固井工艺程序
什么是固井
什么是固井
一、固井：在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管，并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。
二、井身结构包括以下几方面的内容：所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸（钻头尺寸）、各层套管的水泥反高等。
三、设计井深的主要依据：地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。
四、套管的类型：⒈导管；⒉表层套管；⒊技术套管；⒋生产套管；⒌尾管。
五、井深结构设计的原则：①能有效的保护油气层，使油气层不受钻井液的损害；②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短；③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂；④下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不至于造成卡阻套管。
六、套管柱的受力：轴向压力、外挤压力和内压力。
七、套管柱的附件：⒈引鞋（套管鞋、浮鞋）；⒉回压法；⒊套管扶正器；⒋磁性定位套管；⒌联顶节。
八、水泥熟料主要成分：①硅酸三钙（C3S）；②硅酸二钙（C2S）；③铝酸三钙（C3A）；④铁铝酸四钙（C4AF）。
九、水化作用：油井水泥与水混合后，水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映，某些水化产物还能发生二次反映。
十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段：①胶溶期；②凝结期；③硬化期。
十一、稠化时间：指油井水泥浆在规定压力和温度条件下，从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。
十二、稠度：水合水泥混合后会逐渐变稠，变稠的速率。
十三、注水泥的设备：水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。
十四、碰压：胶塞被推至浮箍时，泵压突然升高。
十五、注水泥主要工序包括：循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。
十六、提高泥浆的顶替效率：⒈紊流顶替；⒉打前置液；⒊活动套管；⒋调整完井液和水泥浆的性能；⒌使用扶正器。
固井技术规定
固井技术规定
第一章 总则
第一条 固井是钻井工程的关键环节，其质量好坏不仅关系到钻井工程的成败和油气井的寿命，而且影响到油气田勘探开发的整体效果。为保证固井工程质量，特制定本规定。
第二条 固井工程必须从设计、准备、施工、检验四个环节严格把关，采用适合地质特点及各种井型的先进固井工艺技术，确保质量，达到安全、可靠、经济。
第三条 固井作业必须按固井设计执行，否则不得施工。
第二章 固井设计
第一节 设计格式与审批
第四条 固井设计格式按勘探与生产分公司发布的《xx井xx套（尾）管固井设计》要求执行。
第五条 固井审批程序按勘探与生产分公司发布的《中油股份公司勘探与生产工程技术管理办法》执行。
第二节 套管柱强度要求
第六条 套管柱强度设计方法SY/5322-2000执行。其中，在高压气井和超深井的强度设计时，必须考虑密封因素。
对安全系数的要求见下表数据。
系 数 名 称 安全系数
抗挤安全系数 ≥1.125
抗内压安全系数 ≥1.10
抗拉安全系数 管体屈服强度≥1.25
螺纹连接强度 直径244.5mm及以上套管≥1.6
直径244.5mm以下套管≥1.8
第七章 套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。遇到盐岩层等特殊地层时，该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m
第八条 套管柱强度设计应考虑热采高温注蒸汽过程中套管受循环热应力的影响。
第九条 对含有硫化氢等酸性气体井的套管柱强度设计，在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。有关压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求，应由采油和地质部门在区块开发方案中提出，作为设计依据。
第三节 冲洗液、隔离液和水泥浆要求
第十条 冲洗液及隔离液
1、使用量：在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度的300～500m。
固井工程技术基础
目录
前言
第一章固井概论
第一节固井概念
第二节 固井的目的和要求
第二章 套管、固井工具、附件和资料
第一节 API套管尺度和规范
第二节 固井工具、附件
第三节 固井资料
第三章 固井工程技术基础
第一节 固井工艺
第二节 固井水泥浆
第三节注水泥施工程序
第一章固井概述
一、固井概念
为了达到加固井壁，包管继续平安钻进，封隔油、气和水层，包管勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包含了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。
固井作业
固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。
二、固井目的和要求
1、固井的目的
一口油井深达数千米，在钻井过程中经常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，包管油气田的开采，就要采取固井，固井工程的主要目的为：
1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼包管钻井顺利进行。 固井设备总体示意图 （如图1-1所示），当从A点钻进至B点，如果在A点井深处没下套管固井，那么随着井深的变更，钻达B点所用泥浆密度在A点发生的压力就会大于A点地层破裂压力，造成A点地层破裂，发生井漏。同理，当从B点钻进至C点，如果在B点井深处没下套管固井，那么随着井深的变更，钻达C点所用泥浆密度在B点发生的压力就会大于B点地层破裂压力，造成B点地层破裂，发生井漏。
