固井培训课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013-12-15,.,#,固井工艺技术知识,2012,年第七期,1,.,固井工艺技术知识2012年第七期1.,目 录,一、固井工艺技术,二、常规固井施工流程,三、常规注水泥工序,四、前置液设计及用量,五、常规固井施工计算,2,.,目 录一、固井工艺技术2.,一次把水泥浆从,套管内,注入,并从,环形空间,返出,的注水泥作业。目前大多数固井施工都采用一次注水泥技术。,管串结构,引鞋,+,旋流套管,+,回压阀,+,套管串,+,联顶节,一、,固井工艺技术,1,、一次,注水泥技术,3,.,一次把水泥浆从套管内注入并从环形空间,它是利用一种可以,打开,可以,关闭,的,特殊接箍,把,一次,注水泥施工分成,二次或三次,完成的注水泥技术 。,。,压差式,机械式,一、,固井工艺技术,2,、分级,注水泥技术,4,.,它是利用一种可以打开可以关闭的特殊接箍把一次,分级箍,浮箍,引鞋,旋流短节,分级箍在直井中的应用,分级箍,浮箍,引鞋,旋流短节,一级固井,二级固井,5,.,分级箍浮箍引鞋旋流短节分级箍在直井中的应用分级箍浮箍引鞋旋流,盲引鞋,分级箍,旋流短节,水泥伞,浮箍,（1）管串结构,6,.,盲引鞋分级箍旋流短节水泥伞浮箍（1）管串结构6.,盲引鞋,（2）一级注水泥封隔漏层,分级箍,旋流短节,水泥伞,浮箍,7,.,盲引鞋（2）一级注水泥封隔漏层分级箍旋流短节水泥伞浮箍7.,盲引鞋,（3）二级注水泥碰压,分级箍,旋流短节,水泥伞,浮箍,8,.,盲引鞋（3）二级注水泥碰压分级箍旋流短节水泥伞浮箍8.,为保护裸露的纯油层或开采裂缝性、孔隙性、古潜山、低压漏失油层，在目的层采用,筛管,完井。上部用水泥封固。完井管串采用特殊的工具附件，保证注水泥成功，实现对油层的有效开采。,其,管串结构,：引鞋,+,筛管串（或中间加光管）,+,盲板,+,管外封隔器,+,分级箍,+,套管串,+,联顶节。多用于,水平井,完井。,一、,固井工艺技术,3,、筛管顶部,注水泥技术,9,.,为保护裸露的纯油层或开采裂缝性、孔隙性、古潜,分级箍,封隔器,引鞋,裸眼直井内筛管顶部注水泥技术,盲板,筛管,10,.,分级箍封隔器引鞋裸眼直井内筛管顶部注水泥技术盲板筛管10.,钢质引鞋,水平井筛管顶部注水泥,分级箍,管外封隔器,盲板,筛管串,11,.,钢质引鞋水平井筛管顶部注水泥分级箍管外封隔器盲板筛管串11.,用,钻杆,通过,尾管悬挂器,把,套管串,悬挂在,技术套管或上层套管,上，然后进行,注水泥施工,。,是一项,风险高、技术复杂、施工难度大、质量要求高,的固井作业。,由于可以,节约,大量的套管和水泥等材料，具有巨大的,经济效益,。,一、,固井工艺技术,4,、尾管,注水泥技术,12,.,用钻杆通过尾管悬挂器把套管串悬挂在技术套管或上层套管上，然后,悬挂器可分为,三类,：机械式、液压式、液压机械双作用式。,机械式悬挂器,：主要用于直井、浅井、不易遇卡的井。通过,上提,和,下放,管柱实现座挂。,液压式悬挂器,：通过控制井口,泵压,实现座挂。适用范围更广。,液压机械双作用,尾管悬挂器，具有两种座挂方式。,一、,固井工艺技术,13,.,悬挂器可分为三类：机械式、液压式、液压机械双作用式。一、,DYX-A,型悬挂器,一、,固井工艺技术,良好的尾管悬挂器应具备以下性能：,下得去、挂得住、倒得开、提得出,14,.,DYX-A型悬挂器一、 固井工艺技术良好的尾管悬挂器应具备以,把,管外封隔器,连接到套管串中，采用,液压,胀开封隔器的橡胶部分，达到,封隔,完井的目的。