中原油田5 1/2＂开窗侧钻井固井技术 一、前言 中原油田目前处于开发的中后期，勘探上没有重大突破，原油生产任务艰巨。由于中原油田先天具有的高温、高压、盐层发育等特点，造成生产套管挤毁、错断、腐蚀；井内有落物沙埋等。由于地质因素，造成部分井未钻遇可采油层，需要改变地质设计方案、更换新井底位置等等。为了 恢复井网，减少损失储量，救活老井降低油田开采成本， 5 1/ 2＂套管开窗侧钻，在5 1/ 2 ＂井眼内 下4＂套管、或采用尾管固井等工艺，但是由于井下复杂加上新井眼尺寸小固井施工难度较大，常导致固井憋泵和一次作业成功率低，固井质量差等现象。 为此，今年来我们专门针对开窗侧钻井固井技术进行研究工作，对不合格井及事故井进行分析，形成了一套较为成熟的小井眼固井技术，较好的解决了固井一次成功率和固井质量问题。 二、固井难点分析 1、环空间隙小，形成的水泥环薄。φ118mm钻头与φ101.6mm套管间形成的间隙仅有8.2mm，远小于常规固井要求套管外环空的最小间隙值19.1mm，如此薄的水泥环抵抗外载能力差，容易发生断裂和脆性破坏，因此对水泥石强度要求更高。 2、环空摩阻大，施工压力高。小间隙内摩擦系数相对较大，使环空水泥浆流动阻力增大，导致固井过程中泵压高，甚至产生压漏地层和憋泵等重大事故。 3、井斜大。井眼中下入扶正器的难度和风险也很大，有时根本不能下入扶正器，因而套管在井眼中不易居中，从而严重影响了环空中顶替效益的提高。 4、水泥浆整体性能的细微变化对水泥环的质量都将产生很大影响。如很少的析水可产生很长的环空自由水窜槽，而水泥浆稳定性差，稍有固相颗粒下沉，将会在井斜段井筒上部产生疏松胶结现象，导致地层间封固失效。 5、声幅测井容易产生遇阻现象。这主要是计量不准和拔出中心管后，开泵不妥造成喇叭口附近水泥浆下沉留水泥塞现象。 6、油气水窜槽现象。这主要是油气水层活跃或水泥浆在候凝过程产生失重致使油气水层欠压
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。
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究
开发。其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
文件编号：TP-AR-L4292 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 侧钻井尾管固井技术研 究与应用(正式版)
侧钻井尾管固井技术研究与应用(正 式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 到了90年代辽河油田原油生产进入中后期，由 于原井套管长期超负荷生产，长期受到由于注气注水 井下工具质量差等问题，使套管受到附加额外载荷， 产生变形或损坏，井下大修作业常造成的井下落物事 故复杂且不易处理，地震产生附加地质应力使辽河油 田部分区出现套管断错，高注采比长期生产使部分产 层枯竭，底水锥进等多种原因的影响，使部分油井不 能正常生产，造成原油和天然气产量出现下滑，严重 威胁到油田的正常生产；为了充分利用老井的井场道 路及输油设备，降低吨油综合成本，在众多二次采油
