关于深井固井的几个问题(06.2.18)
固井复杂问题及常用处理方案
固井复杂问题固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度（占20%～30%）。
固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。
固井又是一个系统工程，影响因素复杂多样，具有其特殊性，主要表现在以下几个方面：（1）固井作业是一个一次性工程，如质量不合格，即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。
（2）固井作业是一项系统工程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科，施工时未知因素多，风险大。
（3）固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。
因此，要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工，并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案，确保优质高效地完成固井作业。
固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥胶结质量等方面，为此，固井复杂问题和事故也可以分为以下几类。
第一类：套管及下套管复杂情况，包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件和工具失败、下套管后漏失或循环不通等。
第二类：水泥浆浆体性能事故，包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水泥浆过度缓凝等。
第三类：注水泥现场施工复杂情况，包括注水泥漏失、环空堵塞、注水泥替空等复杂情况和事故。
第四类：水泥胶结质量复杂情况，包括油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等。
下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法分别加以论述。
1、下套管复杂情况1、1套管阻卡套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘吸卡，二是井眼缩经卡，三是井眼坍塌或砂桥卡。
1）管阻卡的原因及影响因素1.套管粘吸卡是由于套管的外径往往大于钻杆的外径，套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积，上扣时间要大于钻杆的上扣时间，且下套管时又难以旋转，因此，卡套管的发生机率较大。
2.井眼缩径卡套管是由于井眼不稳定，特别是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼，导致井眼缩径，造成缩径卡套管事故。
固井工程专业知识问答(181道)
固井专业知识问答（1-181）1．常规井固井工序有哪些？接水泥头→管线试压→注前置液→注水泥浆→压胶塞→顶替→碰压→试压→候凝。
2．连接水泥头要求多长时间内完成？从卸完循环接头到开始注前置液的时间，调整井、开发井夏季20min以内，冬季25min 以内。
探井夏季25min以内，冬季30min以内。
3．普通调整井管线试压值是多少？注水泥管线试压值为10.0MPa，替顶替液管线试压值15.0MPa.4．常规密度水泥浆要求的密度范围是多少？单点密度范围为设计密度±0. 05 g/cm3，水泥浆平均密度范围为设计密度±0.03 g/cm3。
5．内管注水泥的固井工序有哪些？下套管→洗井→密封插→插入密封座→注水泥→顶替→起出钻具→候凝。
6．内管注水泥法的优点是什么？(1)防止水泥浆在套管内窜槽。
(2)减少顶替量，缩短施工时间。
(3)节约水泥用量。
