固井和套管
套管和固井单元2第4课
目录简介
第一部分：套管
分类
导管
表层套管
生产套管
中间套管
尾管
套管柱设计
套管选择
套管尺寸的考虑
下套管
准备工作
下套管
对扣、上扣、下井
套管柱的坐定
API标准
套管丝扣和接箍
第二部分：注水泥
配浆
固井
套管附件
水泥体积
固井后需考虑的问题
粘合剂和添加剂
粘合剂的API等级
添加剂
特殊粘合剂
专业术语
简介
近几年来套管和固井工艺技术发展迅猛，越来越完善。为了寻找新的油气资源，井在逐渐加深，但现有套管和固井工艺技术已能够处理在深井中可能遇到的各种复杂情况。
固井实践1903年起始于加里弗尼亚，但现代使用的套管、固井方法开始于1920年，哈里巴顿公司固了一口井。当时混合水泥浆所用的哈里巴顿射流混合器仍是现在最基本的混合水泥浆设备。早在1903年，仅有一种类型的水泥，没有任何添加剂。现在已拥有8种常用类型的水泥和40多种水泥添加剂。水泥性能及混浆技术均能满足特殊工作要求。
现在候凝时间已由二十世纪二十年代的10天缩短到不足24小时。挤水泥技术开始于二十世纪三十年代，现在向裂隙挤水泥或挤水泥封堵水层已是一项常规技术。使用刮泥器和扶正器来提高固井质量开始于1940年，第二次世界大战后得到了工程界普遍关注。
最早的顿钻钻井，要求每钻完一小时就下套管。但对旋转钻井就可以钻很长的裸眼井段。旋转钻井，由于使用了优质泥浆来控制井内压力、维持井壁稳定，因此能钻大段裸眼，下套管是有特殊作用，不再是随意或盲目的。
最早的固井是在一大坑内混合水泥浆，再用倾倒筒向井内灌注水泥浆。到1905年，在加里弗尼亚油井固井已开始使用油管将水泥浆注入井底，水泥浆被上部水柱替出套管，注完水泥浆，利用管鞋单流作用和管内蹩压候凝这两种方式防止回流，随后较先进的固井方法是在钻井液与水泥浆间投放顶替塞隔开。以后又开始使用上下两顶替塞技术。底塞在注水泥浆之前投入，顶塞在注完水泥浆后投入，双塞技术大大减少了水泥浆的污染。
第一部分套管
套管是用在油井中从油气藏至地表间建立起一个耐压密闭带的钢管。套管作用主要有以下七项：
1、防止井塌、防止钻井液对井壁的过度冲蚀。
2、防止淡水层、低压力层带被污染。
3、防止油气泄漏。
4、控制油气入井量。
5、为控制井内压力提供条件。
6、以便安装采油人工举升装置。
7、为油气流动提供通道。
套管类别
典型的油气井需要三种套管：导管、表层套管、油层套管。根据可能钻遇地层的状况，可能还需下入中间技术套管。有时还需下尾管，也可能下入两层技术套管。任何情况下，下入每层套管都有特殊作用，对顺利钻完油井很重要。
导管
导管是用来作为循环通道，将钻井液导向泥浆池。它能防止钻井液对钻机地基的冲刷。有时为了防止浅层气，还要在导管上安装分流防喷装置。导管还可保护以后下入的套管不受腐蚀，而在地面支撑能力不足的地方还可用来支承部分井口设备的负荷，下导管的井眼可用钻成，并按常用的方法把它下入井内，但是对沼泽和近海区的井，通常是用打桩机将导管打入。当用打柱机时，采用无螺纹平头管子焊接成导管柱，下导管有时由负责钻鼠洞的服务公司完成。导管外径常为16英寸－48英寸，下深为300英尺左右。
表层套管