方案中，辽河油田选准了侧钻井开窗这项新技术，侧钻开窗--就是利用老井原有一定长度的完好套管，在其一定深度，方位范围内，下入导斜器重新开窗侧钻，采用悬挂尾管方式完井，达到恢复老井产能，延长老井使用寿命，完善井网，提高油井产量及采收率的目的。 侧钻开窗技术，目前有96%应用在Ф177.8mm和Ф139.7mm两种井型上，分别采用悬挂Ф127mm和Ф101.6mm尾管固井或筛管或裸眼完井；有4%应用于Ф244.5mm井型，采用Ф139.7mm尾管固井完井。 侧钻开窗技术，在辽河油田实施10年来，共完成侧钻井1565口，累计增产原油687*144t使一批“死井”复活，为辽河油田原油稳产做出了应有的贡献。 一、钻井二公司侧钻井尾管固井技术的几个发展
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。
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。
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
水平井射孔工艺技术 1、简介 水平井工程是近年发展起来的一项新技术，是“稀井高产”的重要手段。水平井技术已成为近50年来石油技术进步的代表象征，这从勘探到提高采收率各个阶段均有着广泛的应用潜力，在实现井网调整，控制流向和完井类型，减少液流损失和调整油藏压力等方面的灵活性，已成为一种油藏完井新方法，而水平井射孔技术则是水平井技术的重要组成部分。四川石油测井公司早在1994年就对水平井射孔技术开始了立项研究，经过几年的研究和现场试验，形成了一整套中、长半径的水平井射孔工艺技术，该技术国内领先，部分技术达国际先进水平，该成果获中国石油天然气集团公司2000年技术创新二等奖。 水平井套管井射孔完井既有利于提高产量又有利于以后进行增产措施和封堵作业。但水平井射孔井段长达几百米甚至上千米，要求射孔一次作业成功；要求向水平两边或两边以下３０°定向发射以免造成砂子沉降和底水突进；要求长达几百米的射孔枪顺利通过造斜段下入和起出。实践证明，我们已经解决了上述难题并能保证施工的安全性和可靠性。 2、主要特点 2采用液压延时分段起爆方式能完成长水平段的射孔作业。 2采用弹架旋转的内定向方式，定向精度高且与枪身旋转的外定向方式相比，在相同套管内径下可选择更大直径的水平井射孔枪。 2采用接头旋转扶正环和滚珠枪尾可大大减少起下射孔枪时的摩擦力。 2接头与枪体之间，公母接头之间采用防退扣装置，避免了落枪的可能。 2最新研制的起爆开孔装置可实现水平井的再射孔而不会将井液挤到地层中去。 2可实现全井筒氮气加压起爆方式完成水平井的射孔作业。 2可实现限流压裂的水平井射孔作业。 2利用独创的旁通传压起爆系统能完成水平井的射孔测试联作。 2采用地面监测系统能监测井下各段射孔枪的发射情况。 3、主要技术参数 2射孔枪外径：Ф８９mm 、Ф102mm 、Ф127 mm 2最高工作压力：９０MPa 、105MPa 、90MPa 2延时时间：５—7min 2定向方式：内旋转定向 2定向精度：±５° 2定向率：>９５％ 2发射率：>９９％ 2孔密：１０－２０孔／米 2枪体抗弯能力：３０°／３０米。 4、施工工艺 （1）起爆方式 水平井射孔起爆不同于一般直井射孔，不能采用投棒起爆方式，也不同于一般斜井射孔，它属于超长井段射孔，不宜采用一个压力起爆器的起爆方式。在水平段各点压力值相等，它可以实现几个乃至几十个射孔段的同时起爆，完全满足水平井一次射孔多段的要求，将大大提高工效。四川石油测井公司已成功地应用了三种负压起爆方式，分别是：①液垫或气垫加压力延时起爆器；②油压开孔装置加压延时起爆器；③旁通传压装置加压力起中爆器。
