漂浮固井技术
泡沫水泥浆固井技术
泡沫水泥浆固井技术前言油田常用的低密度水泥浆基本上可分为四类，即：1、用搬土控制自由水的搬土水泥浆，密度可控制在1.45g/cm3以下，但是这种水泥浆体系水灰比较高、抗压强度低，在使用上受到限制。
2、添加火山灰、硬沥青等低密度添加物的低密度水泥浆。
3、添加强度高、较低密度的漂珠配制漂珠水泥浆。
4、添加发泡剂和稳定剂，并充入空气或氮气的泡沫水泥浆。
从水泥本身讲，用提高水灰比的办法使水泥浆密度降到1.26g/cm3是非常不成功的。
1978年以后开始使用了两种新型的超低密度水泥浆，两者都以气体作为低密度的添加物，其中之一是气体充填于硬的、耐压空心漂珠内，有些空心漂珠水泥浆的密度比清水还低。
第二种是具有独特流变性能的泡沫水泥浆，这种剪切强度很高的水泥浆即使在很高的速度梯度下也可保持很好的流变性能，有利于提高水泥浆的顶替效率，这种新型材料的推广应用在地面建筑上已使用多年了。
一、泡沫水泥的基本性能1、性能稳定其气体能够均匀地分散在水泥浆中，不聚集，不上浮，形成的气泡保持相对稳定，满足固井要求。
2、抗压强度泡沫水泥在不控制失水的条件下，抗压强度较高；加入降失水剂后，失水控制较好，但强度降低较大。
在水力压裂作业时泡沫水泥的抗压强度虽低，但并不增加水泥环裂缝出现和发展的危险。
在套管试压和压裂作业时井内高压在水泥环处所产生的应力是拉应力，水泥环承受拉应力的能力主要取决于水泥机械性能（杨氏模量和波松比）及抗拉强度。
水泥石的抗压强度作用很小。
3、导热性水泥石的导热系数随水泥浆密度的降低而降低。
泡沫水泥的隔热性优于常规水泥。
4、可塑性泡沫水泥可塑性好，当套管承受压力时它可以变形，且不会像常规水泥那样出现破裂。
泡沫水泥的可塑性一般比普通水泥至少大一个数量级，而价格比纤维水泥要经济。
目前，泡沫水泥浆以其成本低、密度低、强度高、替浆泵压低、隔热性能好等优点日益受到人们的重视。
二、泡沫水泥的应用泡沫水泥可以解决一系列钻井时发生的问题，其中包括：1、对于普遍存在着的裸井眼段较长，而且存在漏层的深井套管来说，使用等于或小于钻井泥浆密度的泡沫水泥浆一次注水泥，较双级或多级注水泥经济而有效。
膨胀尾管悬空固井技术与应用
膨胀尾管悬空固井技术与应用
膨胀尾管悬空固井技术是一种在油井中使用的先进固井技术，通过将膨胀尾管悬浮在
油井中，使其稳定井壁，并防止井壁塌陷和漏水。
这种技术在油气勘探和开采中具有广泛
的应用。
膨胀尾管是一种具有特殊结构的管道，其可以在井筒中进行膨胀和收缩，从而适应不
同井径和井眼尺寸的需求。
该技术的主要原理是通过液压或机械力将膨胀尾管置于井筒中，然后通过施加混凝土或水泥等材料将其固定在井壁上。
这种固井方式可以很好地解决井壁
稳定性和井筒完整性等问题。
膨胀尾管悬空固井技术的优点主要体现在以下几个方面：
1. 高效性：膨胀尾管悬空固井技术能够快速且高效地完成固井作业，节省时间和成本。
2. 稳定性：膨胀尾管悬空固井技术可以有效地稳定井壁，防止井壁塌陷和漏水的发生。
3. 灵活性：膨胀尾管悬空固井技术能够适应不同井径和井眼尺寸的需求，具有较高
的灵活性和适应性。
4. 可持续性：膨胀尾管悬空固井技术可以循环使用，减少资源浪费，具有较好的可
持续性。
5. 环保性：膨胀尾管悬空固井技术使用的材料大部分为可降解材料，对环境影响较小。
膨胀尾管悬空固井技术在石油勘探和开采中有着广泛的应用。
该技术可以帮助减轻油
井的维护和管理压力，增加采油效率。
在井下储气库和地热能开采中，膨胀尾管悬空固井
技术可以有效地保护井壁的完整性，提高能源开发效率。
该技术还可以应用于岩石断裂带
的固井和储层改造等方面。
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
渤海钻探漂浮固井新技术在长庆油田首用获成功
ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｈ ａ ｒ ｄ — ｒ ｏ ｃ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ｙ ｈ ａ ｌ ｆ［ Ｒ ］． Ｓ Ｐ Ｅ ／
Ｉ ＡＤＣ １ ０ ５ ４ ９ ０ ， ２ ０ ０ ７ ．
１ １ ３ Ｊ Ｈ Ａ ＮＮＥ Ｇ ＡＮ Ｄ ． Ｃ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ — ｏ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ
１ ８ Ｊ ＭＥ ＤＬ Ｅ Ｙ Ｇｅ ｏ ｒ ｇ ｅ Ｈ， ＭＯＯＲＥ Ｄ， ＮＡＵＤＵＲ Ｉ Ｅ Ｔ ＡＬ
征、 循环管路组件压耗 、 岩屑浓度 、 地层流体产 出时 的环 空 多 相 流 动 直 接 影 响 井 底 压 力 分 布 ， 控 压 钻 井
精细 流动 模 型 中应该 充分 考虑 这 些 因素 的影 响 。李皋 ， 等． 充气控压钻 井气液两相流流
１ １ １ Ｊ Ｒ ｅ ｉ ｔ ｓ ｍａ Ｄ， Ｖ ＡＮ Ｒ ｉ ｅ ｔ Ｅ ． Ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｎ ｕ ｌ ａ ｒ
赵向阳． 控压 钻井精 细流动 模型研 究 ［ Ｄ］． 成都 ：西 南石 油大学， ２ ０ １ １
ｍａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｏ ｉ ｌ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｓ［ Ｒ］． Ｓ Ｐ Ｅ ９ ６ ６ ４ ６ ， ２ ０ ０ ５ ．
１ １ ２ Ｊ Ｃ ＨＥ Ｎ Ｓ ｈ ， ＮＩ Ｕ Ｘｉ ｎ ｍｉ ｎ ． Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｄ — ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ
参考文献
ＨＥＬＩ Ｏ Ｓ ，Ｊ ＯＥ Ｋ．Ｓｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ
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。
漂浮法
漂浮法下套管解决的问题
1.套管安全下入
由于减小了水平段、斜井段的下入摩阻，相对增加了井口的载荷，利于套管安全下入，同时缩短了下套管的时间，降低了施工风险。
2.提高固井质量
3.由于减小了套管的摩擦阻力，可以安装更多的扶正器，保持套管在水平段、斜井段井眼内的居中，有利于提高固井质量。
第三、漂浮下套管注意的问题
1.套管抗挤强度是漂浮下套管工艺技术的关键条件
2.不用漂浮接箍也可以实现漂浮下套管
3.漂浮只是减小了套管的摩擦阻力，套管居中才是固井质量的保障
4.浮箍浮鞋的可靠性是漂浮下套管的重要因素
第四漂浮下套管工艺的关键技术措施
1.盲板式漂浮接箍，液压打通，盲板粉碎性破裂，不许钻除即达到套管内径，盲板打通后，即可进行常规循环、固井作业
2.半刚性扶正器，圆滑的扶正条下入阻力小，不利于刮削井壁
3.大斜度段、水平井段可以安放更多的扶正器（每根套管可以安放一个扶正器）；
4.高可靠性浮箍，旋转引鞋头，可更好的引导套管下入
5.漂浮下套管工艺设计，优化施工方案。
漂浮固井
2380
2378
+244.5mm套管1根+244.5mm浮箍+244.5mm 套管1根+244.5mm浮箍+244.5mm套管2根(上 单根母扣内放阻流环)+244.5mm套管+双公短
节+悬挂头+联顶节
139.7mm引鞋+139.7mm套管鞋
尾管 悬挂
3527