7．双塞法套管注水泥固井工序有哪些？压下胶塞→注前置液→注水泥浆→压上胶塞→替钻井液→碰压→试压→候凝。
8．套管外封隔器有什么作用？固井后，封隔器能在环空中立即形成永久性“桥堵”，阻止压力传递，能有效提高水泥环的抗窜性能和水泥环界面的胶结质量。
9．套管试压的时间及要求有哪些？套管串试压时间：表层套管在二开前试压。
常规方法固井的技术套管和生产套管在注水泥碰压后试压。
分级注水泥的技术套管与生产套管在注水泥碰压后试压或钻完分级箍后试压，尾管固井的生产套管应在测声变后，也可在注水泥碰压后。
试压介质需用原钻井液或清水。
试压要求（见下表）：10．引起水泥浆“失重”的原因有哪些？水泥浆胶凝和桥堵。
11．如何保证固井过程中环空稳定？(1)要求注替水泥浆的动液柱压力加静液柱压力小于地层的破裂压力。
(2)施工结束后，环空的静液柱压力大于油层孔隙压力。
12．固井施工中发生井漏的危害有哪些？(1)可造成水泥面低返、油气层漏封事故。
(2)若水泥浆漏入生产目的层，将对油气层造成伤害。
关于深层定向井常见问题与应对措施
关于深层定向井常见问题与应对措施摘要：钻井动力的不断提高，以及钻井技术快速发展，深层定向井的应用与布置越来越普遍。
但是，从实际情况来看，深层定向井经常会涉及到井底环境恶劣、底层不稳定等问题，这提高了作业风险。
因此，需要加强对深层定向井常见问题与应对措施的探讨。
关键词：深层定向井；定向钻井技术；泥浆；钻头通过对深层定向井进行分析可以发现，其控制起来难度较大，在具体操作期间也存在一定难点，为了确保起作用能够得到合理发挥，需要加强对其的探讨，确保油田开发作业顺利开展。
1深层定向钻井技术随着人们的石油资源需求的不断增多，油田企业需要不断扩大的生产规模，加大产能，确保石油资源的供需平衡。
开发石油资源中，深层定向井的应用不断增多，其在油田开采也取得了不错应用效果，从而为油田企业营造更高效益。
目前，各种先进技术都被广泛应用到了石油开采中，各种技术的应用都需要从行业标准出发，从而确保石油开采作业顺利进行[1]。
从深层定向钻井技术的应用情况来看，随着人们对其研究的不断深入，该项技术日益成熟，该项技术也被广泛应用到了油田开采中，通过对该项技术的合理应用，一方面能够提高开采石油效率，另一方面也能够提高石油产能，这对于促进整个行业的发展来说也有着重要意义。
2采用深层定向钻井技术的重要性石油行业的快速发展在一定程度上加快了深层定向钻井技术脚步，该项技术也为开采和利用石油资源提供了强有力的技术指导。
目前，采用的深层定向钻井技术能够应用在不同斜度钻井中，一方面具有良好的适用性，另一方面应用起来也十分便捷。
深层定向钻井技术与其他钻井技术相比，开采范围、深度都会有所提高，有效地克服了传统开采工艺面临难题，尤其是在沙漠、海洋油田中，如果在油田开发中开采中采用传统工艺，成本高[2]。
而采用深层定向钻井技术不仅能够大幅度缩短石油开采时间，提高开采效率，而且能够降低成本，有效减少石油开采中的各种不可因素的影响，更好完成石油开采作业。
3深层定向钻井技术存在的问题深层定向钻井技术在具体应用过程中存在的问题：深层定向钻井施工作具有复杂、特殊等特点，施工开展时需要穿越许多地层，而且井壁稳定性差，难以精准把控地层倾斜角度，以及造斜率，情况严重时会引起断层问题，上述问题都是采用深层定向钻井技术时施工人员需要重点探讨的内容[3]。
固井施工重点提示
固井施工安全工作要点提示一、泥浆服务方：1、固井前要调整好泥浆性能，并进行充分洗井，洗井不少于两周，确保泥浆有较好的流变性。
2、固井时不得提前放掉泥浆，罐内泥浆量应确保在特殊情况下能够建立正常井下循环。
3、注水泥前，要校好密度计，注水泥期间要做好水泥浆密度的测量，发现密度达不到设计要及时告诉固井工程师，确保水泥浆密度达到设计要求。
4、固井期间要落实专人坐岗，发现问题及时汇报，防止固井期间溢流井喷事故发生。
二、钻井队：1、钻井队在固井前要配合泥浆方做好泥浆性能调整和洗井工作。
2、做好水泥头的安装，确保各连接部位密封可靠，防止发生刺漏。
3、固井前要做好泥浆泵的检查，确保完好，防止在需要使用时不能正常工作。
