壁厚，与钻头尺寸间隙符合标准的套管。 b.对高压气井及特殊要求井，应选用金属密封套管，定向井宜采用等壁厚套管。 c.含硫的油、气、水地层，井温低于84℃的井段，应使用满足要求的防硫套管。 d.套管附件和井下固井工具应与选用套管的钢级、壁厚相匹配，强度性能满足设计要求。 1.1. 2.3 套管柱强度校核 1.1. 2. 3.1 强度校核要求 a.套管柱受力分析应采用SY/T5322中的计算方法。 b.应考虑碰压、弯曲、分级箍开关孔时造成的轴向载荷对套管强度的影响。 c.塑性地层，套管柱外挤压力应以上覆地层压力梯度计
算。 d.对特殊的压裂酸化、注水、开采等技术要求，应由采油、地质有关部门在套管设计之前提出，作为设计依据。 e.深井、超深井及复杂井固井，设计中应综合考虑，计算套管的最大抗拉力（剩余拉力）、下压力和憋泵压力，并对钻机有关部份校核。 1.1. 2. 3.2 安全系数 a.抗挤安全系数：一般取1.125，技术、油层套管最低大 于1.00。 b.抗内压安全系数≥1.25。 c.对直径≤244.5的套管，抗拉安全系数≥1.80；对直 径>244.5的套管，抗拉安全系数≥1.60。 1.1.3 注水泥浆量依据电测井径计算,附加系数一般取10-20%。同时考虑水泥浆与井壁“接触时间”的超量设计，主要油气层以上200米接触时间必须在8分钟以上。气井各层套管原则上返到地面，所选用的水泥品种规格，应与井下情况适应。 1.1.4 使用两凝或多凝水泥固井时，促凝水泥一般应返至主要油气水层以上200米，缓凝水泥的稠化时间要大于促凝水泥的稠化时间120分钟以上。 1.1.5 在油、气层段，井斜、方位变化大的井段，尾管与套管重合段，加入一定数量符合SY5024规定的扶正器。
预应力固井工艺技术优点及必要性 一、预应力固井技术： 预应力固井概念:预应力固井就是给套管施加一定强度的拉应力，使套管在此状态下被水泥凝结，当温度升高时，就可抵消一部分套管受热产生的压应力。从而提高套管的耐温极限，减缓或避免注蒸汽造成的套管破坏。 预应力固井技术是国内外稠油开采普遍采用的技术。由于注蒸汽热采，随着温度变化，套管内的应力亦反复变化，致使本体与螺纹联结受到破坏。在中原内蒙油田稠油开采条件下，油层套管所受热应力都在550Mpa以上，所施加的预应力就是要部分抵消注蒸汽后套管所产生的巨大热应力（压应力），保持套管处于弹性受力范围内，而不发生塑性变形而损坏。 管柱由于温度变化其压缩应力是2.482Mpa/℃,应力计算的经验 公式如下: σ压=2.482ΔT; 式中:σ压-----因温度增加形成的压应力,Mpa； ΔT——增加的温度，℃
现在国内胜利油田、辽河油田和新疆油田均采用一次地锚提拉预应力固井技术。 二、稠油热采井预应力固井优点及必要性 注蒸汽热采是开发稠油的主要手段，在注蒸汽井中，套管需要承受300--350℃的高温，而N80套管允许的温度变化只有222℃，P110套管允许温度变化值为305℃。在干度较高的情况下，井底温度更高，特别是油层部位的套管直接裸露在热蒸汽中，严重影响套管寿命。温度引起轴向载荷以及形成弯曲破坏是套管柱方面的主要问题，温升超过套管的耐温极限就能使套管产生弯曲变形及错断。解决方法是应尽可能保持管外水泥返地面。在套管选择方面，使用具有较大拉力强度的梯形螺纹，同时采用预应力固井施工。 另外，套管受热伸长，在套管与水泥石之间产生间隙，破坏水泥环质量，形成窜槽段，致使地层封隔不严，增大热损失，加剧套管损坏，严重降低油井的使用寿命，并会影响稠油产量，增加油田成本。 应用预应力固井技术可以减缓套管的损坏速度，延长油井的使用寿命，提高稠油产量。所以预应力固井技术是稠油热采中必不可少的关键技术。预应力可抵抗高温的变化，减少热应力及套管的蠕动（由于套管和水泥环受热膨胀率不同，套管变形大时易对水泥环造成破坏，形成窜槽），保护套管和水泥环不受破坏。河南油田泌浅67区块2004年至2005年投产88口井，其中预应力施工43口，没有进行预应力
QB 中国石油化工股份有限公司西北分公司控制标准 Q∕SHXB005—2004 固井作业开工验收标准 （试行） 2004-11-30 发布 2004-12-1实施 中国石油化工股份有限公司西北分公司发布
目次 前言..................................................................... I I 1 总则 (1) 2 适用范围 (1) 3 制定本标准依据 (1) 4 开工验收内容 (1) 4.1验收对象 (1) 4.2队伍资质 (1) 4.3人员资质 (1) 4.4 设备资质 (1) 4.5 施工准备验收 (1) 4.5.1 钻井队 (1) 4.5.2固井队 (2) 4.5.3录井队 (2) 4.5.4套管队 (2) 4.6 HSE验收 (3) 4.7 验收程序 (3) 附录 A (4) 固井作业开工验收书 (4)
