第9章固井、完井与试油上.pptVIP

各层套管的作用 井身结构设计原则（安全、优质、快速钻进，降低钻井成本）： 尾管射孔完井方法 * * * * 第9章 固井、完井与试油 主要内容 固井 射孔方案设计 试油 完井方式 第一节 固井 固井定义： 在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。 主要包括：下套管和注水泥两个过程。 第一节 固井 一、固井的目的 1、安装井口装置，以控制钻进过程中遇到的高压油气水层； 2、巩固疏松井段，隔离复杂地层（如盐膏层、水敏性泥页岩）； 3、封隔地下油气水层，防止上下串通； 4、封隔暂不开采的油气层； 5、钻井或作业中出现井喷时，不会因压井而压裂上部地层； 6、为油气生产建立长期稳定的通道。 1 套管 2 水泥环 3 气层 4 油层 5 水层 二、井身结构 定义： 一口井中下入套管的层次、下入深度、井眼尺寸与套管尺寸的配合，以及各层套管外水泥返高等。 水泥返高：指固井时套管与井壁之间水泥环上升的高度，常指水泥环上端到井口方补心的距离。 oil zone 井身结构(Casing Program) 技术套管 表层套管 油层套管 17 1/2” －13 3/8” 12 1/4” － 9 5/8” 8 1/2” － 7 ” 高危气井 针对气藏： 富含H2S（如罗家寨气田、普光气田等） 高温高压和富含CO2的气藏（如南海莺琼盆地等） 深层超压气藏（如塔里木克拉2气田） 高压凝析气藏（如塔里木牙哈气田） 在建井及生产作业中： 难度最大 风险最高 花费昂贵 寿命较短 30 20 16 10-3/4 13-3/8 9-5/8 2.16 2.18 2.3 泥线90m 某高温高压气井井身结构 1)导管： 井眼直径(mm):660.4 所钻深度(m):20 套管外径(mm):508 套管下深(m):20 水泥返高(m):地面 2)一开： 井眼直径(mm):444.5 所钻深度(m):502 套管外径(mm):339.7 套管下深(m):500 水泥返高(m):地面 3)二开： 井眼直径(mm):314.1 所钻深度(m):4152 套管外径(mm):273.1 套管下深(m):4150 水泥返高(m):地面 4)三开： 井眼直径(mm):241.3 所钻深度(m):6222.99 套管外径(mm):177.8 套管下深(m):6220 水泥返高(m):地面 普光气田P4-2开发井的井身结构 （预算1.2亿RMB，油层套管底部500m为不锈钢管，每米4万元RMB） 典型的高危气井 2006年4月30日0：00时开钻，70135ZY钻井队 表层套管：封隔上部松软的易塌、易漏地层，安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象（水泥浆通常返至地面）。 技术套管（中间套管）：封隔某些难以控制的复杂地层（易塌、易漏地层等），以便能顺利地钻达预定的生产目的层（水泥浆通常返至要封隔的复杂地层顶部100m以上）。 生产套管（油层套管）：封隔油、气、水层，保证油井的正常生产（水泥浆通常返至要封隔的油气层顶部150m以上） 。 （1）能有效地保护油气层，使不同压力梯度的油气层不受泥浆污染损害。 （2）应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短。 （3）钻下部高压地层时所用的较高密度泥浆产生的液柱压力，不致压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层。 （4）下套管过程中，井内泥浆液柱压力和地层压力之间的压差，不致产生压差卡套管事故。 三、下套管 1、定义： 将按强度要求设计好的套管及其附件组成的套管柱下入井眼内的工艺。 2、套管性质： 油井用套管使用无缝钢管制成的，长度一般为10m左右，要满足钻井和采油的需要，必须要有足够的强度。 2、套管性质： ⑴套管抗拉强度 ⑵套管抗挤强度： 套管所受的轴向拉力：自重、附加应力（套管弯曲引起的、注水泥引起的）。 外挤压力：管外液体的压力、地层中流体压力、高塑性岩石的侧向挤压力和压裂时的挤压力。 ⑶套管抗内压强度： 内压力：地层流体进入套管产生的压力、特殊作业时（压裂、酸化、注水）所实施的压力。 3、套管柱设计：尺寸设计、强度和密封性设计 设计方法：等安全系数法、双轴应力法、等拉力余量法。 设计原则：考虑了安全附加量的外载等于套管的强度。 普遍使用：使组成套管柱的各段套管的最小安全系数等于规定的设计安全系数。 四、注水泥 水泥浆是由干水泥和水配制而成。注水泥时，用一套专用设备（水泥车、混合漏斗、灰罐车）将水泥浆按设计用量注入井内，使其返至套管外设计的位置。 下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。 油井使用最多的为硅酸盐水泥，与建筑水泥类似，但其性能有特