固井----水泥浆失重
地球物理测井原理测井解释习题集7
地球物理测井原理测井解释习题集带答案选择50题（1）1.可用于含水纯砂岩地层评价的是（）曲线。
(A)微电极(B)井斜(C)方位(D)井径答案（A ）2.石灰岩、石膏的骨架时差通常取（）μs/ft和（）μs/ft。
(A)55.5,52 (B)47.5,52 (C)189,171 (D)43.5,50答案（B ）3.测井解释中一般取砂岩、岩盐的骨架时差分别为（）μs/ft和（）μs/ft。
(A)189,220 (B)47.5,67 (C)189,164 (D)55.5,67答案（D ）4.测井解释中一般取白云岩的骨架时差为（）us/m。
(A)189 (B)43.5 (C)143 (D)47.5答案（C ）5.利用自然电位曲线计算泥质相对含量的表达式正确的是（）。
(A)Vsh=SPmax-SPmin (B)Vsh=SP-SPmin(C)Vsh=SPmax-SP (D)Vsh=（SP-SPmin）/（SPmax-SPmin ）答案（D ）6.利用自然电位计算泥质含量的前提条件是（）。
(A)Rw＞Rmf (B)Rw＜Rmf (C)Rw ＝Rmf (D) Rw ≠Rmf答案（D ）7.声波测井主要分为（）两大类。
（A）声速测井和声波时差测井（B）声波幅度测井和声波频率测井（C）声速测井和声幅测井（D）声速测井和声波频率测井答案（C）8.既能测量声波波速，又能测量声幅的测井项目是( )。
（A）变密度测井（B）噪声测井（C）全波列声波测井（D）补偿声波测井答案(C)9.声波在两种介质的界面会发生反射和折射，如果声波传播方向和界面之间的夹角合适，进入界面后的（）将会沿界面传播，这就是滑行波。
A．反射波（B）纵波（C）横波（D）折射波答案（D）10.磁性定位测井曲线应连续记录，（）信号峰显示清楚，且不应出现畸形峰。
（A）套管（B）油管（C）节箍（D）筛管答案（C）11.磁性定位测井曲线的干扰信号幅度小于节箍信号幅度的（）。
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
2021 年第 6 期
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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
2
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。
尾管固井有效压稳的简便计算方法探讨
尾管固井有效压稳的简便计算方法探讨摘要：随着国内油田开发的进一步深入，对老井进行挖潜改造，提升石油采收率，侧钻井工艺得到了大范围的应用，同时探明下部深地层油气藏的探井进一步增多。
在低油价的常态环境下，降本、挖潜、增效成为了石油行业的必然选择，尾管固井工艺具有节省套管、水泥，降低钻井成本的优势，尾管固井工艺得到了大量的采用。
固井防气窜、压稳是前提。
另外，高压气层易向“失重”状态中的水泥浆中窜流，造成窜槽，影响封固质量[1]。
提高尾管固井质量已成为固井界亟待解决的复杂性理论课题，本文借鉴达西公式在均匀流沿程损失的应用，并根据现场实际工况，推导出一种适用于尾管固井循环加回压的简便公式。
现场几口井的应用实例表明：在尾管固井施工中，采用循环加回压压稳的技术措施，是一种简单、有效且易于现场操作的技术措施，几口井均取得了良好应用效果，在同类型尾管固井施工中具有一定的借鉴作用。
关键词：尾管固井；防气窜；压稳；简便公式；循环加回压1前言尾管固井工艺常应用于深井、超深井及侧钻井。
在钻遇高压气层的井中，经常同时存在低压易漏失层或裂缝性层位的井，固井风险非常大[2]。
水泥浆候凝过程中，尾浆失重将导致环空静液柱压力减小，当静液柱压力小于地层孔隙压力时，则无法有效压稳油气层。
在尾管固井中，现场常用的压稳技术措施包括环空憋压和循环加回压，受尾管固井施工工艺限制，需进行拔出中心管、循环洗井作业，如果尾浆静胶凝强度达到48Pa时的时间小于循环出多余水泥浆所需时间，则无法满足压稳要求；二是关井憋压可能导致更严重的漏失，且不能有效观察环空液面，存在较大的井控风险。