表层套管下入的深度要足以防止这些地层的坍塌，防止钻井液对地表疏松地层的冲刷，表层套管是按装套管头和其它井口装置的立足点，完井后这些设备就留在井上。表层套管的直径必须小于导管直径，下入深度可能仅为200英尺左右，但有时可以长达几千英尺。具体下深由该井的地层情况决定，通常下深为300－400英尺。
表层套管的另一项重要功能是防止淡水层受钻井液、油气、盐水的浸污。为保护地下水资源，各州政府及联邦政府对表层套管下深都有明确的法律规定。
生产套管
下入生产套管或油层套管是钻一口油气井主要目的之一，其它各层套管只起辅助作用，油层套管用来把产油层与油层中不需要的液体以及其它钻穿的地层隔开，对于油管和井下其它产油工具来讲，油层套管是它们的保护套。油管可以从井内取出进行更换或检查，但油层套管却被水泥固定在井眼内。因此，应当特别注意，油层套管的固井质量，使地层与套管间形成一层绝对密闭的水泥环。
油层套管必须用优质的管子，并能适应各种复杂的条件，油层套管常常又是最后下入井的套管，因此也是最长和最重的套管柱。在大多数情况下，油层套管可能要承受最大的油井压力，因而必须用质量最好的套管下入井内。同时，套管柱中任何一点小小的漏泄都可能会发展成井喷，所以油层套管的螺纹连接部分必须能承受可能出现的井内高压力。当下入油层套管时，套管丝扣应向钻杆那样严格紧扣到位，以防以后漏泄。
中间套管
中间套管柱的主要用途是保护井眼，有时把这种管柱称为“保护套管”或“盐层套管”。当油井加深通常需要用重泥浆的时候，常常采用中间套管封住脆弱地层不被重泥浆压裂，有时，钻至岩层或硬石膏层可能造成钻井液的污染，或者钻井液渗漏引起卡钻或井壁产生键
槽。有时中间套管柱也用来封闭老的生产层，以便往下钻更深的油气层。
当钻较深的井时，通常遇到较高的地层压力，因而需要高比重泥浆，在此情况下，中间套管的另一作用是防止浅地层井漏，因为中间套管直径较小，能承受更大的压力，同时，它不易受钻柱的磨擦而损坏，所以抗井壁压力的能力优于表层套管。中间套管下入的深度，应该使套管以下的地层能够承受继续钻深时预计采用的泥浆比重，中间套管有时在通过高压地层后再下入，因此，继续往深钻时，便能使用较低比重的钻井液。
中间套管可以下至5000英尺深，中间套管类型选择由井深和可能钻遇的地层情况决定，中间套管常用外径为5英寸－13 3/8英寸，从地面下至井底来封固薄弱地层和高压地层。
尾管
尾管是一种缩短了的套管柱，它从井底向上超过中间套管底部或油层套管100英尺，有时还要高些。尾管几乎都用尾管柱在上部套管柱内悬挂，并常常用水泥封固。但油层尾管有时不用水泥固定而悬挂于井内。
使用尾管的主要优点是费用低，因为仅要下入一段很短的管柱就代替了从井底到地面的完整管柱。深井使用尾管有几点好处：下尾管施工时间短，从而减少了卡套管柱的可能性；若上层套管被钻柱磨坏，不可能从尾管顶端至井口下入内衬管。
但由于衬管密封处有时漏泄会带来不少麻烦；个别情况甚至难以或不能将送入工具从尾管处御脱。尾管与上一层套管的间隙能小于其它套管与套管间间隙。
套管柱设计
设计工程师习惯上选择几种常用重量，钢级的套管，利用井深，
地层压力，泥浆液柱压力这些数据来设计套管柱。工程师所设计的套管柱要能在正常的油井条件下承受三种主要外力：拉伸力，外挤力和内压力。
套管选择
拉伸力是主要由套管的自重对套管本体及接箍产生的向下作用力，上部套管必须能承受下部套管的总重量。除导管外，抗拉设计是套管设计中很重要的一项。很显然，抗拉强度在的套管必须放在井段上部。