4、固井前做好人员分工，准备好作业工具，固井时听从固井工程师的指挥，保证固井施工连续正常。
5、固井使用长杆泵转浆的井队，必须有一台备用长杆泵，并能保证随时都能替用。
6、拔地锚时刹把操作只能由司钻操作，其它任何人不得操作刹把，操作刹把要听从相关方人员指挥。
7、侯凝期间井场井控设施、电器电路不得提前拆除，侯凝时间不得少于8小时。
三、固井服务方：1、固井队上井固井，必须安排一辆泵车和一台供水泵作为备用，确保固井安全。
2、固井前要做好泵车施工前的安全检查，有问题及时处理，固井泵车绝对不得带着故障实施固井作业。
3、固井高压软管线与硬管线连接部位要栓好安全绳，高压区内要拉好警戒绳才能施工。
4、固井前要做好固井管线的试压工作，试验压力应大于碰压压力的1.2～1.5倍。
5、按固井设计密度进行注水泥，确保固井质量符合规定要求。
6、注水泥期间泵车工作人员和水泥浆密度测量人员应佩戴口罩，做好个人劳动保护。
7﹑碰压前提前降低排量，碰压要缓慢，防止碰压过高造成井下事故发生。
8﹑固井结束后洗车，要在指定的位置洗车，严禁随便排污，造成环境污染。
驻新港钻井监督组2012年4月1日。
浅谈深井井下复杂情况及故障预防与处理探究
浅谈深井井下复杂情况及故障预防与处理探究深井是指井口至地下水面或井水面到井底深度在30米以上的井，深井的开挖需要考虑地质构造、水文地质、水文地质条件和地下水动力学等多方面因素。
深井井下环境通常比较复杂，故障发生的可能性也比较大。
为了确保深井的正常运行，预防和及时处理故障非常重要。
对于深井井下的复杂情况及故障预防与处理，我们需要从以下几个方面进行探究。
一、深井井下复杂情况1. 地质条件：深井通常有较深的井底，地层中可能存在各种岩石、土层和构造，地下水流动性也比较强，地下水动力学非常活跃。
这些因素会给深井的开挖和使用带来一定的不确定性。
2. 地下水条件：深井井下的地下水条件对井的使用和维护有重要影响。
地下水的水质状况、水位变化、水力压力等因素都需要考虑进去。
3. 设备维护难度：深井井下的设备维护难度较大。
由于深井的深度，井下设备的安装和维护需要特殊的技术和设备，而且操作空间狭小，工作环境恶劣。
4. 井下环境监测难度：深井井下环境的监测难度较大，因为井下环境复杂多变，需要采用各种先进的监测技术和设备。
二、故障预防与处理1. 地质勘察和设计：在深井的建设前，需要进行充分的地质勘察和设计，了解井区地层构造、地下水条件和地质构造等情况，合理设计井的结构和设备。
2. 设备选择与安装：在深井井下选择合适的设备至关重要。
需要选择能够适应复杂环境和变化条件的设备，并严格按照要求进行安装和调试。
3. 定期维护和检修：定期对深井井下的设备进行维护和检修工作，及时发现并处理潜在的故障。
4. 数据监测和分析：对深井井下的环境和设备进行实时监测，并对监测数据进行分析，及时发现异常情况并采取相应措施。
5. 应急预案制定：针对深井井下的常见故障，制定相应的应急预案，明确人员责任和处置程序，确保在发生故障时能够迅速有效地处理。
三、故障处理探究1. 故障诊断：当深井井下出现故障时，需要迅速进行故障诊断，确定故障原因并进行分类。
2. 故障处理技术：根据故障分类和原因，采取相应的处理技术，包括修复、更换损坏部件、调整设备参数等。
固井复杂问题
固井复杂问题固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成,影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低,而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度(占20%～30%)。
固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。
固井又就是一个系统工程,影响因素复杂多样,具有其特殊性,主要表现在以下几个方面:(1)固井作业就是一个一次性工程,如质量不合格,即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。
