水泥填充管外封隔器对提高固井质量的作用
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈固井套管外封隔器是一种用于油气井固井作业中的重要工具，其作用是在固井套管外部形成一层防止地层流体和压力进入套管间隙的隔离屏障，从而保证井下作业的安全和顺利进行。
本文将从固井套管外封隔器的作用原理、结构设计、应用技术要点等方面进行浅谈，以期为相关行业人士提供一些参考和借鉴。
一、固井套管外封隔器的作用原理固井套管外封隔器主要通过防止地层流体和压力进入套管间隙来保证井下作业的安全。
在油气井钻井过程中，地层中常常存在着高压高温的油气层和地层水，这些地层流体给井下作业带来了很大的安全隐患。
固井套管外封隔器的作用就是在固井套管的外部形成一道隔离屏障，防止地层流体和压力从套管的外侧侵入，从而确保了井下作业的安全，同时也避免了地层流体的泄漏，保护了环境。
固井套管外封隔器一般由金属外壳、内部密封元件和固定部件组成。
当固井套管下部与地层形成了一定的固井空隙后，通过下入封隔器完成封堵作业，使得封隔器内的密封元件能够与套管外壁充分接触，形成可靠的防止流体侵入的隔离屏障。
固井套管外封隔器的结构设计是其性能和可靠性的重要保障。
一般来说，固井套管外封隔器的结构设计需考虑以下几个方面：1. 密封元件：固井套管外封隔器的密封元件是其最重要的部分，一般采用橡胶或金属弹性密封圈。
密封元件的材质选择和密封性能直接关系到封隔器的使用寿命和封闭效果。
密封元件在下入井下后能够与套管外壁充分接触，形成可靠的密封层。
2. 外壳材料：固井套管外封隔器的外壳一般采用优质的合金钢材料，具有较高的耐腐蚀性和机械强度。
外壳的选择需要考虑到井下作业的环境条件和压力要求，保证外壳能够承受井下的高压高温环境。
3. 固定部件：固井套管外封隔器的固定部件需要保证封隔器在下入和使用过程中能够稳固可靠地固定在固井套管上，并能够承受一定的拉伸和挤压力，以保证封隔器的密封效果。
1. 技术要求：在进行固井套管外封隔器下入作业前，需要对井下的地层情况、井下流体性质、地层温度和压力等进行全面而严格的分析和评估，保证固井套管外封隔器的使用能够符合井下作业的要求。
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈固井是油气井施工的关键步骤之一，能够保证油气井的安全和长期有效的产油能力。
而固井套管外封隔器则是防止井壁钻井液（Mud）渗漏到固井层中，同时也可以防止固井水泥浆溢出套管的重要工具。
本文将重点介绍固井套管外封隔器的应用技术要点。
一、固井套管外封隔器的分类根据其功能和结构形式，固井套管外封隔器可以分为以下几种：1. 行星式固井套管外封隔器行星式固井套管外封隔器是将多个膨胀套管通过行星齿轮相互联动而达到封闭套管外壁的目的。
受限于行星齿轮的限制，该型号的封隔器径向封闭范围要求比较精准，否则容易造成封隔不严。
同时，由于行星齿轮的密封性要求较高，难度也相对较大。
膨胀式固井套管外封隔器主要有三种不同种类，分别为钳式固井套管封隔器、锁口式固井套管封隔器和带式固井套管封隔器。
（1）钳式固井套管封隔器：其工作原理是在钳口内部使用让膨胀套管膨胀的推式球体产生密封，形成密封环，以实现封闭套管的目的。
其优点是密封紧密，适合密封较小的孔径；缺点是膨胀套管容易受到机器变形的影响，导致钳口夹紧不牢。
（2）锁口式固井套管封隔器：其工作原理是通过固定销钉将封隔器缩小到套管内径大小，固定起来以防止封隔器发生过度膨胀或关键地区出现破裂。
其优点是尺寸适应性好，能够适应多种钻管规格大小；缺点是固定销钉容易变形，影响使用寿命。
