分级变密度固井工艺在侧钻井上的应用
固井声幅测井及变密度测井
二、声波波型与固井质量的关系
从全波列上来分析，为声幅测井、变密度测 井提供方法原理。分几种水泥胶结类型来讨论。 1. 管外无水泥胶结，为自由套管
2. 仅套管与水泥胶结，水泥与地层无胶结
3. 套管与水泥、水泥与地层部分胶结
4. 套管与水泥、水泥与地层胶结良好
二、声波波型与固井质量的关系
1、自由套管 (1)L=5ft，T=320us出现套管 波，幅度大，固井声幅测井往 往以自由套管波幅度作刻度的；
固井声幅测井评价水泥胶结质量
三、固井声幅测井（CBL)
固井声幅测井的优缺点
优点：声幅测井能在一定程度上快速、 简单、直观用于评价第一界面的 胶结质量。 缺点：对二界面及高速地层固井质量的 评价无能为力。
四、声波变密度测井（VDL)
声幅测井只记录声波波列中首波的幅度，因 而，只能检查第一界面的胶结封固情况，但地层 的串槽有可能是由于第二界面胶结封固不好引起 的。因而发展了变密度 ( 变厚度 ) 测井，对井下 接
硬地层条件下，当地层速度比 套管速度高时（如碳酸岩地
层），大部分声波能量传入地 层中，声波在地层中滑行后折 回到井内为接收器接收。地层 纵波比套管波先到达，套管波 迭加在地层纵波上。
地层波
地层横波
地层纵波
三、固井声幅测井（CBL)
固井声幅测井原理
1 声系：单发单收，源
距为1米
2 接收到的信号： 沿套管传播的滑行纵波 (套管波)
三、固井声幅测井（CBL)
影响水泥胶结测井的因素
4 、套管厚度：套管对声波的吸收是固定的 , 但套管 厚度越小,对声波的衰减越大,测得的声幅值低. 5、微环：固井时,因热效应和压力的影响,套管膨胀,
注完水泥后 , 又可能收缩 , 在套管和水泥环间有
侧钻工艺技术(讲课)
侧钻井。
侧钻井施工流程及关键技术 侧钻井施工难度评价
主要根据断块油气藏的特性，尽 可能使侧钻井井眼轨迹避开客观 存在而不可抗拒的漏失断层和易 塌易卡的盐膏层，判定中靶的难 易程度。其最终目的是将投资和 施工风险降低到最低限度。
开窗侧钻工艺技术
一．工艺原理
二．侧钻井施工流程及关键技术
工艺原理
在套损点以上某 一位置固定专用斜 向器，利用斜向器 的导斜和造斜作用， 使专用工具在套管 侧面开窗，在套管 内形成通向油层的 通道，然后用专用 的定向仪器按设计 的井眼轨迹钻至设 计深度，下入较小 的套管悬挂固井， 射孔完成。
斜向器
利用老井场，减少工农占地费； 套管内开窗侧钻可利用大部分油层套管， 缩短钻井周期和节省大部份油层套管费 （一口开窗侧钻井可节约套管费用36-50万 元）； 利用小功率的设备减少固定资产占用费用。 因而小井眼开窗侧钻井的施工成要大大低 于更新井和调整井，仅为新井的1/2-1/3。
目前小井眼侧钻工艺和技术方面存在的问题
侧钻井施工流程及关键技术
结合以上两种斜向器的优缺点，我们自 行设计加工出了一种“双弧面双卡瓦锚 定式斜向器”
同时具有能使斜向器以下井段与以上井段 封隔密封、不用挤注水泥浆封固、定向较 为准确，一趟钻完成开窗、坐封两个工序， 施工时间更短、铣锥不易滚动的优点。马 上准备投入使用。
双弧面双卡瓦锚定式斜向器原理图
侧钻井施工流程及关键技术
5.定向固定斜向器
目的: 斜向器的重要作用是导斜，使开窗铣锥能在套管
侧面开出利于侧钻和完井套管下入的窗口。可以说无斜 向器将无法开窗。斜向器的结构形式是一个具有一定倾 斜面的圆柱体，斜面有一定倾角、硬度和形状，以便在 套管侧面开窗时，斜向器的斜面与套管同时被铣磨，保 证套管窗口的圆滑和长度、宽度的适中。因此，斜向器 如何被送入预定井段及怎样固定住斜向器使之稳定不窜 动、不转动，则是侧钻工作中又一技术关键。 斜向器的固定位置一般应选在套损部位以上20--30m的 完好套管部位，且在两个套管接箍之间，该处固井质量 为优质。
深井及超深井固井技术应用简析
改善薄水泥环的力学性能以满足后期施工的要求。