(2)固井作业就是一项系统工程、隐蔽性作业,涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科,施工时未知因素多,风险大。
(3)固井作业施工时间短,工作量大,技术性强,费用高。
因此,要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工,并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案,确保优质高效地完成固井作业。
固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥胶结质量等方面,为此,固井复杂问题与事故也可以分为以下几类。
第一类:套管及下套管复杂情况,包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件与工具失败、下套管后漏失或循环不通等。
第二类:水泥浆浆体性能事故,包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水泥浆过度缓凝等。
第三类:注水泥现场施工复杂情况,包括注水泥漏失、环空堵塞、注水泥替空等复杂情况与事故。
第四类:水泥胶结质量复杂情况,包括油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气(水)窜等。
下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法分别加以论述。
1、下套管复杂情况1、1套管阻卡套管阻卡一般可分为以下三类:一就是套管粘吸卡,二就是井眼缩经卡,三就是井眼坍塌或砂桥卡。
1) 管阻卡的原因及影响因素1、套管粘吸卡就是由于套管的外径往往大于钻杆的外径,套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积,上扣时间要大于钻杆的上扣时间,且下套管时又难以旋转,因此,卡套管的发生机率较大。
2、井眼缩径卡套管就是由于井眼不稳定,特别就是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼,导致井眼缩径,造成缩径卡套管事故。
浅谈固井施工中常见问题及处理方法
浅谈固井施工中常见问题及处理方法固井施工是开采油气前的一项重要性预备工作，施工质量的好坏打算着油气井的寿命长短，关系着后续的开采量和开采效益。
在固井施工中，由于工程的特别性，打算着固井技术简单发生质量问题。
本文就对固井施工中的常见问题及处理方法做个探讨。
固井工程是一项简单的工程，施工时间段、工序简单、作业量大枪、技术性强，施工质量的好坏直接影响着后续油气开采，而且，固井施工是在井下作业，不易观看和推断，因此，质量的掌握就显得尤为重要。
固井施工的主要工序分为下套管、注水泥、候凝和检测评价。
其中，注水泥的过程是最简单消失问题的工序，涉及到材料、流体、机械、力学等多种因素的影响，也受到水泥性能、底层结构、施工工艺等影响，导致注水泥过程失败。
在笔者多年的施工阅历总结来看，固井施工中的问题主要有：套管阻卡、水泥浆过快或过慢凝聚、注水泥漏失、灌香肠、注水泥替空、油气水层漏封等问题。
下面，就主要从这几个问题进行一一分析。
1.套管阻卡的问题分析1.1.定义：套管阻卡指的是层套管和井眼之间的协作缝隙不够，导致套管无法深化井下进行作业。
1.2.缘由：发生套管阻卡的缘由有许多。
一是套管粘吸时卡住，就是套管外径比钻杆的外径要打，或者上扣的时间比钻杆的时间长，在下管的时候难以转动，导致卡管。
二是在下管套前的预备工作不充分，没有认真通井，简单导致套管阻卡。
三是下套管过程过长，停滞不前，简单发生。
四是钻井液不符合质量要求，导致摩擦系数大，简单发生。
五是在初期遇到阻卡时，没有准时订正，在连续下压过程中卡死。
1.3.措施：一是在下管前应当仔细通井，特殊是对缩径段肯定要反复划眼，确保不在该段卡住。
二是在下管前要对钻井液的性能进行检测，保证合理的粘度。
