固井技术简介
石油钻探固井技术
固井质量难以保障。
天然裂缝和断层
03
天然裂缝和断层可能导致水泥浆漏失，降低固井质量，甚至引
发安全事故。
高温高压环境下的固井挑战
水泥浆性能下降
高温环境下，水泥浆易稠化、失水，导致性能下降，难以满足固 井要求。
环空压力控制
高温高压环境下，环空压力控制难度大，易出现压力失衡问题。
套管损坏风险增加
高温高压环境对套管材料性能要求高，套管损坏风险增加。
钻井与固井一体化技术
随着钻井技术的不断发展，未来有望实现钻井与固井的一体化，即在 钻井过程中同步完成固井作业，提高作业效率和质量。
谢谢
THANKS
针对深海高压低温环境，采用高性能 固井材料和工艺，提高井筒稳定性和 密封性。
特殊地质条件下的石油钻探
1 2
高温高压油气藏钻探
在高温高压油气藏中，采用耐高温高压的固井材 料和工艺，确保井筒稳定性和密封性。
含硫油气藏钻探
针对含硫油气藏，采用抗硫固井材料和工艺，防 止硫化氢等腐蚀性气体对井筒的破坏。
3
盐膏层油气藏钻探
深水区域的固井挑战
深水低温
深水区域温度低，水泥浆易凝固，影响固井质量。
海底不稳定
海底地质条件复杂，可能存在淤泥、流沙等不稳 定因素，增加固井难度。
深水压力
深水区域压力大，对固井设备和材料性能要求高。
针对挑战的解决方案
复杂地质条件下
采用高性能水泥浆体系，提高水泥浆的适应性和稳定性； 采用先进的固井工艺和技术，如分级注水泥、尾管固井等， 提高固井质量。
对未来发展趋势的展望
智能化固井技术
随着人工智能和大数据技术的发展，未来固井技术将更加智能化，实 现实时数据监测、智能决策和远程控制，提高固井质量和效率。
固井工艺技术介绍
DRI
固井可能带来的危害
涩北气田气层埋藏浅，分布井段长（408.0-1738.2m），层数多（54-79），气水界面复杂, 浅层气、浅层盐水活跃。台H6-1井、台6-7井，一开钻至800m下入表层套管固井后，候凝过
程中套管外地表窜出盐水和水溶气，被迫报废
台 H6-1 井 339.7mm 表 层 套 管 固 完井候凝时，北东方向约 250 米冒气水后目前情况 台 6-7 井 273mm 表层套管固 完井候凝时，地表窜出盐 水和水溶气
前 言
DRI
固井可能带来的危害
井喷——灾难性后果（墨西哥湾事故）
灌香肠、插旗杆——整井报废，单井段报废，经济损失巨大
挤毁套管——整井报废，单井段报废，经济损失巨大 油气水窜——单井段报废，降低开发效益
环空带压——开发隐患，增加作业成本、环境危害
超缓凝——延长作业时间、增加作业成本 返高不够——降低封固质量，增加补救作业成本 过早套损——单井报废，增加作业成本，降低开发效益
～100kN于悬挂处→憋压剪断球座销钉→开泵进行循环钻井液→
注前置液→注水泥浆→释放钻杆胶塞→替钻井液→钻杆塞与空 心耦合（耦合前降低替入排量） →碰压→放回压，检查浮箍是 否倒流→上提中心管，循环出多余的水泥浆→起钻候凝。
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钻井研究院
第一单元
固井工艺技术
DRI
尾管固井
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尾管悬挂器
专门研究如何用化学方法解决固井过程中遇到的问题。
具体地说，水泥浆化学就是通过研究水泥浆的组成和性 能，且予以科学地控制和调整，最终达到封隔地层、保 护储层和支撑套管的目的。
－32 －
钻井研究院
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钻井研究院
第一单元
固井技术基础精编版
固井技术基础公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]固井技术基础（量大、多图、易懂）概述1、固井的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，保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。
2、固井的目的1. 封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行；2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回泥浆池；3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件；4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染；5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件；3、固井的步骤1. 下套管套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。