2均匀流沿程损失的计算及探讨采用循环加回压的方式，是指在在尾管固井施工替浆结束后，拔出中心管后，利用循环产生的井底回压达到压稳的目的，在实际操作中，仅需要10min左右就可以起到效果，是一种简单、有效的压稳措施。
钻井液在钻具内向下流动和环空向上流动时，可以看做均匀流，达西公式为均匀流沿程水头损失的普遍计算公式，且对层流、紊流均适用，达西公式的形式为：（1）式中：为管长；为管径；称为几何因子（常称为管道的长径比）；为管内平均速度；是阻力损失；为沿程摩阻系数（达西摩阻因子）；量纲为1，并不是一个确定的，一般由实验决定。
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。
固井基础知识
决定于设计的准确性和准备工作的好坏,受多种因素的综合影响；
影响后续工程的进行； 是一项花钱多的工程；
固井工程是准备时间长（1～2周）、施工时间短（1～2小时）、费
用高（占钻井成本的15% ～ 30%）、工序多、工作量大和技术性强 的工程。
一、固井概论
占 勘 探 开 发 投 资 比 例
高投资
居中（达到环空充填材料几何特征与强度均匀）
替净（实现流体置换完全与界面耦合紧密要求）
压稳（制止地下流体沿水泥基体周界运移窜通）
稳定（特定开采环境下产层枯竭前长期耐久性）
一、固井概论
保证固井质量的重要意义
完井工程和井底完成结构是实现开发效果的基本保证，固井工程是关 键环节； 水泥环层间封隔是后期作业、开采的保证；
除此之外还发生其他二次反应，生成物中有大量的硅酸盐水化产 物及氢氧化钙等。
一、固井概论
（2）水泥凝结与硬化
水泥的硬化分为三个阶段： 溶胶期：水泥与水混合成胶体液，开始发生水化反应，水化产 物的浓度开始增加，达到饱和状态时部分水化物以胶态或微晶 体析出，形成胶溶体系。此时水泥浆仍有流动性。 凝结期：水化反应由水泥颗粒表面向内部深入，溶胶粒子及微 晶体大量增加，晶体开始互相连接，逐渐絮凝成凝胶体系。水 泥浆变稠，直到失去流动性。 硬化期：水化物形成晶体状态，互相紧密连接成一个整体，强 度增加，硬化成为水泥石。
（l）对固井质量的基本要求
– 水泥浆返高和水泥塞高度必须符合设计要求； – 注水泥井段环空内的钻井液顶替干净； – 水泥石与套管及井壁岩石胶结良好； – 水泥凝固后管外不冒油、气、水，不互窜； – 水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。
（2）在固井中常出现的固井质量问题
油气井注水泥理论与应用
第一章总论影响注水泥顶替效率的主要影响因素：套管居中、紊流顶替、合理的隔离液与冲洗液的性能及用量、紊流接触时间、活动套管、水泥浆与钻井液流变性能的合理匹配、增加水泥浆与钻井液的密度差、降低钻井液的触变性及滤失性能等。
通常下需要控制紊流触变时间不小于8-10min。
油、气、水窜的主要因素：水泥浆凝结过程中浆柱压力的降低；水泥浆失重：由于水泥浆胶凝、体积收缩及桥堵引起。
钻井液和水泥浆流变模型：更符合带静切力的三参数幂律模型，包括赫谢尔—巴尔克莱（H-B）流变模型和罗伯逊-斯蒂夫（R-S）流变模型。
水泥浆滤失性：水泥浆的失水量比钻井液的滤失量大数十倍，一般可达到500-2000ml/30min(7MPa)，但对于储层油层和气层固井时水泥浆失水量分别控制在200ml/300min(7MPa)和50-100ml/300min(7MPa)。
通常下水泥浆滤液污染深度一般不超过5cm，渗透率下降率在10%左右。
微硅的化学组成为: SiO2 92.46%; Al2O30.29%; Fe2O3 0.88%; CaO 1.78%; MgO 0.3%; P2O5 1.77%。
第二章油井水泥硅酸盐水泥（波兰特水泥）主要成分：氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、三氧化铝（Al2O3）和三氧化二铁（Fe2O3）水灰比对水化速度影响：通常下水灰比均限制在0.4-0.7范围，在允许的条件下尽可能降低水灰比。
常用的G级水泥试验时的水灰比为0.44.在高于350℃的热采井、地热井中，采用加硅粉的技术已不适用，而需应用高铝水泥代替。