前言 固井作业是高风险作业、一旦失败将给下部工序带来很大的风险，甚至造成井眼报废，因此必须做好施工前的各项准备工作，做好事前控制。为规范中国石油化工股份有限公司西北分公司油田建设市场固井作业开工准备工作，起草了本标准。 本标准由中国石油化工股份有限公司西北分公司工程监督中心提出。 本标准由中国石油化工股份有限公司西北分公司标准化所归口。 本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司西北分公司工程监督中心 本标准起草人：贾晓斌张红卫王向东
固井作业开工验收标准 1 总则 为了能够全面的对固井作业的开工准备工作进行验收，特制定本标准。 2 适用范围 适用于中国石油化工股份有限公司西北分公司油田内钻井工程中的固井作业。 3 制定本标准依据 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 SY/T 6362-1998 石油天然气井下作业健康、安全与环境管理体系指南 GB 8978-1996 污水综合排放标准 SY 5727-1995 井下作业井场用电安全要求 SY 6023-94 石油井下作业队安全生产检查规定 SY 6277-1997 含硫油气田硫化氢检测与人身安全防护规定 SY 5396-91 石油套管现场检验方法 SY 5412-1996 下套管作业规程 《中国石油化工股份有限公司西北分公司固井实施细则》（试行）西北分公司，2003 《钻井手册（甲方）上册》石油工业出版社，1990 《钻井监督指南》塔里木指挥部钻井监督办编，石油工业出版社，1999 4 开工验收内容 4.1验收对象 参与下套管、注水泥作业的所有施工队伍。 4.2队伍资质 参与固井施工队伍应具有中国石油化工股份有限公司西北分公司市场准入证、队伍资质证书。 4.3人员资质 参与施工队伍人员资质应与投标书资质相符，开工前应全部到位。 4.4 设备资质 各施工单位参与施工设备型号、性能应与投标书一致，如有特殊情况需要调换设备，应在开工前10天向工程监督中心递交申请，经检查合格同意后方可调换。 施工现场应建立设备、工具、附件档案（包括出厂日期、运转使用周期、相关检验合格证书、使用说明书、维修保养记录等）。 4.5 施工准备验收 4.5.1 钻井队 4.5.1.1井眼合格：通井畅通，井眼稳定，钻井液性能符合钻井设计要求。 4.5.1.2钻井队设备（提升系统、循环系统、动力系统、发电机、钻井液罐及闸门）工况正常，满足施工要求，不允许钻机超负荷下套管。 4.5.1.3四级固控设备运转正常。 4.5.1.4套管头的生产厂家、型号、安装方法、说明书齐全。
中国石油天然气集团公司固井技术规范 中国石油天然气集团公司 工程技术分公司 2008 年
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......................................................... 1.第三节管柱和工具、附件................................................... 2. 第四节水泥浆和前置液..................................................... 4. 第五节注水泥和技术措施.................................................. 5. 第六节施工组织和应急预案................................................. 6.第三章固井准备............................................................. 6.第一节钻井设备........................................................... 7. 第二节井口准备........................................................... 7.第三节井眼准备........................................................... 7. 第四节套管和工具、附件................................................ 9. 