2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。
固井工程不但关系到钻进的速度和成本，还影响到油气田的开发。（如图1-2所示），如果油、气层与水层间水泥固结欠好，层间互相窜通，那么会给油气田开发带来很大困难。当油、气层压力大于水层压力时，油、气便会窜入水层内，既污染了水层又影响到油气的产量；当水层压力大于油、气层压力时，水便会窜入油气层内，造成油田开发早期出水，严重图1-1 下套管固井原理示意图
第12章固井与完井
第十二章 固井与完井
为了安全钻进和采油的需要，在井眼中下入钢质套管，并在套管和井壁之间注入水泥浆的过程，称为固井。
固井是钻井工程中一个十分重要的环节，它可分为设计和施工两部分，设计部分包括：井身结构设计、套管柱设计和注水泥设计；施工部分包括：下套管和注水泥两部分。如果固井质量出了问题将给钻井和采油带来许多麻烦（如套管断裂、套管变形、环空串槽），影响井的寿命，甚至使一口井报废。因此，钻井工程技术人员对固井都是非常重视的，固井设计都是由钻井公司或钻井科进行的，并且由井队钻井技术员复查，尽量作到万无一失。
第一节 井身结构
井身结构是一口井下入套管的层次、套管尺和下入深度以及相应钻头尺寸的配合。
井身结构设计的依据是地层地质条件、地层孔隙压力和地层破裂压力。
一口井的套管可分为：表层套管（surfacecasing）、技术（中间）套管（protection casing、intermediate casing）和油层套管（production
casing、oil string）。
１、表层套管封隔地表疏松层。
２、技术（中间）套管解决钻进过程中难以处理的各种漏、塌、喷等复杂地层问题。
３、油层套管为采油目的而下的套管。
除了要考虑到采油方面的要求外，在钻井方面还应根据地层压力、地层破裂压力以及其它特殊的地质因素来设计。
第二节 固井目的
1、封隔地下不同油、气、水层，防止串槽；
2、为井的投产建立生产通道；
3、封闭暂不开采的油、气层；
4、为安装井口防喷装置创造条件； 5、提供油、气井压力控制的基本条件；
6、封闭复杂地层，保护井壁，防止坍塌、井漏等。
第三节 固井工艺过程
一、下套管
套管柱结构 casing string structur
1、套管
2、引鞋——引导套管入井；
3、套管鞋——起钻防挂；
固井工程技术基础复习过程
固井工程技术基础 精品资料
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前 言
第一章 固井概论
第一节 固井概念
第二节 固井的目的和要求
第二章 套管、固井工具、附件和材料
第一节 API套管标准和规范
第二节 固井工具、附件
第三节 固井材料
第三章 固井工程技术基础
第一节 固井工艺
第二节 固井水泥浆
第三节 注水泥施工程序
精品资料
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第一章 固井概述
一 、固井概念
为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。
固井作业
固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。 精品资料
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二、 固井目的和要求
1、固井的目的
一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为：
1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。 固井设备总体示意图 精品资料
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢- 5 - （如图1-1所示），当从A点钻进至B点，如果在A点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B点所用泥浆密度在A点产生的压力就会大于A点地层破裂压力，造成A点地层破裂，发生井漏。同理，当从B点钻进至C点，如果在B点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C点所用泥浆密度在B点产生的压力就会大于B点地层破裂压力，造成B点地层破裂，发生井漏。
固井基础理论知识
固井基础理论知识
目录
1. 固井的基本原理与概念....................................2
1.1 固井的定义和目的.....................................3
1.2 固井的工艺流程.......................................4
1.3 固井流程所涉及的主要技术参数.........................5
1.4 固井的关键环节和控制重点.............................6
1.5 固井安全注意事项及应急措施...........................7
2. 固井岩层性质的认识......................................8
2.1 岩石物理学基础.......................................9
2.2 油气层岩石的特征和分类..............................10
2.3 岩石孔隙度、渗透率和压力的关系.......................12
2.4 固井岩层的地质构造及流体运移规律....................13
2.5 岩石的力学性质及其对固井的影响......................14
3. 固井水泥技术的概述.....................................16 3.1 水泥基浆液的组成和性能..............................18
3.2 不同类型水泥浆液的特点及应用........................18
3.3 水泥浆液配比设计和液相清洁测置......................20
3.4 根据油气层特点进行水泥浆液性能优化..................21
固井技术规范
中国石油天然气集团公司固井技术规范
中国石油天然气集团公司
工程技术分公司
2008年
i / 35 目 录