水化反应的主要阶段为：调凝期、凝固期、硬化期。
矿渣G级水泥混合物（硅酸盐水泥和高炉矿渣混合物）第三章油井水泥浆与水泥石性能密度：水泥浆密度须满足注水泥全过程浆柱压力与地层压力的平衡关系，即水泥浆柱所产生的静液柱压力和流动阻力须大于或等于地层流体压力，同时小于地层破裂压力或漏失压力。
在设计水泥浆密度时，要求水泥浆密度略大于钻井液密度。
7.5水泥浆性能及与固井的关系
水泥浆性能与固井的关系
5.水泥浆稠化时间
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定义：在井下温度压力条件下，从给水泥浆加温加压时起
– 当干水泥中所混合的外加剂加量较大、尤其是为了调节水泥浆密度掺了加重剂或减轻 剂（又称为外掺料）时，上式中干水泥密度ρc取水泥和这些外加剂及/或外掺料混合后 的固相混合物平均密度。这时，m为水固比。
水泥浆性能与固井的关系
2.水泥浆稳定性
水泥浆的稳定性测试包括自由水含量测试和沉降稳定性测试，目前现场 常测试的是自由水含量。
水泥浆有析水实际上就有沉降稳定性问题，但水泥浆无析水不一定沉降稳 定性就好。
危害：
水泥浆析水量过大和沉降稳定性不好，将导致水泥浆密度分布不均，所形 成的水泥石强度不一致，影响对地层的封隔。
如果在井下，由于析水而形成纵向水槽，将影响环空的封隔 在定向井、水平井中，如果不控制析水，容易在环空的上侧形成连续水槽，
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在现场常测定的是前六项性能。
水泥浆性能与固井的关系
1.水泥浆密度
作用：
满足平衡压力要求 保证获得最好的水泥浆性能
基本要求：注水泥期间既不井漏又不井喷 测量：用泥浆密度计（国外还有加压密度计） 影响因素：水灰比；外掺料（指密度调节剂）用量
水泥浆性能与固井的关系
1.水泥浆密度
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影响因素：水灰比、温度与压力、外加剂
水泥浆性能与固井的关系
长封固段低密度水泥浆固井技术
长封固段低密度水泥浆固井技术发布时间：2021-05-07T15:51:46.190Z 来源：《工程管理前沿》2021年7卷第3期作者：杜明宇[导读] 现阶段，我国社会经济和科学技术不断进步和发展杜明宇大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，163413摘要：现阶段，我国社会经济和科学技术不断进步和发展，各个行业在生产经营管理过程中对石油资源的需求量日益增加，造成资源紧张的现状。
人们对油气田不断加大开发力度，逐渐向复杂油气藏进行深度开发，增加了深井、超深井在油气田开发的占比。
本文主要对长封固段低密度水泥浆固井技术进行分析，提升固井施工的实际需求。
关键词：长封固段；低密度；水泥浆；固井技术我国深井、超深井长封固段的固井施工工作的开展面临一系列的问题，存在抗高温、超缓凝等相关技术问题。
低密度水泥浆固井技术能够很好的解决超缓凝问题，更好的简化井身的结构，同时最大限度的降低固井施工成本，保证取得更加理想的固井效果。
1固井技术难点分析长封固段固井通常情况下其上下具有较大的温差，对水泥浆体系的实际性能具有较高的要求，水泥石早期强度发展较慢，经常容易出现超缓凝现象，同时具有较长封固段的情况下，具有较大的环空液注压力，水泥浆的流动摩阻和钻井液相比要高，进一步增加了地层出现漏失的风险。
另外，部分油气比较活跃的情况下，长封固段固井水泥浆就会产生严重的“失重”效应，容易导致地层不同压力系统各个层间的流体出现窜流的现象。
当油气井具有较大井径，并且不规则的情况下，在局部容易出现糖葫芦井眼，水泥浆出现“舌进”现象，对顶替效率产生一定的影响，进而对固井施工质量和效率增加了较大的难度。
固井施工过程中水泥浆量大，施工工期较长，同时存在较大的安全风险、压力大，对仪器设备使用性能具有更高的要求。
2低密度水泥浆体系设计难点分析复杂油气藏开采过程中包含复杂地层，面临高温、高压、易气窜、长封固段、上下温差大等相关难题，提升长封固段固井质量是当前研究的重要难题。