（3）带式固井套管封隔器：带式固井套管封隔器是通过带式材料包覆膨胀材料防止过度膨胀和破裂的发生。
其优点是具有高度适应大型套管和小径井下夹层环境的能力；缺点是由于材料的限制，其膨胀能力有限。
套管封隔器应该根据实际条件选择合适的安装方式。
在封隔器应用过程中，应在钢管降下之前先在套管井口上预安装好封隔器。
2. 计算安装位置安装套管封隔器时，必须要计算安装位置，以确保套管封隔器的良好使用。
在进行安装时，应该根据套管直径、深度、固井设计等因素对位置和封隔器大小进行合理计算和选择。
3. 封隔器与套管的配合在安装封隔器时，应确保封隔器和套管之间的配合良好，避免套管的过度变形，同时也不能过度拧紧，以免导致套管断裂。
水平井防砂完井的常见问题及解决策略
水平井防砂完井的常见问题及解决策略在我国经济高速发展时期，除了要不断研发更先进的科学技术外，而且也要注重将技术有针对性地应用到各个领域。
以石油开采水平井防砂完井工程为例，唯有采用科学的施工方法，才可从各个方面杜绝各类常见问题，从而起到全面提升工程质量的作用。
当前，随着我国水平井防砂完井工程逐步增多，为了提升施工效率与质量，施工单位需要采用科学的施工手段将常见问题控制在萌芽状态，不仅可加快施工进度，而且也可为高质量完成水平井防砂完井工程奠定基础。
1 水平井完井施工特点与应用条件1.1 割缝衬管完井方法根据施工方法不同，割缝衬管完井方法可分为两种，即：割缝衬管完井法与衬管顶部注水泥完井法，下面分别对两种方法进行介绍。
1.1.1 割缝衬管完井法割缝衬管完井法具有适用范围广、施工操作简单等特点，属于水平井防砂完井工程中常见的施工手段。
与其他完井技术相比，割缝衬管完井法对于井口大小无过多要求，完井处理简单、可靠。
在应用割缝衬管完井法过程中，施工人员先划定出套管区域，将割缝衬管悬挂到要求位置，从而起到隔离管外环形空间的作用。
割缝衬管完井法具有显著的应用优势，例如，造价成本低、水泥浆不会影响储层以及控制井眼坍塌概率等。
但是，割缝衬管完井法同样有应用缺陷，例如：层段区域存在干扰问题以及分段分割处理无法实现等，从而影响生产控制的准确性，影响生产测试资料的真实程度。
1.1.2 衬管顶部注水泥完井法在衬管顶部区域注水泥过程中，为了保证完井质量，需要在管外分隔器、盲管等工具的配合下，才能开展施工，确保完井可以按照计划要求完成。
衬管顶部注水泥完井法的应用优势有：完井作业需要使用多级外封隔离器和防砂筛管，可以极大提高防砂工程质量。
此外，将注水泥技术与座封分割器相互结合，可以保证在要求时间内完成施工，施工效率提升明显。
最后，防砂筛管可以持续性的使用，工作年限长，并且可以通径更大，施工可靠性更加显著。
1.2 射孔完井法现阶段，在水平井防砂完井工程中，射孔完井技术的应用十分常见。
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈1. 引言1.1 固井套管外封隔器的重要性固井套管外封隔器是钻井和固井过程中不可或缺的重要装备之一。
它的主要作用是在井壁与油层之间设置隔离层，防止地层流体的混入或泄漏，确保井下作业的安全和高效进行。
固井套管外封隔器可以有效防止井下油气的外泄，避免污染环境和造成人员伤亡事故的发生。
固井套管外封隔器还可以提高井下作业的精度和效率，减少井下环境影响，降低作业风险，保障井下设备的完整性和长期稳定性。
在现代石油勘探开发中，固井套管外封隔器的重要性更加凸显。
随着油气田的深入开发和井深的增加，井下环境的复杂性和作业难度不断增加，对固井套管外封隔器的要求也越来越高。
只有充分认识固井套管外封隔器的重要性，加强它的研究和应用，才能更好地确保井下作业的安全、高效和可持续进行。