提高侧钻井固井质量的技术措施分析 在油田采收工作开展的过程中，要结合实际情况建立更加系统化的技术措施，从而保证管理实效性，减少开发成本，其中，侧钻井技术具有一定的优势。本文对影响侧钻井固井质量的因素进行了简要分析，并集中阐释了提高侧钻井固井质量的技术措施，以供参考。 标签：侧钻井；固井质量；影响因素；技术 在侧钻井固井质量管理工作开展的过程中，要依据油田开采区域的实际情况，形成有效的工艺流程，完善技术运行措施和实效性的同时，确保侧钻作业的安全性，从而实现经济效益和社会效益的双赢。 1 影响侧钻井固井质量的因素分析 影响侧钻井固井质量控制效果的因素主要分为以下几点： 1.1 环空间隙较小 部分侧钻井区域泥饼的井眼较小，且实际环空间隙并不符合要求，这就会造成固井过程形成水泥环超薄的问题，甚至会导致采油过程和作业过程受到破坏，无法有效运行相关技术，且侧钻井会过早出现出水亦或是套管损坏的问题。需要注意的是，若是环空间隙较小，也会造成固井施工难以进行，导致水泥浆返高不足，影响整体固井质量。 1.2 套管位置偏移 在侧钻井工艺运行过程中，其本身都会出现一定的偏斜，且环空间隙并不大，这就导致套管结构容易出现偏心问题，造成固井出现水泥环分布失衡或者是窜槽问题。需要注意的是，水泥环物理机械系能无法满足长期封隔的实际参数需求，就会造成钻井出水提前。 1.3 注水泥顶替效率较低 在实际操作中，若是侧钻井尾管出现了偏心问题，就会导致钻井液直接滞留，加之水泥浆流动阻力增大，就会造成水泥浆紊流问题，影响水泥石的实际密封情况，严重时也会造成钻井出水提前。 2 提高侧钻井固井质量的技术措施 为了有效提高侧钻井固井质量，相关技术部门要结合实际情况建立相应的处理措施，整合管控效果的基础上，维护管理标准的运行质量，从而一定程度上完善操作流程。
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。 图1-1 下套管固井原理示意图 2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。
钻井工艺基本流程 一、开钻前准备钻头，一二三开接头，测量圆井，导管距地平面高度，大 鼠洞深度，导管埋深等于圆井高度，入地3m，补心高之和，提1根9″ 钻铤校井口，通知重仪站安装八参数仪器，上二开PDC钻头，钻具，套管头及表层套管，LG36井导管割高以基础平面向下量1400mm，交资料 时搞列卷，钻井保障措施，空白资料带上井，分析钻井设计，划出重点，绘制井身结构图，8″随钻一套，171/2″ST127钻头，扣型731，钻头一般 不用等级喷嘴。 二、一开 （泵压允许条件下，保证排量尽量大），PDC钻头钻压3～5T，一般4T。套管附件：引鞋，套管头（01），（02）部分，套管循环头，吊卡，接箍长度，最后一根套管外径，垫叉高度，租用5″短钻杆，固井时调节钻具长度。套管插入头（133/8″×5″）插座，B型吊钳。121/4″钻头冲鼠洞，丈量方钻杆有效长度，大鼠洞长度。具备开钻条件后报调度室开钻验收。上录井队，井口，井场深井泵，安全合同。 一开钻进： 钻压0.5～8T,转速50～100N，排量35～60L/S,泵压1～6Mpa，钻35m循环5～10min，起钻加扶正器，前35m钻压0.5T, 转速50~60N,排量35～40L/S，（单泵100冲，转速55N，钻头喷嘴22，18，0），加入扶正器后每接一根钻铤增加1T，每根单根划眼1～2次，禁止定点循环。钻铤加完钻压8T,转速80~100N,排量50～65L/S,泵压8～12Mpa，钻至设计井深循环2～3周起钻，通井一次，起钻前垫高粘，下套管，若为插入式固井，下完套管下插入头循环。表层套管不留口袋，安装井口，按钻井设计要求试压（5″钻杆2根+试压塞+5″钻杆1根），下3柱钻铤后校井口。 三、二开起钻加扶正器时将测斜座装在钻头以上的接头上，若有螺杆应装在离螺杆1~3 柱钻铤上。