目前应用到,漏失井、高压井、多套压力层系完井、选择性固井、水泥膨胀封隔完井和其他完井工艺,中。,例如：对于高压井、漏失井，管外封隔器加在,目的层上部,；对于两套压力层系的井，管外封隔器加在,两套压力层系中间,。,一、,固井工艺技术,5,、管外封隔器,工艺技术,15,.,把管外封隔器连接到套管串中，采用液压胀开封隔,管外封隔器加在,低压井,的油层,上部,，可以减小液柱对油层的压力，防止对油层的污染。,封隔器,引鞋,封隔器在低压井固井中的应用,低压油层,16,.,管外封隔器加在低压井的油层上部，可以减小液柱对油层的压力，,封隔器,引鞋,高压油层,封隔器在高压井固井中的应用,管外封隔器在,高压油气层,的,上部,可以,封隔,高压油气层，防止高压油,气串扰,形成的油气水的互窜以提高固井质量。,17,.,封隔器引鞋高压油层封隔器在高压井固井中的应用管外封隔器在高压,管外封隔器可以用,水泥膨胀,，封隔油气水层，不用水泥固井，避免了对油气层的污染,封隔器,封隔器,油气层,18,.,管外封隔器可以用水泥膨胀，封隔油气水层，不用,稠油热采,350400,的热蒸汽，,热应力,会引起套管的破坏，在,注水泥之前,给套管施加一定的,拉伸预应力,，该预应力在水泥浆凝固以后依然存在，从而可以,避免或减少,对套管的破坏。,地锚分类：,打捞式,和,卡壁式,。,卡壁式地锚,：,机械式,套管地锚、,液压活塞式,地锚。,一、,固井工艺技术,6,、热采井地锚,工艺技术,19,.,稠油热采350400的热蒸汽，热应力会引,井深,较浅,而且是,大直径套管,时，尤其在,无大尺寸胶塞,的情况下，为,防止,注水泥及顶替过程中在套管内发生水泥浆,窜槽,，常用,油管或钻杆,内管进行注水泥。,套管底部连接一个,内管注水泥装置,，用底部连接插头的钻杆，插入内管注水泥装置的,插座,，水泥浆经钻杆进入环形空间完成注水泥作业。,其优点：,提高顶替效率；防止混浆，提高质量；节约水泥，降低成本；缩短施工时间。,注意：,要进行,套管浮力计算,，采取措施，防止注完水泥浆后,套管上浮,。,一、,固井工艺技术,7,、内管,注水泥工艺技术,20,.,井深较浅而且是大直径套管时，尤其在无大尺寸胶,通过下在,套管之间,或,套管与井壁,之间的,小钻杆或油管,注水泥。,常用于,导管,或,表层,套管使水泥返到地面的一种方法。,一、,固井工艺技术,8,、管外,注水泥工艺技术,21,.,通过下在套管之间或套管与井壁之间的小钻杆或油,把水泥浆从,环形空间,注入,，被顶替的泥浆从,套管,内返出,。对浮鞋、压差式自动灌浆设备以及井口装置等都要加以改变。,主要用于,地层严重漏失井,。必须严格控制,替入量,，防止替空。,一、,固井工艺技术,9,、反循环,注水泥工艺技术,22,.,把水泥浆从环形空间注入，被顶替的泥浆从套管内,在下套管前先把,缓凝水泥浆,替入井中，再,下套管,到井底。,优点,：形成的水泥环比较均匀。,缺点,：水泥浆候凝时间长。,一、,固井工艺技术,10,、延迟凝固,注水泥技术,23,.,在下套管前先把缓凝水泥浆替入井中，再下套管到,二、常规,固井施工流程,摆放施工车辆,安装固井井口,连接管线,试运转设备,洗管线、试压,注水泥浆施工,收工具管线,洗车、检查设备,固井小结归队,24,.,二、常规固井施工流程摆放施工车辆安装固井井口连接管线试运转设,注前置液,注水泥浆,压胶塞,顶替水泥浆,碰压,候凝,三、常规注水泥工序,25,.,注前置液注水泥浆压胶塞顶替水泥浆碰压候凝三、常规注水泥工序2,四、前置液设计及用量,按照,提高顶替效率,要求，,前置液的密度,应,大于,钻井液的密度,，一般,冲洗液,通常为在,水中加入表面活性剂,或用钻井液直接稀释配制而成，故一般密度较低，在,1.0,1.03g/cm,3,左右，对,隔离液,的密度则要求应,大于钻井液,密度,0.06,0.12g/cm,3,，,小于水泥浆密度,0.12,0.06g/cm,3,。