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有：
双层组合套管、特制套管（如特厚壁套管）。
（2）优选抗盐水泥浆体系。目前国内外在解决盐
结论
（1）在深井及超深井的固井过程中，保证良好的井
（1）防止盐膏层挤毁套管通常采用的套管柱结构
眼质量和掌握地层温度及压力梯度是固井施工的前提
目前该技术不断发展为解决压力敏感地层和窄压力窗
口条件下固井的有效技术手段。
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西部探矿工程
盐膏层固井技术应用
在深井及超深井固井施工的过程中，当进入海相
（1）采用新的井身结构或钻井工艺如钻后扩眼、随
钻扩眼等技术，增大环空间隙，改善流体流动通道；
地层以后，由于盐膏层的存在，对固井带来了一系列的
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西部探矿工程
深井及超深井固井技术应用简析
唐
炜*，
余
建，
宾国成
（中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司，四川 成都 610052）
摘
要：近年来，随着勘探开发力度的加大，深井及超深井的数量日益增多，固井技术措施及水泥浆
体系一直是关注的重点。结合深井固井防气窜、压力敏感及窄安全密度窗口、盐膏层固井、小尺寸井
浆混配而成，不仅能增加孔隙压力，还具有微膨胀的特
同井深处的压力略高于地层压力，具体体现在施工过
性。
程中根据各类型流体在井筒内的位置和动压力的变化
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压力敏感及窄安全密度窗口地区固井技术
深井及超深井地层条件复杂，在同一开次的井眼
条件下存在相对低压的易漏层，在固井作业注水泥过
不断调整井口压力，最终实现对地层的压稳和防漏。
提高稠油区块侧钻井生产效果配套技术
提高稠油区块侧钻井生产效果配套技术稠油区块是指含有高粘度和高密度油的油气区块。
这些油区块往往存在挑战，如低渗透率和高粘度等困难。
为了提高稠油区块的勘探、开发和生产效率，侧钻井技术成为了重要的解决办法。
侧钻井技术可以提高开采率和油气储量，但是也面临一些挑战，如钻井难度、井壁稳定等。
因此，针对稠油区块侧钻井生产效果的提升，需要配套相应的技术方案。
一、侧钻井垂直向下钻井技术侧钻井垂直向下钻井技术是一种针对稠油区块中复杂地质构造的技术方案。
该技术通过掌握地质构造和地层性质，对合理定位和设计侧钻井进行精确操作。
具体来说，可以采用立钻的方式进行垂直向下钻井，通过特殊的钻头来解决沉积地层、高硬度井壁造成的资料获取困难等问题。
这种技术方案的主要特点是可以实现侧钻井的定位和设计的精确操作，避免了井壁稳定性的困扰。
同时，垂直向下钻井技术还具有作用稳定，减少钻井扰动造成的破损，提高油气储量等优点。
二、钻井液的优化配方技术钻井液是钻井中的一种重要的辅助设备，可以对钻井的顺利进行和油气储量的获得起到重要的作用。
因此，优化钻井液的配方具有关键的意义。
稠油区块侧钻井生产中，钻井液配方需要考虑多方面因素，如温度、pH值、粘度、泥浆密度等。
此外，还需要注意钻井液的成分，根据地质情况选择合适的钻井液添加剂。
具体来说，针对稠油区块的钻井液配方，需要考虑以下因素：1. 控制钻井液的粘度，在保证沉积地层的钻取效率的前提下，减少对井壁稳定性的影响。
2. 添加抑制剂和收泌剂等辅助剂，对井壁进行稳定处理，避免物质泄漏和井壁破裂，提高井壁稳定性。
3. 调整钻井液的pH值和温度，避免发生地层井况的变化，提高钻井效率和油气储量。
三、泥浆废液处理技术稠油区块使用钻井液的过程中，会产生大量的泥浆废液。
这些废液不能直接排放，会严重污染环境和破坏地下水资源。
因此，泥浆废液的处理技术成为侧钻井生产的关键问题之一。