下钻时安装好防磨套，以后每趟起钻都要松顶丝，第一只钻头121/4″ST127，铣齿，15，12，18；下钻探塞，遇阻不超过5T，探得塞后起1柱，接钻杆套管内试压（按设计要求试压），钻塞不宜太快，钻压0.5~2T, 转速45～50N，钻进地层5~10m 循环1～2周，地破试验，套管鞋以下50m控制钻压2～4T，转速45～55N，排量35～40L/S，每根单根循环10~20min，钻附件时注意扭距。 备注：套管内钻水泥塞一般不带扶正器，钻出管鞋要考虑扶正器不敲打管鞋后起钻加入扶正器。 二开牙轮钻头钻压6~8T,排量50～60L/S，泵压18～20Mpa，转速100~120N, 钻进300～400m循环测斜，1000m后可400～500m测斜一次。第一次短起至管鞋，轮古构造700～800m易遇阻（该井段应考虑测斜短起，若有挂卡应加密测量），起钻每柱灌满泥浆。测斜时将钻具内容积算出来，通过排量算出测斜仪到达井底的时间，超过4500m后若井不斜可不再测斜，但钻压必须控制在4T以下，且不能溜钻，特别是奥陶系灰岩软硬交替地层（即快钻时和慢钻时同存段）。 平时的工作中多注意柴油机转速，扭距，泵压，转盘转速及岩性变化。钻至1300m左右，起钻换121/4″MS1952SS,PDC钻头（钻井参数：钻压0.5～1T塑形0.5～1m后加至3～4T，转速110～130N，排量50～55L/S），装好测斜座，起钻
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
钻井工艺流程 以中原油田三开井为例 一.选井位(甲方) 二.定井位:原则:地面服从地下 三.搬迁准备及搬安 井队,材料,技术员资料的(准备)钻井工程设计.井史,本井资料,仪器,工具(∑rA型井架)基础图;校正(要清楚校正的标准) 天车,游车和转盘≤15mm.校正转盘与天车〈2-3mm 泵(不单是皮带轮,还要校正水平尺),不水平度应〈1mm吊测房,地质录井,气测,指重表参数仪(技术员在搬家过程中要经常四处转圈,而不是做一个劳动力) 四.一开准备及一开作业 1.钻具:井口工具,井下工具的准备,配合接头尹钻铤=731 8=631 7=521x520 API 411(国内)x410 6 1/4=4A11x410 5 加厚卡瓦 最主要的是) 套具由固井队提供(套管与套具的准备2. 联顶节的长度
联顶节主要考虑:1)转盘面2)封井器四通接出管线离工字钢1.5 cm (3)井架底座 ( 一开的时候要送封井器为啥?就是因为联顶节,封井器,厂家不一样 四通等的长度有出入) 封井器送来要问一下,闸板芯子是否是5寸~5-1/2的变径闸板,5寸的封钻杆,5-1/2寸的封油套,所以要问一下.下油套前要封井器试压. 3.测斜与工具的准备(不是拉回来就万事大吉,要做个地面试验) 冲鼠洞钻头用8-1/2的. 4.配浆. 5.一开验收 6.一开钻进 (接一根钻铤提起来,靠住转盘面,看钻铤是否居中,然后卸掉方钻杆,上接钻头,水龙带吊着,只准旋转不准加任何钻压. . 寸钻铤7一柱,寸钻铤8柱2米表层要接200-300． 钻进过程中在表层一般用双泵,预防堵水眼,因为沙子很多.用双泵在 钻完后,停一个泵,上提,快提完时在停泵.停完泵要抢接单根,根据钻铤的重量确定钻压,第一根不加压,第二根加压10KN-15KN,钻压的多少根据钻铤的多少,(钻压要算好)钻完一开后,循环泥浆,一定要上提下放,不能定点.更不能沉底循环,特别是一开更不能沉底循环,因为一开泥 浆不成体系.应打个封闭,尽量不能留下水泥环. 现场灰量要准备好,水量要准备好.下表层套管不好下.斜坡引鞋.