第一章 总 则 ........................................................................................................... 1
第二章 固井设计 ......................................................................................................... 1
第一节 设计依据和内容 .......................................................................................... 1
第二节 压力和温度 .................................................................................................. 1
第三节 管柱和工具、附件 ...................................................................................... 2
第四节 水泥浆和前置液 .......................................................................................... 4
第五节 注水泥和技术措施 ...................................................................................... 5
固井技术基础
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.固井质量的全部指标合格后，才能进入到下一个作业程序。
第二节尾管固井工艺
第二节尾管固井工艺
（一）机械式悬挂器的操作程序
（!）通井、调整泥浆性能措施，保证井下正常。
· +’+ ·
第十篇固井
（!）对尾管用小于其内役"## 内径规通径尾管。
（$）对送井钻具进行丈量、编号、计算收缩距，并用小于内径$## 的内径规通径。
（"）尾管串结构：引鞋% 旋流短节% 回压凡尔% 尾管& 根% 回压凡尔% 尾管串% 尾
管悬挂器% 送入钻具% 短方钻杆% 钻杆水泥头。
（’）环形空间允许时，要加足够数量的扶正器。
（(）尾管外径与井眼之间的环形空隙应大于&)##。
（*）要求在上层套管内重叠段(+ , !++#。
（-）悬挂器入井时要注意防止损坏卡瓦及弹簧片，这时卡瓦在短槽内。
（)）反螺纹连接处，由一人用链钳轻度合扣。
（&+）悬挂器入井后，锁死转盘，并记录悬重。
（&&）下钻具，要及时灌好泥浆。
（&!）套管下至外层套管鞋处要灌满泥浆，开泵顶通。
（&$）尾管探深后上提至设计井深，开泵循环并记录悬重。
（&"）循环正常后停泵，上提钻具!.$ , !. ’#（依据中心管的长度），使卡瓦进入长槽
后下放至原位置后再多放回缩距值，观察指重表变化，如悬重下降为尾管重量，即坐挂
成功，否则重新提放。
（&’）倒扣，下放钻具’+ , &++/0，上提至中和点，正转转盘，每次连续转的圈数不大
于钻具允许圈数，总圈数不小于$+ 圈，无倒车，可试提钻具，高度超过回缩距+.’#，悬重
减少为尾管重量，即证明倒扣成功。
（&(）放钻具加压’+ , &++/0，循环一周以上。
（&*）常规方法注水泥，要严格控制水泥浆失水在&’+#1 以内。
（&-）用胶塞替泥浆。
（&)）碰压后，放回水观察井口是否倒返，若不倒返，正转! , " 圈，憋压&’234，上提
钻具，当压力突然下降时，再开泵循环出多余的水泥浆。
（!+）起钻候凝。
（二）液压式尾管悬挂器操作程序
（&）通井、调整泥浆性能措施，保证井下正常。
固井车描述
固井作业及固井车描述
1、固井工艺流程
在油田施工作业中，为了加固井壁，保证继续钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层试油及在整个开采中合理的油气生产，为此下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井作业。
固井工艺流程可简单的分为:下套管、注水泥、碰压、侯凝、测井进行固井质量检测和评价等五个步骤。其中下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆液压系统顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。当上胶塞坐落在已坐于浮箍上的下胶塞上之后，地面压力将很快上升一定值(称为碰压)，该信号说明水泥浆已顶替到位，固井施工结束。
2、固井设备
为完成固井作业，通常需要多种专用设备联合作业进行。一般来讲，通常需要下灰车(用于运送干水泥)、罐车(用于储存和运输清水)、固井水泥车(用于向井内注入水泥浆);技术套管和生产套管。固井作业时，还要根据实际情况在上述设备的基础上增加压风机车(用于向下灰车提供压缩空气，以提高下灰车的下灰速度)、供水车(向固井水泥车提供清水)、固井管汇车(用于多台固井水泥车的联合作业)、备用车(主要为固井水泥车，防止作业时设备出现故障，造成作业停止)，有时根据设备能力情况还要再增加混浆车(橇)或倍混装置等专门用于混浆的设备。由上述可以看出，固井作业对设备的需求的种类是很多的。但向井内注入水泥浆的工作，则是完全依靠固井水泥车来进行。
3、固井车固井工作过程
3.1、非混浆作业固井水泥车混浆系统工作过程：
固井水泥车进行固井作业时，将下灰漏斗与混合器连接固定好，并连接相应的管线。下灰车通过管线将干水泥注入下灰漏斗，使下灰漏斗中充满干水泥。通过管线与齿轮水泵连接的混合器由于安装在下灰漏斗的下部，其中也由于重力作用也充满的干水泥。此时，向混合器输送带有一定压力的清水，由于混合器内部结构的作用使清水的流动面积突然减小，使清水的流速急剧加快。清水流速加快后，在混合器内部、清水射流的附近形成了负压，使清水带动干水泥向前运动。并通过清水流动和管道的作用下，使清水和干水泥迅速混合。高速运动的水在管道内形成了旋流，在螺旋运动向前运动的同时也对结块的干水泥有剪切作用，使结块不断变小甚至消失。混合后的水和干水泥形成了水泥浆，被输送到混浆槽内。与三缸柱塞泵吸入连接的吸入管线浸泡在混浆槽内，由于三缸柱塞泵的往复运动，在吸入口形成了负压，将混合好的泥浆吸入到三缸泵的液缸内，通过加压后向井内输送。