,当完成容量计算后，在,井眼环空,组成的,钻井液、前置液，水泥浆,中，在已设计选定的,排量条件,下，进行,流动计算,和,压力平衡设计,。,26,.,四、前置液设计及用量按照提高顶替效率要求，前置液的密度应大于,四、前置液设计及用量,前置液用量,是在保证其所用前置液能充分发挥其作用的前提下确定的，一般正常情况,冲洗液,满足,10min,接触时间，其计算公式为：,q,1,=10,Q,c,式中,q,1,冲洗液用量，,m,3,；,Q,c,临界排量，,m,3,/min,；,q,1,值最大限量以,不超过,环空高度,250m,为准。,1,、常规前置液用量计算,同时使用,冲洗液与隔离液,，计算公式为：,q,2,=10,Q,c,式中,q,2,冲洗液与隔离液总量，,m,3,，两种液体容积比按,2:1,配置。,q,2,总量控制按,不超过,环空高度,300m,为准。,27,.,四、前置液设计及用量前置液用量是在保证其所用前置液能充分发挥,四、前置液设计及用量,粘性隔离液：,主要控制允许的环空高度，一般取,150,200m,。,q,3,=(150,200m),V,e,式中,q,3,粘性隔离液用量，,m,3,；,V,e,井眼的平均环空容积，,m,3,/m,。,2,、特殊前置液用量计算,a,尾管注水泥,，由于一般,环空容积较小,时，计算量大于环空长度,250m,容积后，其最小用量应,不少于,1.6m,3,。当,环空容量大,时，最小环高,不应少于,100m,为准。,b,井深对使用量影响。,经验要求当井深,超过,3000m,后，,每增加,300m,深度，应在设计总量中,附加,0.2,0.3m,3,。,28,.,四、前置液设计及用量粘性隔离液：2、特殊前置液用量计算a尾,五、常规,固井施工计算,水泥浆用量的计算公式：,V=V,1,+V,2,式中,V,注入水泥浆的总体积，,m,3,；,V,1,管外,水泥浆体积，,m,3,；,V,2,管内,水泥浆体积，,m,3,；,1,、水泥浆用量的计算,套管外,水泥浆的总体积,V,1,，,V,1,=7.85,kH,(,D,2,-,d,2,)10,-5,V,1,管外水泥浆体积，,m,3,；,D,裸眼段平均井径，,cm,；,d,套管外径，,cm,；,H,环空裸眼水泥段长度，,m,；,k,水泥浆体积附加系数。,套管内,水泥浆的总体积,V,2,，,V,2,=7.85,d,2,h,10,-5,V,2,套管内水泥浆体积,m,3,；,d,套管外径，,cm,；,h,水泥塞长度，,m,。,29,.,五、常规固井施工计算水泥浆用量的计算公式：V=V1+V21、,五、常规,固井施工计算,注完水泥,压胶塞,替钻井液,。胶塞在钻井液的推动下移至,回压阀,位置，顶替结束。因此，回压阀以上套管内为钻井液所充填，,套管的内容积就是所要顶替的钻井液量,。由于套管的,外径相同,，各段套管的,壁厚不同,，套管的内径也就不同。计算顶替量就需要,分段计算,，然后,加起来,。,2,、替浆量的计算,顶替量的计算公式为：,V,d,=,K,s,(,L,1,d,1,2,+,L,2,d,2,2,+,L,n,d,n,2,)/4,式中,V,d,顶替钻井液量，,m,3,；,L,1,L,2,L,n,回压阀以上各段不同壁厚套管的长度，,m,；,d,1,d,2,d,n,回压阀以上各段不同壁厚套管的内径，,m,；,K,s,钻井液压缩系数，取,1.03,。,30,.,五、常规固井施工计算注完水泥压胶塞替钻井液。