常用的废液处理技术有生化处理、物理化学处理等。
侧钻技术在工作中的应用
侧钻技术在工作中的应用【摘要】我国地域广阔，在加上地貌复杂，油藏条件好的油田并不多，出油率高、地貌情况好的，就更少了。
如何在恶劣的条件下保证提高原油的采收率，就显得非常重要，有些油气田水井已经到了开发后期，即将面临停产的危险，如果这样放弃在经济上有一定的损失，如果依靠大的钻井队伍进行修理，又会得不偿失，产生一些不必要的麻烦，如何才能更好地解决这一矛盾，就此问题笔者简单的阐述一下自己的一些工作心得。
【关键词】侧钻；工艺；复活死井；修井一、侧钻修井的作用油田的一些井，进入中后期发展阶段以后，随着油井生产的年限的不断延长，由于地层因素、套管本身的质量以及修井作业等原因，导致了井的停产和破损，要想使这些“死井”恢复生产，提高采油率。
开窗定向侧钻是一个非常重要的工艺过程，它直接关系着种钻的成败。
二、侧钻施工工艺过程要想成功的完成一口侧钻井，必须做好事前准备工作，尤其是要收集好资料，只有对原井的资料数据充分的了解了，才能做好最充分的准备，有选择的进行开窗，选择合适的方式方法，为侧钻的顺利进行和完成做一个可靠的保障。
1、收集资料首先，要对井眼资料进行调研工作，对对原井的钻井、地层分层、各个地段研磨性以及钻性进行分析。
其次，要对井下套管的钢级、壁厚、接古箍及扶正器位置，水泥返高及固井质量，套管损坏程度等进行资料收集。
2、选择开窗点选择开窗时要根据原则，要有方式的去收集资料，去综合的考虑，并选择合理的开窗点，要尽量的利用原有的井眼套管，缩短侧钻周期，尽量的节约成本。
要完全避开套管扶正器，尽量减少与铣套管接触，保证套管的完好，不变形、破损和遗漏，力求开窗段固定质量的完成，并合理的利用钻井、采油。
3、通井和洗井在确定施工方案后，要做好开窗的事前的准备工作。
三、侧钻方式的选择及原则侧钻选择方式一般可以分为定向侧钻和一般侧钻，这些方式一般分别应用于不同井况的油气进行套管内侧钻。
由于各个油田的情况不同，在设计开窗目标平面确定后，必须对方位平面进行障碍判断和防碰扫描，以便于能及时的调整开窗以及侧钻的设计，尽量的尽可能的减少施工难度，确定防止与邻井相碰以及井下出现井下事故。
固井质量评价方法及应用(讲座)
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三、固井质量评价存在的问题
• 测井仪的多样化导致解释偏差 国内目前用于检查封固质量的仪器有多种 类型,各种仪器测井的灵敏度各不相同。即 使是同一种仪器也有性能上的差异。在解 释水泥胶结状况时,不应忽视这种差异,现有 的固井质量检查往往不太重视这种差异。
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三、固井质量评价存在的问题
如果两介质声阻抗相近，声耦合的好，声波几乎都形成折射波通过界面在介质2
中传播。这时反射波的能量就非常小。
各种介质的声阻抗
介质
声阻抗（x104)/(g·cm-2·s)
介质
声阻抗（x104)/(g·cm-2·s)
空气(0℃，1atm)
0.0043
钢
390
橡皮
0.29~0.66
岩盐
100
淡水
14.6
砂岩
63~95
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Байду номын сангаас13
第二节 油井的井身结构及井口装置
一、井身结构
图2-1中给出了工程测井常遇到的井身结构示意图。
图2-1 井身结构示意图
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二、井口深度及井口装置
1.井中深度
井身结构中的所有深度均从钻井时转盘补心面算起。
套管下入长度和下入深度 不一致，其差值是套管近地面 一根的接箍面至转盘补心平面 距离，即套管头至补心距 ；