三是在下管过程中遇到特别状况时，应当立刻拔出套管，等状况处理完后重新下管。
四是下套管是遇到卡管，不得用力连续下压，防止卡死。
2.水泥浆过快或过慢凝聚的问题分析2.1.定义：在注水泥的过程中，由于水泥稠度等发生变化，导致水泥浆的凝聚快于或者慢于设计凝聚时间。
固井配合工作及安全注意事项（二篇）
固井配合工作及安全注意事项1.固井工作有一定的危险性，为安全顺利施工，井队配合施工人员必须听从施工技术人员的统一指挥。
2.协助固井人员及时更换水泥头，并将水龙带用绳套或棕绳拴挂在大钩上摽紧，为防止水龙带来回摆动，再用棕绳将水龙带固定在井架一、二号大腿角铁上。
3.固定前详细检查两台泵保险凡尔销钉是否可靠好用，两台泵运行是否正常，汇压管保险绳齐全标准、方向合适。
冬季施工压力表和保险凡尔要提前预热。
4.固井队自带碰压阀在立管安装时，应检查闸门各短节丝扣是否上紧，并拴好保险绳。
泄压出口不能对准机房、泵房和井场。
5.水泥车冲洗管线出口必须对准大循环池，并用绳套固定牢靠，防止管线出口端摆动刺伤人。
6.固井车高压管汇试压时，井队配合人员应及时脱离危险区，不得在危险区内来回走动。
7.注水泥浆时，要派两名专业人员及时准确测量水泥浆性能，并按指定路线行走，注意安全。
8.替钻井液时泵房、机房、循环系统及危险区以内的人员及时撤离危险区。
9.替钻井液时柴油机司机、司钻必须坚守岗位听从施工技术人员统一指挥，升降油门、摘挂泵及时无误。
10.固井后套管试压时，钻台上下停止其它工作，协助固井队人员进行套管试压时，高压管线附近不得站人。
11.固表层套管，如环形空间不畅通，容易造成套管蹩压上升，改变套管下深位置或将水泥帽蹩飞容易伤人。
因此,固表层时先把表层套管连同水泥帽和转盘用Ф16mm钢丝绳双根固定在一起。
12.协助外钳工拉外钳的人员要与拉猫头和外钳工配合一致，同时与外钳工配合一退一拉，与猫头人员一拉一松，配合紧凑，并注意内钳钳柄位置不要被伤。
固井配合工作及安全注意事项（二）固井是钻井过程中的一个重要环节，它的主要目的是将水泥浆注入井筒，以加固井壁并防止井筒塌陷。
固井作业需要配合钻井和完井等阶段的工作，确保整个油气井工程的顺利进行。
同时，在进行固井作业时，也需要高度重视安全问题，因为固井作业属于高风险的作业环节。
下面将介绍固井配合工作及安全注意事项。
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3）可压缩水泥
这种水泥有时又称为膨胀水泥或发气水泥。这是一 种增加孔隙压力的水泥浆。由发气剂和水泥浆混配而成， 发气剂通称为防窜剂。可压缩水泥浆不仅能增加孔隙压 力，还具有微膨胀的特性。在国外，哈里伯顿 （Halliburton）等公司已形成了Gascheck、D29等产品。 1980年哈里伯顿公司发表了它们在美国、加拿大及阿根 廷的使用情况，共计在套管、尾管等250次注水泥作业中 采用，成功率85.2％。国内的产品有KQ和QJ-625等，已 广泛在四川、中原、大庆、新疆等油田的高压油气井中 使用，取得了很好的效果。
少水泥柱高度，以减少水泥的失重值及其对窜流的影响。 但是，水泥封隔长度一般都会有一定要求，不能轻易改 动，或许可以改动但有限，因此该措施有较大的局限性。
使用双凝水泥
井内要封隔的水泥段较长时，为了防止窜流，可在 水泥柱各段范围内添加不同的外加剂以调节水泥浆的凝 固时间，使水泥浆从下到上逐渐凝固。常采用的是两凝 水泥。当下部速凝段处于危险状态时，上部缓凝段仍保 持较高的静液压力；而缓凝段降至水柱压力时，下部速 凝段早已凝固，从而防止窜流。该措施可行，所带来的 不便之处是水泥浆体系稍微复杂一点，有时更大的不便 不是水泥浆体系的实现而是现场施工不便。
可压缩水泥防窜的基本原理
防窜剂的基本材料是铝粉。 铝的性能很活跃，在酸碱作用 下都要产生氢气。由于水泥浆 呈碱性（pH值为12～13），当 防窜剂均匀地混拌在水泥浆中 时，在温度的作用下发气，气 体以极小的气泡均匀地分布在 水泥浆中，并借助于浆体胶凝 结构和/或失水引起的桥塞， 储存了一个附加压力，气泡内 所储存的压力可补偿水泥浆失 重所导致的压力降低，从而防 止窜流。