第五节水泥和外加剂.1.1 第六节固井设备 (12) 第七节仪器仪表 (13) 第四章固井施工 (13) 第一节下套管作业 (13) 第二节注水泥作业........................................................ 1.4 第三节施工资料整理 (14) 第四节施工过程质量评价 (15) 第五章固井质量评价........................................................ 1.6第一节基本要求.......................................................... 1.7 第二节水泥环评价........................................................ 1.7
固井工程技术基础
目录前言 第一章固井概论 第一节固井概念 第二节固井的目的和要求 第二章套管、固井工具、附件和材料第一节API套管标准和规范 第二节固井工具、附件 第三节固井材料 第三章固井工程技术基础 第一节固井工艺 第二节固井水泥浆 第三节注水泥施工程序
第一章固井概述 一、固井概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。 固井作业 固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。
固井设备总体示意图 二、固井目的和要求 1、固井的目的 一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为： 1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。
（如图1-1所示），当从A点钻进至B点，如果在A点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B点所用泥浆密度在A点产生的压力就会大于A点地层破裂压力，造成A点地层破裂，发生井漏。同理，当从B点钻进至C点，如果在B点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C点所用泥浆密度在B点产生的压力就会大于B点地层破裂压力，造成B点地层破裂，发生井漏。 2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。 固井工程不仅关系到钻进的速度和成本， 还影响到油气田的开发。（如图1-2所示）， 如果油、气层与水层间水泥固结不好，层间互 相窜通，那么会给油气田开发带来很大困难。 当油、气层压力大于水层压力时，油、气便会 窜入水层内，既污染了水层又影响到油气的产 量；当水层压力大于油、气层压力时，水便会 图1-1 下套管固井原理示意图 图1-2 固井防止层间流体互窜示意图
附件 中国石油天然气集团公司 固井质量检测管理规定 （试行） 二〇〇六年五月
编制说明 为了规范固井质量检测程序，提高固井质量评价结果的客观性，使固井质量检测更好地为油气勘探开发服务，中国石油天然气集团公司特制定《中国石油天然气集团公司固井质量检测管理规定（试行）》。 长期以来，集团公司绝大多数探井、评价井和生产井都采用CBL测井，积累了丰富的评价经验，目前这些仪器仍是固井质量评价的主要测量工具。SBT测井与CBL测井原理相同。因此本规定中的附录C只详细规定了CBL/VDL和SBT 资料采集的质量控制要求，另外本规定第五章“固井质量评价”中引用了SY/T6592《固井质量评价方法》，该标准规定了基于CBL/VDL和SBT测井资料的固井质量评价方法。 对于超声反射回波测井仪CET，USI，PET，CAST和俄罗斯声波及伽马密 度- 套管壁厚组合测井仪器，由于国内应用较少，积累的经验少，只作推荐使用。
目录 第一章标准的引用 第二章测井要求 第三章测井准备 第四章现场施工 第五章固井质量评价 附录A 固井质量检测仪器参考信息附录B 固井质量测井作业通知单附录C 固井质量测井资料质量要求
第一章标准的引用 第一条固井质量检测应执行的相关技术规程SY/T5131 石油放射性测井辐射防护安全规程SY/T5132 测井原始资料质量要求 SY/T5600 裸眼井、套管井测井作业技术规程SY/T5633 石油测井图件格式 SY/T5726 石油测井作业安全规程 SY/T5880.1 石油测井仪器刻度总则 SY/T6030 水平井测井作业技术规范 SY/T6413 数控测井数据采集规程 SY/T6499 固井质量检测仪刻度及评价方法SY/T6592 固井质量评价方法 第二章测井要求 第二条测井项目设计要求