固井质量评价方法及应用
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前言
目前复杂的地质条件和井身结构给固井工作造成很大的难度，在一定程 度上制约了固井质量的提高。尽管如此，我国每年固井合格率仍然达到98% 以上，优质率也很高，但是固井后经常发生油、气、水窜现象，说明单独采 用水泥胶结测井（CBL）很容易造成误判。目前，我国固井在外加剂(外掺料) 应用、工艺技术发展等方面与国外相比有一定的差距，落后的固井手段与优 良的测井评价互相矛盾，应消除标准要求低等人为方面的因素。
双级固井技术
双级固井技术所谓双级固井工艺技术是指通过一种特殊固井工具-分级箍及其各种配套的塞子，来实现将较长的水泥封固井段分成两段进行封固。
1、分级固井工艺技术的应用范围（1）一次注水泥封固段太长，压差过高，一般注水泥设备难以满足施工要求。
（2）低压易漏失井固井时，由于一次封固段太长，压差过高，容易引起固井漏失。
（3）一次封固段太长，上下温度太大，水泥浆性能无法保证固井要求。
（4）油气分布不均，不连续且中间间隔距离太长时。
（5）其它特殊情况。
2、双级注水泥方式选择双级固井的注水泥方式一般有三种，可根据工程、地质和封固要求进行选择。
（1）非连续式：也叫正规式双级固井。
它适用油气层间隔大，地层压力系数较低，井斜角较小和环空水泥不连续封固。
这是目前应用最多的一种双级固井方式，它的实际应用情况已不局限于上述范围。
（2）连续式：封固较长，压力较低，水泥连续封固。
（3）连续打开式3、分级箍的规格类型目前常用的分级箍其规格尺寸有φ244.5mm，φ177.8mm，φ139.7mm，127mm。
类型分为机械式和液压式两种，它们的主要区别在于：（1）机械式：用于直井或井斜角小于25度的井，依靠重力塞打开循环孔进行二级固井，其打开压力较低。
（2）液压式：用于任何井型，可以不用重力塞而直接蹩压，打开循环孔进行二级固井，其打开压力较高。
4、分级箍的工作原理（以正规式双级固井为例）水泥头装有一级碰压塞，所有的固井程序同常规井相同。
如果是机械式的分级箍，当一级碰压后打开水泥头投放重力塞，以1m/s速度计算重力塞到达分级箍位置后，开泵蹩压5-7Mpa，将分级箍下内套销钉剪断，下内套下行露出循环孔，循环出多余水泥浆，准备二级固井。
二级固井的工序基本同常规固井最主要的区别在于碰压后还要进行蹩压，依靠关闭塞剪断上内套销钉，上内套下行关闭循环孔，实现套管可靠密封。
关闭压力一般要比液柱压差大10.5Mpa。
如果是液压式分级箍，则第一级碰压后，再进行蹩压打开循环孔，然后进行二级固井。
侧钻水平井工艺技术
侧钻水平井工艺技术侧钻水平井工艺技术是一种在井筒中横向钻探和开采油气资源的方法。
与传统的垂直钻井相比，侧钻水平井能够有效地提高油井采收率和产量，具有重要的经济和技术价值。
侧钻水平井的工艺技术主要包括钻井、固井、完井和生产等环节。
首先是钻井阶段，侧钻水平井通常是从现有的垂直井中侧向钻入地层。
这样的设计可以最大限度地增加井壁与地层接触面积，提高采油效果。
在钻井过程中，需要使用特殊的侧钻井钻头和导向工具，以确保在井筒中有效地钻探。
此外，还需要采用合理的钻探参数，如转速、钻压和冲洗液的流速和压力等，来确保顺利钻进。
钻完水平段后，需要进行固井操作来加固井筒。
固井是为了防止井筒在钻探过程中崩塌，保护钻孔的完整性，并防止地下水和油层混合。
固井常常使用水泥和钢管，将其注入井筒并形成坚固的井壁。
固井操作的关键在于选择合适的水泥配方和注入压力，以确保固井质量。
完成固井后，需要进行井筒完井。
完井是指在水平井中安装各种完井设备，如套管、防喷器和产能工具等。
这些设备是为了控制井筒的流体流动和产量。
在完井过程中，需要进行严格的施工质量控制，确保设备的正确安装和操作。
最后是生产阶段。
一旦生产设施准备就绪，就可以开始进行油气的开采。