为保证固井质量和顺利地下入套管，要做套管柱的结构设计。
根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。
2. 注水泥注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。
3. 井口安装和套管试压下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。
表层套管的顶端要安套管头的壳体。
各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。
套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。
套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。
陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。
注平衡液等作业。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
固井工艺技术介绍
固井工艺技术介绍固井工艺技术是指在石油钻井中，通过在井壁和套管之间注入特定的材料来加固井壁，防止地下水和油气的混合以及套管的沉降。
固井工艺技术在石油钻井中起到至关重要的作用，它不仅能够提高井下环境的安全性，还能够保持油井的稳定性和产能。
井壁加固是指在钻进过程中，通过注入水泥浆或其他特定材料来增加井壁的强度和稳定性。
井壁加固的主要目的是防止地下水和油气的混合，防止井壁的坍塌，以及防止井身的扭曲和变形。
井壁加固一般分为两种方法：一种是通过液体钻井泥浆注入井壁，将泥浆中的固体颗粒填充到井壁裂缝中，形成一个固体屏障；另一种是通过水泥浆注入井壁，将水泥浆填充到井壁裂缝中，形成一个密实的固体屏障。
套管连接是指在井壁上安装套管的过程。
套管连接方法有很多种，其中最常见的是螺纹连接和焊接连接。
螺纹连接是通过将两个套管的螺纹互相扭合来连接，螺纹之间的空隙可以通过填充密封剂来减少。
焊接连接是通过将两个套管的端部加热至熔化状态，然后将它们焊接在一起。
套管连接的选择取决于井深、地质条件和工艺要求等因素。
水泥浆配制是指将水泥粉料和水混合，形成一种特定的水泥浆。
水泥浆配制的目的是制备出具有特定性能和流动性的水泥浆，以满足固井施工的要求。
水泥浆配制过程中需要选择合适的水泥粉料和掺和剂，以及控制水泥浆的颗粒分布和比重等参数。
泥浆循环净化是指在钻井过程中，通过泥浆泵将泥浆从井底泵至地表，并对泥浆进行净化和回收。
泥浆循环净化的主要目的是清除泥浆中的固体颗粒和杂质，以保持泥浆的性能和流动性。
泥浆循环净化过程中需要使用各种过滤器和离心机等设备，以实现对泥浆的过滤和分离。
总结起来，固井工艺技术是石油钻井中不可或缺的环节，它可以有效加固井壁，保护地下水和油气的混合，并维持井身的稳定性和产能。
固井工艺技术涉及到井壁加固、套管连接、水泥浆配制和泥浆循环净化等多个方面，每个方面都有自己的具体技术和方法。
通过合理运用固井工艺技术，可以提高石油钻井的安全性和效率，降低事故发生的概率，减少钻井成本，对于石油行业的发展起到积极的促进作用。
保护油气层的固井技术
固井技术被广泛用于保护油气层，是油井完井中至关重要的步骤。本演示将 详细介绍固井技术的各个方面。
固井技术的定义和作用
1 定义
2 作用
固井是用钢管等材料在井壁和油管周围形成 一定尺寸的密封隔层，使油气管道在井内保 持固定位置。固井是油井完井的关键性步骤。
固井技术可以保护油气层免受地质灾害、减 少污染风险，同时确保油气生产能够顺利进 行。
固井技术的应用案例和效果
1
南海海域深水油水井固井成功
2
北海海域高强别墅顶部水泥固 井成功
3
川南气田供气井固井成功
固井技术的基本原理
井眼环空控制原理
控制井筒环空大小并调节泥浆密度以防止井眼坍塌 和杂物进入井内。
水泥浆充填原理
在固井过程中使用水泥浆充填井眼，使固体凝固并 支撑井段。
压力平衡原理
在固井过程中，需要平衡井口各种压力。否则就可 能导致压力过大或过小而影响油气生产。
常用的固井技术方法的石灰岩、砂岩和泥岩等进行固井处理。
固井技术的挑战与发展
技术难度
目前，随着油井开采领域的不断发展，固井技术 的难度也在不断提高。
环境考虑
固井技术需要考虑环境保护和可持续性，需要更 好地结合使用现代科技手段和传统工艺。
固井技术的安全性考虑
固井技术需要在安全的环境下进行，操作过程需要符合相关的安全标准。技 术工人应该接受专业培训，并且遵守相关的规定和法规。
