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Schlumberger Private Schlumberger Private Tongzhou IPM Service Private 固井技术介绍Introduction to Cementing TechnologyLiu ChaoAugust 10st ,2014 主要内容 ? 概述 ? 基本的固井技术 ? 油井水泥(水泥特性及其外加剂) ? 提高注水泥顶替效率的措施 ? 固井质量检测 概述 1、固井工程的概念 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，称为固井工程。 向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业称之为固井。包括下套管和注水泥。 概述 2、固井的目的 封隔疏松、易塌、易漏等复杂地层；封隔油气、水层，防止相互串通；形成油气通道；安装井口装置，控制油气流。以利于安全钻进和保证油井的长期生产。 3、井身结构 每口井都要根据钻探目的和地质情况制定合理的井身结构。它包括下入井内的套管层次、各层套管的尺寸和下入深度 概述 基本的固井技术 1、一次注水泥技术 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：浮鞋+套管+浮箍+套管串+ 联顶节 基本的固井技术 2、尾管注水泥技术 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。 基本的固井技术 3、双级注水泥 在井内套管柱某一设定位置安装一个分级接箍，固井时，通过特殊工艺对分级接箍上、下部井段套管外环状空间分别进行固井。 分为常规双级固井和连续双级固井两类。常用于深井井下地层不能承受长井段水泥柱所造成的过大静压力的情况，以防止压漏地层，造成漏失。 另外，两个目的层之间有井段不需要封固时，也可以采用双级固井。有时，水泥量太多时，亦用双级固井。 油井水泥 适应不同井深的需要和防止地层流体中硫酸盐对水泥石的腐蚀，有多种级别和类型的油井水泥可供选用。美国石油学会（API）规定了8中级别的油井水泥，我国也参照API标准制定了油井水泥的标准。 油井水泥 API油井水泥使用范围 级别 类型 备注 普通型 中抗硫酸盐型 高中抗硫酸盐型 A √ － － 普通水泥 B － √ √ 抗硫水泥 C √ √ √ 具有高早期强度 D － √ √ 适于中温条件 E － √ √ 适于高温条件 F － √ √ 适于超高温条件 G － √ √ 基本油井水泥 H － √ √ 基本油井水泥 油井水泥的物理性能 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性能 基本要求：注水泥期间既不井漏又不井喷 影响因素：水灰比；外掺料（指密度调节剂）用量 2、水泥浆的稠化时间 定义：在井下温度压力条件下，从给水泥浆加温加热时起至水泥浆稠度达100Bc所经历的时间称为水泥浆的稠化时间。 作用：保证施工安全 要求：整个注水泥施工作业能够在稠化时间以内完成。并包含一定的安全系数。一般：施工时间+1小时稠化时间。 影响因素：水灰比；温度与压力；外加剂 油井水泥的物理性能 3、水泥浆失水 概念：水泥浆中自由水通过井壁向地层渗入的现象 作用：保证水泥浆的稳定性；保证施工安全、防止桥堵；有利于 防气窜。 危害：①水泥浆大量失水将造成水泥浆急剧变稠，大大影响其流动性，从而不利于水泥浆对钻井液的顶替。②水泥浆大量失水进入油气层也将对油气层产生损害。 影响因素：水灰比；压差；地层的渗透性；外加剂；泥浆和泥饼 4、水泥浆流变性 概念：水泥浆在外加剪切应力作用下流动变形的特性 作用：防止井压漏，保证施工安全；实现紊流或塞流顶替，提高顶替效率 影响因素：水灰比；温度与压力；外加剂 油井水泥的物理性能 5、水泥浆稳定性 ①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。 ②在静止过程中，水泥浆中的自由水自水泥浆中析出而形成连续水相的现象称为析水。 ③沉降稳定性指的是在静止状态下，由于颗粒沉降而导致水泥浆上下密度不一致的现象。 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。 要求：原则上析水越小越好、沉降稳定性中水泥浆上下密度的差别越小越好。