由于侧钻水平井的设计和施工，使得生产更加高效和顺利。
在生产过程中，还需要根据井底压力和油井形态，合理选择抽油机和注水设备，以达到最大的开采效果。
综上所述，侧钻水平井工艺技术是一项复杂而关键的油藏开发技术。
通过合理的设计和施工，侧钻水平井可以提高油井采收率和产量，有效地开发油气资源，对于能源行业的发展具有重要意义。
侧钻水平井工艺技术的发展与油田开发的需求密切相关。
在传统的垂直井开采中，井底压力逐渐下降，导致油井采收率逐渐降低，产量减少。
而侧钻水平井则能够有效地改善这一状况，提高油井的生产能力和采收率。
侧钻水平井的一个关键特点是可控定向钻井技术。
通过使用特制的钻井工具和导向工具，使井筒能够沿着特定方向钻探。
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分级变密度固井工艺在侧钻井上的应用
摘要：近年来伴随科学技术的不断进步，钻进技术也得到了突飞猛进的发展，
其中以分级变密度固井技术最为突出。分级变密度固井技术因其用时短、事故风
险低等优点被广泛应用于各个领域。本文通过对分级变密度固井技术工艺介绍、
工具以及在定向井中应用所应注意的问题进行了详细的阐释和说明，以期更好的
实现分级变密度固井技术在定向井中的有效且科学应用。
关键词: 分级变密度固井；侧钻井；技术工艺
1 工艺简介
分级变密度一体化工具，包括分级变密度定位器和开窗导斜一体化工具两部
分。作业施工时分两趟管柱下入，先下分级变密度定位器到套管指定开窗位置，
通过随钻下入的测向短节确定方位后将分级变密度定位器锚定在套管上；再下导
斜开窗工具，插入已锚定的定位器键槽内进行开窗侧钻。通过应用分级变密度锚
定开窗一体化工具，能大大简化开窗侧钻工序，降低侧钻成本，提高施工效率。
2 配套工具
2.1 锁紧总成
通过一个特殊工具与套管底部相连的钻井装置叫锁紧总成，其作用是通过旋
转台肩接头将传统钻井工具与套管相连，便于工具出入套管。其结构包括：扭转
锁、旋转轴向定位、台肩接头、轴向锁等[1]。
2.2 无接分级管选用
无接分级管采用天津高钢公司研发的99. 6mm、钢级N79、壁厚7. 7mm螺纹
连接采用直连偏梯形扣套管。螺纹密封采用台阶挤压密封，无接分级管螺纹连接
强度极限1414kN，水密封压力不低于49MPa，保压49min无泄漏。对于侧钻出的
小井眼采用无接分级管可顺利通过窗口，增加尾管与井眼、套管重合段环空流道，
减少固井作业时环空循环阻力。
2.3 采用双胶塞固井保证套管内不留水泥塞
利用双胶塞固井碰压明显的的特点，加上人工计量方法，经综合判断，可以
保证套管内不留水泥塞。99.4mm套管内容积5. 5L/m，套管内径小，替泥浆计量
不准确会导致套管内留有水泥塞，增加钻水泥塞作业。注水泥结束后，打开73mm
水泥头下挡销，释放钻杆胶塞，钻杆胶塞顺利通过钻杆柱后与尾管胶塞啮合，立
管压力瞬间增高剪断销钉1#，两胶塞进人99.4mm尾管内刮净管内水泥浆，碰压
后座在阻流环内锁死。这时泵压瞬间升高到19MPa打开循环孔剪钉2#,开始冲洗
多余的水泥浆，冲洗干净后，倒扣提出丢手[2]。
2.4 漂浮顶替提高尾管居中度
由于尾管在扩孔井段很难扶正，为保证水泥环厚度均匀，替泥浆工艺采用清
水做顶替液。碰压后管内清水与管外水泥浆产生密度差，依据浮力定理将尾管浮
起，防止尾管靠在井眼低边，这样可以保证尾管居中度在75%左右。清水做顶替
液可为后期施工作业创造有利条件。
3 需要考虑的问题
3.1 岩层稳定性
岩层的稳定性问题就是井眼因为钻井作业、地质状况、泥页岩跟钻井液的相
互作用等原因而产生出现的不稳定现象。井壁失稳主要表现为井壁坍塌、缩径、
卡钻、井眼扩大、电测遇阻等，是在钻井过程中常遇到的，是一类十分复杂的世
界性难题。这些事故的发生会严重影响钻井速度、质量及成本，同时也会造成严
重的储层损害。井壁失稳每年都会给石油行业造成巨大的经济损失。