2
水泥浆双重固井
采用不同颜色、密度或压缩系数的水泥浆，以形成双重密封点固井。
3
梦想固井工艺
一种新型固井技术，主要是利用裂缝封堵技术解决井筒水化学难题。
固井过程中可能遇到的问题
气体外漏
固井原理及过程范文
固井原理及过程范文固井是一种在钻井过程中使用水泥浆填充井眼周围的空隙的技术。
固井的主要目的是确保井壁的完整性和稳定性，并防止地下水、气体或含油层的污染。
它还可以提供井身和钻杆之间的支撑和保护，以防止受碎屑或压力的影响。
固井原理可以简单地概括为以下四个步骤：1.井眼的准备：在钻井过程中，钻头钻入地下岩石层并形成井眼。
钻井液会不断地循环，保持井眼的稳定和清洁。
一旦到达目标深度，就需要做好准备来进行固井的下一步。
2.水泥浆搅拌：在进行固井之前，需要将水泥和其他一些添加剂混合成水泥浆。
这种浆料必须具有一定的流动性，以便能够在井眼中完全填满并能够进入每一个细小的空隙。
3.水泥浆注入：一旦水泥浆制备好，就可以通过特殊的泥浆泵将其注入井眼。
注入过程通常从靠近钻井平台的地方开始，然后往井底方向推进，以确保整个井眼被水泥浆填满。
注入时需要控制注入速度和压力，以便水泥浆能够均匀地分布在井眼周围。
4.固井质量控制：一旦水泥浆完全填满井眼并到达设计深度，就需要进行固井质量控制。
这包括检查井壁的完整性和稳定性，以确保固井过程没有产生问题。
通常会用测井工具测量井眼的尺寸和形状，以确保水泥浆均匀分布并没有任何漏洞。
固井也可以分为不同的类型，根据井眼周围的情况和井的具体要求来确定。
1.表面固井：用于浅井或不需要承受高压力的井，如水井或地源热泵井。
表面固井主要是为了维持井眼的完整性，防止地下水或其他物质的渗透。
2.中间固井：用于承受中等压力和温度的井，如油气开采井。
在中间固井中，水泥浆需要具备一定的强度和耐用性，以应对油气压力和温度的变化。
3.高压固井：用于深井或要承受高压力和高温的井，如深海钻井。
这种固井需要使用特殊添加剂和材料，以确保井眼的完整性和耐用性。
总之，固井是钻井过程中非常重要的一步，它确保了井眼的完整性和稳定性，并保护了地下水资源、气体资源和含油层的安全。
在固井过程中，对水泥浆的制备和注入要求非常严格，并需要进行质量控制以确保固井的成功。
固井工艺技术介绍
固井工艺技术介绍固井是一种油田工程术语，是一种在钻井完毕后进行的一种工艺技术。
固井的主要目的是为了保证油井的安全生产以及生产效率的提升。
固井工艺技术主要包括固井设计、固井材料、固井操作和固井质量监控等内容。
接下来将介绍固井工艺技术的相关内容。
首先是固井设计。
固井设计是固井工艺技术的第一步，也是至关重要的一步。
固井设计需要考虑井口条件、地层情况、井身结构、井口状况等多方面因素，来确定固井的材料、技术和工艺等细节。
合理的固井设计可以确保井下油气的安全生产，提高固井的成功率。
其次是固井材料。
固井材料主要包括固井水泥、固井搅拌液等。
固井水泥是固井中最关键的材料之一，它需要满足强度、粘度、密度等多种性能要求。
固井水泥主要用于封堵地层裂缝、巩固井壁等。
固井搅拌液主要用于保持井筒稳定、减少钻头抛失等。
固井材料的选用要根据具体情况进行合理选择，以确保固井质量。
再次是固井操作。
固井操作是固井工艺技术的核心环节，包括固井设备搭建、固井材料加入、固井搅拌、固井施工等过程。
固井操作需要专业的操作人员和先进的设备来完成，要注意操作规范、施工流程、安全防护等方面。
固井操作质量直接影响固井结果，必须高度重视。
最后是固井质量监控。
固井质量监控是固井工艺技术的最后一环，通过监测固井过程中的各项参数和数据，来评估固井质量是否符合要求。
固井质量监控包括实时监测、常规检测和质量评估等内容，需要及时处理发现的问题，并采取相应的措施来保证固井质量。
总的来说，固井工艺技术是油田工程中非常重要的一个环节。
通过科学合理的固井设计、选择优质的固井材料、规范操作和严格的质量监控，可以确保油井的安全生产和高效运营。
希望相关从业人员能够加强对固井工艺技术的学习和实践，不断提高固井水平，为油田工程的发展做出更大的贡献。
固井技术基础（量大、多图、易懂）
固井技术基础（量大、多图、易懂）概述1、固井的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，保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。