1.2 应用技术要点的重要性应用技术要点的重要性在固井套管外封隔器的使用过程中起着至关重要的作用。
正确的应用技术要点可以确保固井套管外封隔器的正常运行，有效防止钻井过程中发生意外事故，保障作业人员的安全。
应用技术要点可以提高固井套管外封隔器的使用效率，减少作业时间和成本，提升钻井作业的效益和生产效率。
通过合理应用技术要点，可以有效延长固井套管外封隔器的使用寿命，降低维护和更换成本，提高设备的可靠性和稳定性。
在使用固井套管外封隔器时，不仅要注重选择合适的设备，更要重视对应用技术要点的掌握和实施，只有充分理解和遵循要点，才能充分发挥固井套管外封隔器的功能，并取得良好的钻井效果和经济效益。
2. 正文2.1 固井套管外封隔器的作用原理固井套管外封隔器是一种用于油井固井作业中的重要设备，其作用原理主要包括以下几个方面：1. 封隔作用：固井套管外封隔器通过在套管外部设置密封装置，可以有效防止井下流体泄漏，确保油井固井过程中的安全性和完整性。
2. 压力平衡：固井套管外封隔器能够在固井过程中，对井下产生的压力进行平衡，避免压力过大或过小对固井作业造成负面影响。
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈
固井套管外封隔器是现代油田固井中非常重要的一种设备，其主要作用是在套管和固
井管之间形成一个密封的空间，从而避免井壁渗漏和泥浆污染，同时保证钻井和固井作业
的顺利进行。
在实际施工中，需要重点考虑以下几个方面的技术要点。
1. 封闭效果的选择和评估
在选择封闭效果时，需要考虑不同的工况，例如水平井、断层带、高压高温井等，选
择不同类型的封闭效果。
此外，还需要评估封闭效果和安全指标，并制定相应的施工方
案。
2. 封堵剂的选择和使用
封堵剂是指填充在固井套管外封隔器和套管之间的物质，关系到封闭效果和固井质量。
现在常见的封堵剂有沥青、聚合物、水泥等。
每种封堵剂的特点和使用方法都不同，需要
根据具体情况选择。
3. 特殊施工工艺的应用
常见的特殊施工工艺包括液力法、打式法、夹层法等。
这些工艺的应用有其优点和局
限性，需要根据实际情况进行选择。
例如，液力法适用于高温、高压井，夹层法适用于存
在大量泥浆污染的井。
4. 安全监测和管理
在施工过程中，需要保证安全监测和管理，包括监测沉降、密封效果、温度、压力等
因素，并及时处理异常情况。
同时，需要进行现场管理和协调，保证施工工艺和安全规范
的实施。
总之，固井套管外封隔器是固井作业中非常重要的一环，需要综合考虑多种技术要点，合理选择封闭效果、封堵剂和施工工艺，保证固井质量和安全。
井楼油田复杂井固井技术
文章编号:100125620(2006)0520078203井楼油田复杂井固井技术何德清 谢亚辉 白斌 许广辉 陈红宾 曾元生(河南石油勘探局钻井工程公司,河南南阳)摘要 井楼油田稠油油藏埋深浅,稠度大,需进行蒸汽吞吐才能开采。
由于长期注水、注汽开采,导致地层水十分活跃,井下动态干扰大,在钻进过程中经常发生溢流、井涌、气窜,影响固井质量。
采用管外封隔器工艺与快凝早强膨胀水泥浆体系,并配合其他固井技术措施如用低密度水泥浆替代“清水”用作冲洗液、采用小排量进行替浆和优化固井设计相结合,有效地解决了井楼油田稠油浅井复杂井的固井质量差的难题。
关键词 固井 溢流 管外封隔器 快凝早强膨胀水泥浆 固井质量 井楼油田中图分类号:TE256.6文献标识码:A 井楼油田主要特点是稠油油藏埋深浅,稠度大,需进行注汽吞吐才能开采。
由于长期受污水回注及注汽开采的影响,大部分地层的原始压力发生变化,地层水十分活跃,在新井钻进过程中经常发生溢流、井涌、气窜现象。