三、盐（膏）层固井问题
四、小间隙尾管固井问题
引 言
深井固井困难的主要原因在于：
① 井深，封固段长，同一裸眼井段中多个压力层系存在， 容易发生注水泥后环空窜流问题。 ② 地层复杂，地层流体也复杂 ，容易漏、涌，压力安全
窗口小，而且压力安全窗口难于准确确定（尤其是探 井），给注水泥设计和施工带来困难。
1）不渗透水泥体系
这是一种增加水泥对窜流的流动阻力 的水泥体系。根据对 窜流的流动阻力增加方法的不同，有以下几种不同类型的不渗 透水泥浆。
堵气剂
堵气剂的主要成份为胶乳等。胶乳是固体聚合物，将胶乳 分散在水中，并用阴离子表面活性剂和护胶凝剂加以稳定构成 堵气剂。胶乳微粒直径较小，为0.2μ m～0.5μ m，具有初期堵 塞水泥孔隙和形成薄膜的能力。当气体与水泥浆中的胶膜相接 触时，胶乳微粒将聚结在孔隙中，形成一种粘性的低渗透聚合 体和塑性膜，从而阻止了气体继续窜入环形空间的可能性。 ARCO石油天然气公司使用这种非渗透性水泥在美国等地进行了 60多次的套管和尾管固井，成功率为93％。在国内，海洋上使 用同类产品G600同样取得了较好的效果。
候凝时井口环空加压
候凝时井口环空加压以弥补水泥浆失重引起的压力 降。
该措施的局限性是，当井下有薄弱易漏层时、或上 层套管下得比较浅时，所施加的压力有限或根本不能加 压。 尤其是井下上部有薄弱易漏层时，所能憋压的当量 密度有限。
固井时增大环空内钻井液的密度
采取这一措施是基于这样的考虑：在井下某一位置， 水泥浆失重后对地层作用的压力是水泥段失重后的压力 与上部钻井液段压力之和，因此，增大环空内钻井液的 密度可以增加对地层的压力，从而有利于防窜。该措施 目前基本上未应用，因为一般固井时增大井内钻井液的 密度都不利于提高注水泥顶替效率，因为增大钻井液密 度使水泥浆与钻井液之间的密度差减小，且一般情况下 增大钻井液密度也会使钻井液的粘度增加，这些都不利 于水泥浆对钻井液的顶替。
使用多级注水泥技术
这一技术的原理与固井时增大环空内钻井液密度措 施的原理类似。因为水泥浆最终要失重到静水柱压力， 而一般钻井液密度比清水的密度大；当采用多级注水泥 技术先注下面一级时，该级上面是钻井液；因此，该级 水泥在凝结过程中，当水泥浆失重到静水柱压力时，其 对地层的压力比一次性注水泥时的大，所以有利于防窜。 而注上面级次的水泥时，下部目的段水泥已经凝结。目 前一般采取的是双级注。由于对分级箍质量的担心，且 施工复杂一些，所以在为了防窜而选用多级注时一般都 非常慎重。
界面窜流；
③ 由于失重而经水泥基体（包括两个交界面间）窜流。
2、防止注水泥后环空窜流的措施途径 （1）防止由于钻井液被顶替不完全而经钻井液窜槽 通道窜流
提高注水泥顶替效率
实际上提高注水泥顶替效率是任何井提高固井质量 的基本前提。
（2）防止由于泥饼或微环隙存在而经水泥与地层和/或 套管交界面窜流 主要措施： ① ② ③ 安泥饼刷清除泥饼（特别是假泥饼）； 注水泥时使用前置液冲蚀泥饼； 使用套管外封隔器进行层间的机械封隔；
2）缩短过渡时间的水泥浆体系
从原理上而言，这种水泥体系主要是增加水泥对窜
流的流动阻力。 直角稠化水泥
直角稠化水泥在初凝前保持较小的稠度，作用在地 层上的压力基本上全部为浆柱压力。胶凝强度的增加， 无平缓的变化阶段，而是很快增加到240Pa，过渡时间极 短，一般在几十秒到1min～2min内。胶凝强度的突然增 加，说明水泥浆的快速水化和迅速凝固，水泥石的渗透 率降低得很低。
25
模拟地层压力
20
热烈祝贺
中石化 南方海相钻井技术交流 与深井固井术研讨会
隆 重 召 开
“中石化南方海相钻井技术交流及深井固井技术研讨会 ”交 流
关于深井固井的几个问题
西南石油大学 邓建民井困难的主要原因）
一、深井固井防窜问题 二、易漏、易涌，窄压力安全窗口 下的平衡压力固井问题
触变性水泥