2、固井的目的1. 封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行；2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回泥浆池；3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件；4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染；5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件；3、固井的步骤1. 下套管套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。
为保证固井质量和顺利地下入套管，要做套管柱的结构设计。
根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。
2. 注水泥注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。
3. 井口安装和套管试压下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。
表层套管的顶端要安套管头的壳体。
各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。
套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。
套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。
陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。
注平衡液等作业。
4. 检查固井质量安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
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水泥车：高压注入设备 （压力可达 77.2MPa）
70-25双机双泵 固井水泥车
40-17固井水泥车
水泥头（Cement Head)
浮箍和浮鞋
自动灌浆
动画
固井用胶塞
引鞋
套管扶正器
水泥伞
用途：支撑上部水泥浆重量，防止压漏薄 弱地层。 用法：套在套管外部，锥形桶用橡胶制作；受水泥浆重
声幅测井示意图
1——电缆 2——发射器 3——接收器 4——套管 5——水泥环 6——地层
声幅测井曲线示意图
井段B的相对声幅大于30%， 为不合格井段。
3. 声波变密度测井
声幅测井测量记录的是套管首波幅度。声波变密度测井 （VDL，简称变密度测井）是用接收器将套管波、地层 波等声波幅度按到达时间先后全部测量记录，再用一定 的方法显示，以评价水泥环质量的测井方法。当进行变 密度测井时，同时进行声幅测井。
固井技术简介
一、概述
• 固井目的
➢ 封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺利进行； ➢ 封隔油气水层，建立油气流出通道，防止产层间互窜; ➢ 延长油井寿命； ➢ 进行增产措施 ； ➢ 安装井口；
概述
• 固井工程的特殊性
(1)是一次性工程,如果质量不好,一般情况下难以补救; (2)是隐蔽性工程,主要流程在井下,施工时不能直b）
（c）
（d）
（e）
a.循环钻井液 b.注隔离液和水泥浆 c.替浆 d.替浆 e.碰压
1—压力表 2—上胶塞 3—下胶塞 4—钻井液 5—浮箍 6—引鞋
7—水泥浆 8—隔离液 9——钻井液
• 固井作业设备与工具
固井设备包括：水泥车、灰罐车、供水车、工具车等；
常用的固井工具：密度秤、水泥头、浮箍、浮鞋、组流环、 胶塞等；
（6） 降失水剂：
控制水泥浆失水量，控制滤饼滤失。将纯水泥浆大于 1500ml/30min的失水量降低到小于50ml/30min保证固 井要求。最初使用的是膨润土，目前乳胶已成为最常用的 颗粒性材料降失水剂。水泥浆失水是影响固井最严重的问 题，因此降失水剂也是最重要的外加剂。
乳胶是降失水剂发展至今最好的降失水剂之一。乳胶是 乳化聚合物属于颗粒材料，粒度在200~500μm之间。
变密度测井因为能够测量记录地层波，因此能够反映出 水泥与地层（俗称第二界面）的胶结情况。将变密度测 井结果与声幅测井结果对比分析，可以更全面地评价水 泥环质量。
水泥胶结——变密度测井示意图
1—电缆 2—发射器 3—CBL接收器 4—VDL接收器 5—套管 6—水泥环 7—地层
三、水泥添加剂
随着降失水剂的应用，各种改善水泥浆性能的添加 剂在发展。目前已有如下8大类型：
质量控制往往决定于设计的准确性和准备工作的好坏, 受多种因素的综合影响; (3)影响后续工程的进行; (4)是一项花钱多的工程; (5)施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程.