如楼963井,因受周围注汽井的影响,在钻进中发生井下溢流,钻井液密度由原来的1.20g/cm 3加重到1.94g/cm 3仍未能压稳井下溢流。
这增大了稠油浅井固井施工难度,采用常规固井方法很难保证固井质量。
结合该区块的特点采用管外封隔器与快凝早强膨胀水泥浆体系等固井技术措施,保证了固井质量,取得了较好的效果。
1 稠油浅井固井施工难点1.1 油层埋藏浅、地层温度低,水泥外加剂选择困难井楼油田稠油埋深一般都在112～524m 之间。
因为油层埋深浅,地层温度低,常规的水泥外加剂很难发挥作用,水泥浆失水量大,候凝时间长。
加上某些区块又有浅气层存在,容易产生油、气、水的互窜,从而影响固井质量。
1.2 多数封固层位压力远远高于原始压力由于长期污水回注、注汽开采,井楼油田各区块地层压力变化很大,井下油、气、水层压力体系混乱,大部分层位压力远远高于原始压力,即使在钻井的前期把同区块的注水井、注汽井停了,井下的能量也难以释放,因此,在该区块钻井过程中经常发生溢流、井涌,增大了固井施工难度。
应用综合固井技术提高固井质量
国冒
应用综 合固井技术提 高固井质 量
文 。 赵 红 （ 利 油 田黄 河 固井 公 司） 胜
摘要 ：注 水泥 施 工后 要 形 成一 个 完 整
的 水泥环 ，使 水 泥 与套 管 ， 水泥 与 井壁 固
醢
此 工艺 是 为 了保 护 低压 层 、 敏 感 地 层 等 防止 水 泥浆 的 污染 ，在 油 层段 下 入割 缝 管 、孔 筛管 或 防 砂筛 管 ，上部 采 用 水 泥封 固 。 目前 已在 直 井 、 水平 井 应 用 。 （ ） 优 选 水 泥 浆 体 系 四 水 泥浆 性能 的优 劣直 接 关 系 到 固井 质 量 及完 井后 油 井 日产 量 、 采收 率 。 若 不对 水 泥浆 的性 能 进 行调 整 、 优化 ， 由于 水泥 浆 的失 水 ，不 但 造成 严 重 的施 工 事故 ，如 憋 泵 ，插旗 杆 ，而且 在水 泥经过 油 气层 时 ， 水 泥 浆 滤 液 与 水 泥 颗 粒 会 大 量 进 入 油 气 层 ，堵 塞油 气通道 ，对敏 感地 层尤 为严 重 。 另外 ，滤液 进 入产 层 ，ｇ 起 产 层 污染 。水 ｌ 泥浆性 能的 优 化依 据 ：油藏 特 征 、地 质资 料 、井 下温 度 、压力 、 固井施 工方设 计等 。 目前 在 用主 要水 泥 浆 体 系有 低 失水 高 分 散 水 泥 浆 体 系 ；降 失 水微 膨 胀 水 泥 浆 体 系 ； 低 密 度 水泥 浆体 系 ；高早 强 防 窜水 泥 浆 体 系 ；胶 乳 水 泥 浆 体 系 。 随 着 固 井难 度 的加 大 和 测井 仪 器 的先 进 ，固井 质 量二 界 面一 直 很 差 。其 影 响 因 素 有：Ａ 井深质量 ；Ｂ 泥浆性能 ；Ｃ界 面的 亲 和性 ；Ｄ 水 泥浆性能 ；Ｅ 地 层特性 等等 。 这 些 因素 大 多是 我 们 无法 控 制 的 ， 只有 水 泥 浆性 能 我 们可 以 通过 外 加 剂调 节 。 水 泥 浆 的收 缩 会 严重 影 响 到胶 凝 强度 ，过 去 的 膨 胀剂 存 在 不可 避 免 的缓 凝 现象 ，在 高 压 井 中应 用 极 易在 水 泥浆 失 重 的情 况 下 造成 窜 槽 ，我 们优 选 了氮气 膨 胀 剂 ，克 服 了缓 凝 的缺 点 ，在技 套 、油 层直 至高 压 油 层 固 井 １ 次 ，提 高 了固井 质量 。今 后要加大 ４ ２ 固体 品格 膨胀 水 泥 浆体 系的研 究 ，解 决 高 压 深 井 中 气体 膨 胀 的 缺 陷 。 （ ） 平 衡 压 力 固 井 五 在 钻井 过 程 中 ，一 般 的 泥浆 设 计是 按 照 地层 压 力 、油 气 水显 示 及 邻井 的 实 钻资 料 确定 的 。平 衡 压 力 固井 就是 在 固井 时根