2228 ～
3525
+139.7mm套管1根+139.7mm浮箍+139.7mm 套管1根+139.7mm浮箍+139.7mm套管1根(母 扣内置网栏)+139.7mm套管2根+碰压总成
⑷、下套管之前应按《固井技术管理规定》中第7.2.3条规定将半 封心子更换为与所下套管外径相同的半封心子。为安全下套管、固井施 工作好准备；套管头两侧的闸阀应转换为2 1/2″或3″平式油管母扣。以 便连接钻井液回收管线。
⑸、防磨套取出后，应将套管头内冲洗干净，以保证套管悬挂头坐 放到位。
⑹、现场施工负责人和钻井队技术人员，应按固井施工设计和现场 办公会要求，对送井套管、附件、工具、器材等进行认真检查验收。钻 井队负责按入井顺序排列套管、外观检查、丈量长度、通内径、清洗丝 扣等，确保入井套管完好无损；钻井技术负责人对现场各入井工具及附 件进行检查，测绘草图并进行标注。
5.1总体施工方案
508.00mm导管深30m，采用常规方法固井，使用纯水泥浆，水泥浆 密度设计1.90g/cm3，水泥浆返至地面，封隔上部易塌地层。管串结构 设计为：引鞋+套管串。
339.7mm表层套管深500m，本开固井的特点是：环空容积大，顶替 效率差，防止浅表层水、气窜。采用常规方法固井，使用纯水泥浆，水 泥浆密度1.90g/cm3，水泥浆返至地面。为保证套管居中，提高固井质 量，设计每4根套管装一弹性扶正器。管串结构设计为：引鞋+2根套管 +浮箍+套管串。
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漂浮固井技术简介
漂浮固井技术要点 浮鞋、浮箍承受的反向液柱压力≤24.5MPa（额定工作压力的 70%），大于该压力时建议使用2只浮箍； 漂浮接箍承受的正向液柱压力≤17.5MPa（打开压力的70%)，大 于该压力时建议使用2只漂浮接箍分别承压；
诚信发展 务实创新
漂浮固井组件
漂浮套管组件包括漂浮接箍、止塞浮箍、旋 转自导式浮鞋以及固井胶塞。
漂浮固井技术简介
漂浮固井管串结构 旋转自导式浮鞋+短套管1根+1#浮箍+套管1根+2#浮箍+套管若干 +1#漂浮接箍+套管若干+2#漂浮接箍+套管串
漂浮固井技术简介
漂浮固井技术原理
在套管串中连接1～2个漂浮接箍，使漂浮接箍上、下的套管水眼内形 成临时隔断。 漂浮接箍以下的套管柱内不灌泥浆或灌低密度的液体。 增加漂浮接箍以下套管串的浮力，降低对井壁的正压力，使其在下套管 过程中处于漂浮状态，降低套管下入摩擦阻力。 漂浮接箍以上的套管串中正常灌注泥浆或重泥浆。 增加套管柱重量，提高漂浮接箍以上套管串的轴向力。 合理确定漂浮段长度，保证套管顺利下入。 （直井段+稳斜段+弯曲段）套管产生的轴向力≥（稳斜井段+弯曲井段+ 水平井段）的摩擦阻力，使套管顺利下到井底。
漂浮固井作业程序
漂浮固井作业程序： 按设计排列下入套管及扶正器； 1#漂浮接箍前的所有套管不灌泥浆； 接1#漂浮接箍以后，每15-20根套管，灌1次泥浆，接2#漂浮接箍前，所有 套管必须灌满； 接完2#漂浮接箍后每15-20根灌1次泥浆； 套管下至预定井深后，开始灌泥浆，灌满后接循环接头及排气拷克三通； 小排量开泵，缓慢升压，先打开2#漂浮接箍，然后再打开1#漂浮接箍，打 开压力等于漂浮接箍设定压力减去静液柱压力； 打开排气闸门排放漂浮段套管内的空气，间歇注入泥浆，直到泥浆全部灌 满，空气排完为止； 灌浆完成后观察20-30min，确定套管内没有空气，小排量开泵，缓慢建立 循环； 大排量循环2周以上，泥浆性能满足固井施工，开始固井作业； 连接水泥头及管线，采用常规注水泥作业。
现场应用实例