• 固井作业对水泥浆的基本要求
➢ 配制与注替过程中保持可控的流动能力； ➢ 在井下温度、压力条件下保持足够的可泵时间和体系稳定性； ➢ 静止后快速凝固并保持体积不变； ➢ 凝固水泥石强度高，致密性好，抗腐蚀； ➢ 有一定塑性，能抵抗射孔震动冲击；
套管波在传播过程中要向套管内和环形空间散失能量， 既声幅要衰减（降低）。套管波的衰减程度和套管内外介质 性质及其分布有关。因为管内钻井液的分布及性质是不变的 ，因此向管内散失的能量为恒定值。在此基础上的套管波的 衰减程度就将取决于管外水泥与套管的胶结情况。
实验证明，在其它条件不变的情况下，套管首波幅度的 对数与套管周围水泥未胶结部分所占套管周长的百分数之间 存在线性关系，套管胶结的水泥越多，所接收的声幅越小， 而当管外全为钻井液时，所接收的声幅最大。
动画
钻掉胶塞与浮鞋
下套管循环灌浆装置
循
灌
环
浆
状
状
态
态
二、水泥环质量检测和评价
1. 井温测井
水泥的水化反应是一放热反应，其凝结过程中所放出 的热量通过套管传给套管内流体，可使井内温度上升一 定数值，如6℃～22℃。而环空中没有水泥的井段，井 内温度为正常温度。利用这一特性，可以测定水泥浆在 环空中的返高位置（即水泥顶部深度）。
（1）速凝剂：缩短凝固，加快强度.如CaCl2,加速 C3S的水化作用。
（2）缓凝剂：延长凝固时间。如木质素黄酸盐，吸 附在硅酸钙水化物上，影响其水化作 用。
（3）填充剂：降低密度/提高造浆率。如膨润土和微球
（4）加重剂：增加水泥密度。如钛铁矿、赤铁矿和重晶石等。
（5）分散剂：降低水泥浆粘度，降低水泥浆屈服值。 如磺酸盐类；
力后外径增大；
The Flotation Collar (DFC) is designed for use in running casing in substantially horizontal well bores. Incorporated into the casing string, the device serves as a temporary barrier inside the casing. In so doing, it allows the portion of the string below it to be filled with air (no fluid) and the portion above it to be filled with drilling fluid.
固井用的乳胶是聚乙烯类产品： (1) 醋酸乙烯脂、乙烯-丁二烯树脂：可用到50℃ (2) 苯乙烯-丁二烯树脂：可用到176 ℃ 乳胶是固相聚合物颗粒的水分散体，靠表面活性剂
保 护胶体。 表面活性剂如Stabilizer 434B可用到160 ℃; Stabilizer 434C可用到193℃
2. 声幅测井（水泥胶结测井）
声幅测井是根据声学原理所进行的测井。在井下 ，从测井仪声波发射器发出声波，声波向四周以近似 球形的波阵面发散，通过不同的介质和路线后传播到 接收器。最先到达接收器的是沿着套管传播的滑行波 （叫套管波）所产生的折射波，其次是传到地层后又 传播回来的地层波。声幅测井记录的是最先到达的套 管波的首波幅度。