触变性水泥有以下主要特点：首先，水泥浆初期的 胶凝强度主要是由于浆体结构的形成，而不是凝结引起， 胶凝强度具有可逆的性质，即静止变稠，开泵循环变稀。 其次，触变水泥的过渡时间比一般水泥低一半以上。当 胶凝强度增长至240Pa时，静液压力并未低于地层压力， 起到了防窜的作用。 Conoco公司从1983年开始在德克萨斯州进行了15口 尾管及2口套管固井均取得成功，尾管顶部封固得也好， 整个声幅测井及固井质量良好，未发生气窜问题。美国 DS公司生产的D53、D111及Hallibuton公司生产的ThixSet 31都属于这种类型。
气阻剂（FLOLOK）
FLOLOK利用桥堵剂和聚合物的特殊作用，堵塞水泥 孔隙的喉道，增加孔隙阻力和限制孔隙中自由水的流动， 防止了气体的侵入。北美Wester公司利用这种非渗透性 水泥，在美国和墨西哥的84次注水泥作业中，获得了 90.5％的成功率。
微粒硅水泥
这是80年代中期为解决北海油田浅气层固井的气窜问题， 由Statoil公司研究的低密度不渗透水泥浆体系。 微粒硅的主要成份为85％～98％的非晶质二氧化硅。微 粒硅极细，其直径范围为0.02μ m～0.5μ m，平均直径约为 0.15μ m，为水泥颗粒直径的1％，比表面积约为15m2/g～ 25m2/g，为水泥的50～80倍。 微粒硅防气窜的作用有两个方面，一是不同粒度级配的 微粒硅堵塞在水泥石的微孔隙中，降低了基体的渗透率；另 一方面是，粒度极小的微粒硅被束缚在孔隙的自由水中，增 加了流动阻力。国内长庆油田使用这种水泥，在207口固井中， 成功率在90％以上。它不仅较好地解决了气窜问题，还很好 地解决了地层漏失和地下水的腐蚀问题。
前八个主要是客观环境，有的通过技术进步可以降低其难度，而 后二者应该是可以改进的。
因此，深井固井时需要解决如下主要问题： ① 深井固井防窜问题； ② 易漏、易涌，窄压力安全窗口下的平衡压力固井问题； ③ 水泥环抗H2S、C02、腐蚀性地层水的问题； ④ 针对盐（膏）层的固井问题； ⑤ 良好性能的恒超低密度水泥浆、高与超高密度水泥浆 的实现问题； ⑥ 深部小间隙固井问题； ⑦ 高密度钻井液条件下的提高顶替效率问题； ⑧ 长封固段上部封固质量的保证问题； ⑨ “大肚子”和/或“糖葫芦”井段的固井质量问题。
构，该两措施的原理都是依靠振动破坏水泥浆的胶凝结 构，从而达到降低失重的目的。有成功案例报道，但未 见推广使用。
上述方法当环空内存在桥堵情况（可由井径缩小处 水泥沉降、某一高渗层处水泥浆快速失水等导致）时不 能保证成功，因为桥堵将使上部的压力不能有效地向下 部传递。另外，关于管外封隔器，对于封隔器以下的井 段，管外封隔器相当于人为桥塞，对封隔器以下井段的 防窜可能反而不利，因此其一般只能封下部为单一压力 系统的地层。
（5）使用防窜水泥浆防止环空窜流
采用防窜水泥浆体系是比较有效的方法。防窜水泥又可 分为几类。
—— 不渗透水泥体系
—— 缩短过渡时间的水泥浆体系 —— 可压缩水泥体系
水泥浆在凝结过程中不发生窜流的条件是：
水泥孔隙压力 + 水泥对窜流的流动阻力＞地层压力
一般，地层压力不可改变，不同防窜水泥浆体系的防窜 原理要么是增大水泥孔隙压力，要么是增加对窜流的流动阻 力，有的或者二者兼之。
③ 盐（膏）层段固井，封固盐（膏）层的良好性能水泥浆
的实现比较困难。
④ 井底温度压力高（或温度高、压力梯度小），良好性能 水泥浆的实现比较困难（水泥浆密度高与超高或超低，
温度压力对水泥浆的动、静态性能均有影响）。
⑤ 下部井段固井时，往往是小间隙固井（大部分是尾管 固井），固井质量难以保证。最突出的是5″尾管。
⑥ 钻井液密度高、粘度高、切力高，给提高顶替效率带 来困难。 ⑦ 封固段长，上下温差大，上部封固质量不易保证。 ⑧ 地层不稳定，井径易扩大甚至扩大严重（包括探井试 油导致的井径扩大），最不利的是出现“糖葫芦”井 眼情况。 ⑨ 国内抗高温水泥外加剂、深井固井工具与附件不尽如 人意。 ⑩ 部分施工队伍的设备有时成为制约因素。
上述各问题，在深井的一次固井中有可能出现，有时可能 几个问题同时出现，这时，深井固井的难度就更大。
一、深井固井防窜问题
1、注水泥后的环空窜流
注水泥后环空窜流现象：井口环空涌、喷