《完井固井技术》ppt课件

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1、完井固井技术本章主要介绍固井套管的设计、套管选择、套管附件、固井方式、固井工程的主要工序、固井技术、特殊地层固井等。第一节概述一、前言固井是将套管下入到井内预定深度，再在套管和井壁之间注入水泥浆封固。由于油气井浅则数百米，深则数千米，乃至万米，套管和水泥浆要经受高温高压的恶劣环境，还要承受地下油气水及其它介质的腐蚀窜扰，以及采油作业中酸化、压裂等增产措施的种种考验，因此，固井对材质、设备和工艺有着特殊的要求，可以说固井是一门复杂的涉及面很广的综合技术，固井质量的好坏关系到油田的开发和建设，是油田长期稳产的基础工程。二、套管层次根据不同的目的，固井套管层次可分为：表层套管

2、技术套管（也叫中间套管，可以是多层）油层套管表层套管技术套管（可以是多层）油层套管1、表层套管固井由于地表土非常松软，极易坍塌和漏失，于是在钻井时往往下数十米到几百米的表层套管进行封固。表层套管还用于封固地表水层，防止地表水在钻井中受到污染。如果深部地层有高压油气层，可在表层套管上安装防喷器，以便安全地打开高压层。表层套管底脚应封固在致密坚硬的岩石上，套管外的水泥浆通常返到地面。2、中间套管固井在钻进中，如果遇到高压层、疏松易塌的砾石层，当采用调节钻井液密度等措施仍然无法克服时，往往是在这些地层强行钻过后，立即下套管封固，以保证继续钻进，这层套管叫中间套管，也叫技术套管

3、。在钻井过程中，如果钻进上部地层和下部地层需要采用密度不同的钻井液时也要下技术套管。如上部为高压层，下部为易漏层，则当上部用高密度钻井液钻过后，即下中间套管封固，再用低密度钻井液打开下部地层。3、油层套管固井一口井钻达油气目的层后，下油层套管固井，为今后采油气建立了一个牢靠的通道，并在其上安装采油装置。同时，一口油井往往有许多油气层，各油气层的性质是不同的，为防止各油气层相互串通，实现分层开采，分层注水，分层管理和分层改造，也必须下油层套管固井，用水泥将各油气层封固和隔离开来。表层套管尺寸最大，油层套管尺寸最小，各套管层次之间应有足够的间隙，以保证套管能顺利下入和有足够

4、厚度的水泥环。井身结构的设计主要是确定各层次套管尺寸、下入深度和水泥封固高度，以及所需钻头尺寸。另外，井身结构的制订应尽量系列化，以利于钻头、套管、井口装置的生产和供应。目前，我国各油田井身结构大多采用13×9×7×5系列，即表层套管133/8"，中间套管95/8"或7"，油层套管为51/2"或5"。三、固井工程的主要工序1、固井设计2、井眼准备3、设备调试就位4、套管准备及下套管作业5、注水泥固井施工6、固井质量评价测井注水泥流程及附件装置第二节套管柱设计方法及套管选择套管设计包括表层套管、技术套管和生产套管完井最关注的是生产套管的设计。生产套管也称为油层套管，生产套

5、管设计时应根据选定的完井方式，依据井别、油气层压力和温度、地下水性质、PH值、矿化度以及套管的腐蚀程度、天然气组分和含腐蚀气体的情况等因素，选择套管的钢级、强度、壁厚、螺纹类型、螺纹密封脂以及上扣扭矩等。若采用衬管完成，应设计悬挂深度及方式。对于注蒸汽井，应考虑套管受热时的变化。对于定向井、水平井，同样应考虑套管的弯曲、受力变化和密封稳定问题。一、套管类型1、标准尺寸系列美国石油学会（API）已提出了套管尺寸系列标准，并为国际石油工业界所接受。各厂家生产的套管系列，主要根据API标准。非API标准套管由使用者向厂家提出特殊定货标准尺寸系列包括：（1）套管外径（2）壁厚（

6、3）尺寸配合（1）套管外径套管外径从114.3mm(41/2in)到508mm(20in)共14个尺寸系列。对于生产套管，常用的套管外径为127.0mm(5in)139.7mm(51/2in)177.8mm(7in)193.7mm(75/8in)244.5mm(95/8in)等5个尺寸系列有少数使用168.3mm(65/8in)的情况（2）壁厚对于同一套管外径，API标准规定了若干壁厚尺寸，组成不同的强度等级供选用。以139.7mm(51/2in)套管为例，API标准规定了5个壁厚系列：6.20mm6.98mm7.72mm9.17mm10.54mm同时也可以单位长度的质

7、量来表示套管的壁厚（3）尺寸配合尺寸配合体现在两个方面，一是套管与井眼的尺寸配合，二是上下级套管的尺寸配合。套管与井眼之间应有合适的间隙。间隙过大会导致太大的井眼尺寸，增加钻井成本；间隙过小又会导致下套管及注水泥困难，引起管外窜槽。目前国内外所生产的套管及钻头尺寸配合基本确定或在较小范围内变化。下图给出了套管和井眼尺寸配合选择表。套管和井眼尺寸选择表使用该表时，先确定套管（或尾管）尺寸，即可根据表中箭头（实线为常用配合，虚线为不常用间隙配合），查得该尺寸入井时所要求的井眼尺寸，以及通过该尺寸套管允许下入的钻头尺寸（下段井眼尺寸）。目前国内