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈
固井套管外封隔器与应用技术要点浅谈1. 引言1.1 引言固井套管外封隔器是一种用于固井作业中的重要设备，其主要作用是在固井过程中对井筒进行封隔，防止井筒中的混合物相互干扰和交叉污染，保证固井作业的顺利进行。
随着油田勘探开发技术的不断进步，固井套管外封隔器的应用越来越广泛，对固井作业的效率和质量起着至关重要的作用。
本文将对固井套管外封隔器进行详细介绍，包括其概述、分类、应用技术要点、安装与操作注意事项以及发展趋势。
通过对固井套管外封隔器的全面解析，旨在帮助读者更好地理解和掌握固井作业中这一重要设备的使用方法和注意事项，从而提高固井作业的效率和质量。
在接下来的正文部分，将逐一详细介绍固井套管外封隔器的相关内容，希望读者能够通过阅读本文，对固井套管外封隔器有一个全面的了解，为固井作业的顺利进行提供帮助和指导。
2. 正文2.1 固井套管外封隔器概述固井套管外封隔器是固井作业中的一种重要设备，其作用是在油井或气井中的固井套管外安装一道密封屏障，用于隔离井内不同层位的流体，防止井下流体的混合或交叉污染，保证井筒内的安全与环境保护。
固井套管外封隔器通常由导向器、密封器、支撑器等部件组成，具有防止井下流体泄漏和控制井筒压力的功能。
固井套管外封隔器的设计应考虑井深、井径、井口环境、地层特性等因素，以及固井作业的具体要求。
常见的固井套管外封隔器包括单向隔离器、双向隔离器、多级隔离器等，其选择应根据井下情况和作业需求进行合理判定。
固井套管外封隔器在固井作业中扮演重要角色，其应用技术要点包括密封性能、承载能力、耐腐蚀性、适应性等方面。
操作人员应严格按照操作规程，正确安装和使用固井套管外封隔器，确保其正常工作。
随着油气领域的不断发展，固井套管外封隔器的设计和制造技术也在不断提升，发展趋势主要体现在智能化、高效化、可靠化等方面，以满足复杂井况和高要求的固井作业需求。
2.2 固井套管外封隔器的分类固井套管外封隔器的分类，主要根据其结构和功能来划分。
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水泥填充管外封隔器对提高固井质量的作用
塔里木油田碎屑岩老区已开采多年，存在产量低，投产后含水上升快等问题。
例如轮南作业区的碎屑岩区块，许多油井投产不超过3个月，油气产量就迅速下降，含水一度高达80%至90%。
产生这种现象的原因，是油井固井投产后出现“油水窜”现象，即由于隔层的封隔质量差，导致投产后层间窜流，油井出水，快速减产。
油田碎屑岩原油产量在油田原油上产稳产中有着举足轻重的作用，而碎屑岩油藏“油水窜”难题成为长期制约油田碎屑岩高产、稳产的技术瓶颈。
本文介绍了水泥填充管外封隔器对提高碎屑岩固井质量的作用，在塔里木油气田试验应用后，试验井固井质量优质率100%，油气产量较邻井提高60-70%，含水率均为0，有效的解决了塔里木油田碎屑岩老区“油水窜”现象的问题。
标签：水泥填充管外封隔器；固井质量；油水窜
1 工具研发背景
对于多套油水层，并且夹层比较薄的油藏，随着开发的进行，层与层之间的矛盾越来越突出，表现为“倒灌”等现象。
传统做法是用封隔器卡封非生产层。
但是，如果套管外固井质量差，出现窜槽问题，分层开采或者改造（酸化、压裂）就比较困难了。
为此，在固井时，在薄夹层部位安装套管外封隔器，可以很好的解决固井质量差的问题。