钻井工艺基本流程 一、 开钻前准备钻头，一二三开接头，测量圆井，导管距地平面高度， 大鼠洞深度，导管埋深等于圆井高度，入地3m ，补心高之和，提1根9″钻铤校井口，通知重仪站安装八参数仪器，上二开PDC 钻头，钻具，套管头及表层套管，LG36井导管割高以基础平面向下量1400mm ，交资料时搞列卷，钻井保障措施，空白资料带上井，分析钻井设计，划出重点，绘制井身结构图，8″随钻一套，171/2″ST127 钻头，扣型731，钻头一般不用等级喷嘴。 二、 一开 （泵压允许条件下，保证排量尽量大），PDC 钻头钻压3～5T ，一般4T 。套管附件：引鞋，套管头（01），（02）部分，套管循环头，吊卡，接箍长度，最后一根套管外径，垫叉高度，租用5″短钻杆，固井时调节钻具长度。套管插入头（133/8″×5″）插座，B 型吊钳。121 /4″钻头冲鼠洞， 丈量方钻杆有效长度，大鼠洞长度。具备开钻条件后报调度室开钻验收。上录井队，井口，井场深井泵，安全合同。 一开钻进： 钻压～8T,转速50～100N ，排量35～60L/S,泵压1～6Mpa ，钻35m 循环5～10min ，起钻加扶正器，前35m 钻压, 转速50~60N,排量35～40L/S ，（单泵100冲，转速55N ，钻头喷嘴22，18，0），加入扶正器后每接一根钻铤增加1T ，每根单根划眼1～2次，禁止定点循环。钻铤加完钻压8T,转速80~100N,排量50～65L/S,泵压8～12Mpa ，钻至设计井深循环2～3周起钻，通井一次，起钻前垫高粘，下套管，若为插入式固井，下完套管下插入头循环。表层套管不留口袋，安装井口，按钻井设计要求试压（5″
文件编号：RHD-QB-K7855 （管理制度范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 侧钻井钻井液施工技术规范标准版本
侧钻井钻井液施工技术规范标准版 本 操作指导：该管理制度文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 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20xx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%，加入适量的乳化剂，使原油充分乳化，提高钻井液的润滑性能。在定向时，如果托压现象严重，可视返砂情况进行短起下破坏岩屑床，或加入适量的石
1.固井滑套分段压裂简介 该工艺技术是贝壳休斯公司在固井技术的基础上结合了开关式固井滑套而形成的多层分段压裂完井技术。该技术利用可开关式固井滑套选择性的放置在油层位置，固井完成后，利用钻杆，油管或连续油管代开关工具将滑套打开，然后用同一趟管柱进行压裂作业。 该压裂完井体系可根据油藏产层情况，选择多个CM滑套，实现多层压裂投产或选择性压裂开采。该完井体系中CM系列滑套内外表面进行了特殊镀层处理，保证了工具开关性能。 该技术可应用到任何利用压裂措施投产的井。另外，根据以后生产的需要还可以调整油藏层间矛盾。提高油藏的利用率。 2.作业步骤 1）根据油藏产层情况，确定各CM滑套位置； 2）按照确定的深度将滑套和套管管柱一趟下入井内，然后进行常规固井； 3）下入压裂和滑套开关服务工具，有选择性地打开滑套进行压裂作业。 4）压裂完一层之后，通过上提下放管柱将压裂层位滑套关闭，随后打开下一层滑套进行压裂。 5）所有层位压裂完成之后，通过上提下放管柱将所有需要生产的层位的滑套打开，起出管柱，进行生产。 6）在生产过程中，如果出现产水层或者由于别的原因，需要将某个层位关闭，可下入滑套开关工具将其关闭。如果还需打开，还可以下入开 关工具将其打开。 3.优点： 1）随套管一趟下入，无需射孔。压裂作业一趟连续完成，节省了时间。 2）无需射孔，无需额外的封隔器卡层，节省了成本。 3）压裂完成之后套管内保持通径，方便了以后的修井作业。 4）滑套可以多次开关：根据生产需要，滑套可以随时关闭和打开，大大增强了其实用性。 5）在每一层压裂后，可以关闭滑套，保护地层不受污染。
4. 可用规格尺寸 尺 寸(in) 压力级别(psi) 温度级别(°F) 抗拉强度(lb) 抗扭力(ft-lb) 2 3/8 96,000 1,782 2 7/8 140,000 3,500 3 1/2 10,000 375 182,600 4,000 4 7,500 291,900 5,700 4 1/2 8,200 32 5 270,000 6,000 5 7,300 315,000 5,500 5 1/2 6,300 351,000 6,200 7 7,000 300 628,000 8,700 5. 图例 CM 滑套示意图 CM 滑套进行特殊涂层处理之后，水泥固井图