胶塞在钻井液,五、常规,固井施工计算,注水泥过程中，通常由于,水泥浆密度大,，因此，随着水泥浆的注入，一般情况下,泵压,的变化是,由大到小,，泵压最小可出现负压。,顶替,钻井液时,由小到大,。顶替结束前的瞬间，泵压达到最高值。最高泵压是由,管内外液柱的压差,和水泥浆及钻井液在套管内外流动时的,阻力,所构成。,3,、最高泵压的计算,公式,p,=,p,1,+,p,2,式中,p,最高泵压，,MPa,；,p,1,克服管内外液柱压差所需的泵压，,MPa,；,p,2,克服流动阻力所需的泵压，,MPa,。,31,.,五、常规固井施工计算注水泥过程中，通常由于水泥浆密度大，因此,五、常规,固井施工计算,当井深,小于,1000,米,时，见公式：,p,=9.81,(,H-h,)(,水泥浆,-,n,)+(0.1,L,+80),10,-3,当井深,大于,1000,米,时，见公式：,p,=9.81,(,H-h,)(,水泥浆,-,n,)+(0.1,L,+160),10,-3,4,、最高泵压的计算,p,1,=9.81(,H,-,h,)(,水泥浆,-,n,)10,-3,H,管外水泥浆封固长度，,m,；,h,水泥塞高度，,m,；,水泥浆,水泥浆平均密度，,g/cm,3,；,n,顶替用钻井液密度，,g/cm,3,当井深,小于,1000,米,时公式：,p,2,=9.81(0.01,L,+8)10,-2,当井深,大于,1000,米,时公式：,p,2,=9.81(0.01,L,+16)10,-2,式中，,L,套管下入深度，,m,。,32,.,五、常规固井施工计算当井深小于1000米时，见公式：4、最高,五、常规,固井施工计算,包括水泥车配注全部水泥浆的时间、倒阀门、开挡销、顶胶塞的时间及替顶替液的时间。为了保证注水泥施工顺利进行，注水泥的总时间必须,小于或等于,水泥浆,初凝时间,的,75%,。,注水泥施工的总时间为：,T,=,T,1,+,T,2,+,T,3,T,1,注水泥浆,的时间，,min,；,T,2,倒阀门、开挡销、顶胶塞,时间；一般，,T,2,为,1,3min,；,T,3,替顶替液,时间，,min,。,5,、注水泥施工时间的计算,T,1,=,G,/(,m,n,),G,注干水泥量，,t,；,n,注水泥车台数，台；,m,每台水泥车每分钟注干水泥量，,t/min,；,T3=Vd/Q,排,V,d,顶替液量，,m,3,；,Q,排,替顶替液的泵排量，,m,3,/min,。,33,.,五、常规固井施工计算包括水泥车配注全部水泥浆的时间、倒阀门、,思考题,1,、,了解,常用固井工艺技术知识？,2,、,掌握,常规固井施工流程？,3,、,某井二开后用,311mm,钻头钻进至,2405m,中完,泥浆密度,1.53g/cm,3,粘度,85s,，,244.5mm,技术套管下深,2402m,，阻流环位置,2377,米,(,管内水泥塞高度,25m),，技术套管管串为,2402,2200,米,P,110,11.99mm,200m,，,2200,200,米,P110,11.05mm,2000m,，,200,0,米,N80,11.99mm,200m,，电测裸眼段平均井径,340mm,，水泥浆量按理论环空容积附加,20%,，采用常规一次注水泥方案，水泥返至地面。采用,API G,级水泥，水泥浆密度,1.89 g/cm,3,水灰比,44%,，造浆量,0.76,方,/,吨，使用钻井液顶替压缩系数取,1.03,，前置液用清水,(,要求占套管和井眼环空高度,250,米,),，请完成该井固井施工的冲洗液用量，水泥浆量，水泥量，配浆水，替浆量和替浆最高泵压。,34,.,思考题1、了解常用固井工艺技术知识？34.,谢谢,!,35,.,谢谢 !35.,