液压膨胀式管外封隔器、遇油遇水自膨胀式管外封隔器可以在套管与井筒之间形成桥堵，是避免异常地层压力或水泥浆凝固时失重所导致的高压油气水串通，防止固井后发生套管外油气喷冒的有效工具，同时可提高套管居中程度及稳定性，对提升固井质量有一定效果。
国内外用于桥堵的液压膨胀式管外封隔器，普遍采用水、泥浆等流体作为充填液体。
水和泥浆一直是流体状态，一旦封隔器阀系密封圈因划伤或橡胶件老化导致阀系密封失效，封隔器里面充填的水或者泥浆就会流失，封隔器会因失去填充液而失去密封作用。
遇油遇水自膨胀式管外封隔器存在膨胀周期长，对井眼、流体等工况要求高等问题。
少部分液压膨胀式管外封隔器是用水泥浆充填的，水泥浆凝固后，可以实现相当长的密封作用，但由于工艺原因，不能同时满足注水泥固井和用水泥浆充填液压膨胀式管外封隔器的双重工艺的实施，难于推广应用。
2 工具特点
改变管外封隔器充填膨胀的流体。
将传统的水或泥浆等充填流体转换为水泥浆。
水泥浆凝固后，形成水泥石，胶筒内填充物不会出现流失现象，改变了传统工具因填充物流失所导致封隔效果下降或者失效的现象，封隔时效大大延长。
施工简单，可操作性好。
工具接入设计好的套管程序中，计算好封隔位置，下入井筒内，按照正常程序固井施工，固井碰压后，只需反复打压，就可以膨胀
封隔器，不影响固井的其它施工工序，膨胀时间短、工序简单，有利于现场施工的正常运转。
本工具可单独使用，也可多级联用，即在一个套管窜中使用2个或2个以上的封隔器以达到封隔不同油水层的目的。
提高各层间的分段效果。
有效实现分层分段，满足后期各层分段改造和开发的需要。
封隔器膨胀后胶筒与井壁接触面压力密实。
套管外封隔器膨胀后，充填压力一般在10～15MPa。
该压力通过胶筒，作用在围岩上，对围岩有较好的压实作用（>100t/m2），极大提高围岩处地层对压力的隔离作用。
封隔器坐封完成后可分隔水泥浆液柱，将水泥浆液柱分为上下两个部分。
可预防地层流体因水泥浆失重等原因进入井筒造成的固井质量下降或者地层流体上窜造成的溢流等井控風险。
扶正套管的作用。
套管外封隔器在膨胀过程中，对封隔器上下的套管有直接的扶正作用，封隔器上下部位的套管外环空可以形成完整的水泥环，提高固井质量。
3 封隔器带来的效益
3.1 提高固井质量
水泥填充管外封隔器在固井施工中的使用能有效提高固井质量，优势封隔器封隔的井段。
封隔器可以使套管居中，是封隔器上下位置形成完整的水泥环；封隔器将不同压力级别的地层分隔开来，有效隔断不同压力级别间地层流体的互窜，从而提高固井质量；分隔器将上部易漏层与油层间隔开来，可以防止在漏失固井侯凝期间，液柱压力降低导致的地层流体侵入井内，导致水泥浆密度下降固井质量下降或者不合格；封隔器坐封后，能够承载一定的压力，能够防止因水泥浆失重导致的液柱压力下降造成的固井质量下降。
3.2 提高产能，降低出水率
水泥填充管外封隔器在油水层之间坐封，能有效的封隔油水界面，防止油水层间相互串通，导致后期产能下降或者含水里上升的现象，同时为后期改造开发提供了便利条件。
封隔器胶筒采用复合钢片橡胶结构，对酸性物质有较高的耐腐蚀性，封隔器坐封后实效性好，能满足后期酸化等工艺的要求。
4 工具现场应用成果
水泥填充管外封隔器在塔里木油田已经进行了现场应用，应用成果良好，试验4井次，其中1口井因特殊原因改为注水井，其余三口井效果明显。
试验井的固井质量优良，封隔器坐封井段的固井质量均为优质，单井产能均高于邻井60-70%，产油含水率均为0%。
5 结论
①水泥填充管外封隔器能有效提高固井质量；②水泥填充管外封隔器能有效封隔油水层，防止油水层层间相互串通。
参考文献：
[1]李民，袁中涛. 塔里木油田攻克碎屑岩固井难题纪实[N].中国石油报，2016.4.8.
马梁，男，工程师，2007年毕业于克拉玛依职业技术学院钻井专业，现从事油田套管封隔器技术服务。