大庆油田萨平953井为三开水平井，完钻井深3064m，完钻 垂深2372.59m，完钻视平移794.45m，水平段长460m。该井由于 定向滑动钻进过程中，摩阻大无法施工，且接单根后无法下至 井底提前完钻。该井造斜及水平井段井眼轨迹不平滑，个别井 段狗腿度大，井段2438.93-2457.99m狗腿度达11.5412.70/30m。水平段为波浪形，井段2604.93-2679.46m，井斜 角从89.26增斜至95.24；井段2679.46-2853.82m为稳斜段，井 斜角在94.38-95.58；井段2853.82-3064m为降斜段，井斜角从 94.38降斜至89.97；井底垂深比入窗点垂深抬深25m。在完井 阶段，多次发生下钻通井遇阻，划眼困难等复杂情况。
漂浮固井技术简介
漂浮接箍安放位置
漂浮下套管的核心技术就是漂浮接箍位置的选择以及漂浮 长度的确定。
在大位移水平井下套管过程中，垂直井段套管可以依靠自 身重力克服井壁的不规则和井眼形状改变所带来的摩阻载荷， 当套管进入造斜井段后，由于套管自身的刚度以及和井壁的摩 擦，套管受到摩阻力的作用，பைடு நூலகம்下运动的趋势减弱，在临界阻 力角处，套管处于平衡状态，此时套管再往井眼深处下放，需 要外界力的作用。漂浮接箍安放位置就选择在大位移水平井临 界阻力角处。
漂浮固井组件
旋转自导式浮鞋 连接于套管最下端，与浮箍一起构成双级单向
回压阀。替浆过程打开，下套管和水泥候凝时关闭。 在下套管的过程中，如果出现遇阻，可以通过
上下活动，调整偏心角度，引导套管的安全顺利下 入。 •具有常规浮鞋的单向阀的功能 •导向头带偏心，能灵活转动。 •前端和侧面都有循环孔。 •下套管时如遇台阶，导向头能自动产生偏转。
漂浮固井组件
止塞浮箍 和浮鞋相隔1 ～2根套管，与浮鞋一起 构成双级单向回压阀。替浆过程打开， 下套管和注完水泥后关闭。承托环安装 在阀座上，与固井胶塞形成配合。 •结构型式：弹簧式 •反向承压能力≥35MPa •与连接套管扣形相同 •与连接套管钢级一致 •性能可靠，可钻性好
漂浮固井组件
漂浮接箍 由本体和盲板组成，盲板 使用特殊的易碎材料，蹩 通破碎后成小颗粒状，容 易被泥浆携带出地面。 •扣型与连接套管一致 •钢级与连接套管一致 •打开压力：25MPa
漂浮固井技术简介
临界阻力角计算
套管摩擦阻力
套管重力对井壁产生的正向压力
套管重力
套管重力产生的下滑分力 井壁
Wcosϴc=μWsinϴc ϴc=tan-1（1/μ) 式中，W 为套管自重；ϴc为临界阻力角 (度)； μ为套管与井壁的摩
擦系数。215.9mm井眼在技术套管内摩擦系数取值0.25、裸眼摩擦系数取值 0.35的情况下，临界阻力角为70.70度。
漂浮固井组件
固井胶塞 在替浆过程中隔离水泥浆和泥浆。一旦胶塞在套管内下行 过程中遇阻，可蹩通胶塞继续顶替，以防出现顶不动，形 成水泥塞。 蹩通压力P：20MPa。
漂浮固井组件
半刚性扶正器（外径210mm） 整体强度高，不易损坏。 下套管过程中，井壁对螺旋扶正凸棱产生 一定横向分力，使扶正器产生转动，从而减 轻下套管的阻力； 下套管遇阻时，通过上提下放，阻力超过 3—8吨时，能将其扶正棱条压变形，从而通 过遇阻点。 当水泥浆通过扶正器螺旋片时产生旋流， 改善了环空流场，从而可提高水泥浆顶替效 率。
现场应用实例
现场应用实例
该井管串组合： 旋转自导式浮鞋+139.7mm套管1根+1#浮箍+139.7mm套 管1根+2#浮箍+139.7mm套管串+1#漂浮接箍（2450m） +139.7mm套管串+2#漂浮接箍（1350m）+139.7mm套管
漂浮固井技术
漂浮固井技术简介
自水平井和大位移井问世以来，如何保证水平井、 大位移井尤其是大位移水平井套管的安全下入，一直是 技术难点的问题。国内外在大量研究和试验的基础上认 为,漂浮下套管技术是目前解决下套管困难最为有效的 方法之一。该技术通过在套管串结构中加入漂浮接箍， 利用漂浮接箍与套管鞋中间套管内封闭的空气或低密度 钻井液的浮力作用，来减小套管下入过程中井壁对套管 的摩阻，以达到套管安全下入的目的。