为确保留出足够的安全余量，在设计时常取抗拉安全系数为 1.5 - 2.0,习惯上取1.8。抗拉安全系数是套管抗拉强度与实际轴向载荷的比值。抗拉强度是套管不被破坏所能承受的最大拉伸力， N－80，外径7 5/8英寸、26.4磅/英尺的套管最大许可悬挂负荷为490000磅，考虑安全系数则允许最大悬挂重量为272222磅（490000÷1.8＝272222）。设计安全系数时，还要考虑套管的接箍强度，它常低于套管的本体强度，计算以单位横截面承载为准。
当套管外的压力大于内部压力时，就表现出外挤压力。外挤压力来自管外静液柱压力。除导管不考虑外挤力。因下入浅，其它各层套管柱的设计均要计算外挤力。最常见的外挤力破坏管柱发生在挤水泥过程中。N－80套管能承受3400PSI外挤力，若不考虑安全系数，在压力梯度为0.5PSI/英尺的地层中，该型号套管极限下深为6800英尺。若安全系数取1.125，则最大许可下深为 6044英尺（6800÷
1.125=6044）。加在套管上的有效外挤力应为管外管内压力之差。轴向拉力的存在会降低套管的抗挤强度。轴向压力的存在会提高套管的抗挤强度。对于薄壁管柱，若其圆形载面有1％部分被破坏，则整个所能承受的外挤力将下降25％，因此大钳、卡瓦、井壁碰撞对套管壁造成的任何轻微损伤都将大大降低套管的抗挤强度。
当管内压力高于管外压力时，将表现为内压力。由于上部套管所受外挤力小，因此最大有效内压力出现在上部套管段。井口处所受内压力相对较高，所选择的套管必须能承受压力梯度为 0.6~1.0PSI/英
尺。N－80套管的内压力强度或最小内屈服强度是6020PSI。取安全系数1.1，则许可最大内压力为5470PSI。计算内压力大小可能是套管柱设计中最困难的工作。最大井口关井压力常被用作套管设计内压力，井口关井压力的取值常凭经验选取。许多情况下，井口装置的最大允许工作内压力作为套管设计内压力值。正常情况下，若以井口作为套管内压力极限值，需假定井内充满泥浆且套管内外泥浆比重相等。即就是从井底到井口套管任一点的内处泥浆液柱压力相等。大钳印或其它对外壁的损伤都将严重消弱套管抗内压强度。
除拉力、外挤力、内压力外，管串设计工程师还要考虑套管所受的弯曲应力，轴向压力、扭曲应务。在有斜度的井段狗腿处将使套管弯曲、承受弯力。在海上或沼泽地钻井，必须考虑套管的弯曲应力，导管及表层套管必须允许受弯曲力，因此这种情况下其它各层套管也要考虑弯曲力。
在套管下放过程中，若井眼弯曲或易卡井段遇阻时，套管就可能受轴向压力。在地热井或注蒸气施工，因温度的升高，钢材膨胀、套管内部挤压也将产生轴向压力。
扭曲力发生于当某一段套管旋转或沿一定方向被扭转而另一部分套管固定或沿反方向转动时，套管外用水泥封固后能防止产生扭曲力。
设计套管柱时，必须考虑每一种套管柱的特殊情况。表层套管主要是在井喷起保护作用。因此这种管柱通常是按承受1PSI/英尺的破裂压力来设计。但是在这个深度上，挤坏套管的危险性较小，一般可以不予考虑。蹭套管的主要作用是在钻深井采用重泥浆时防止泥浆循环漏失。以及处理井涌时控制井口的压力。这层套管柱的设计要考虑到入井后，整个产油期内均承受力的作用。因而在设计时应考虑能否经得住预期的内压力。如果油管带封隔器下井，一旦油管柱在接头处漏油，井内油气压力就会施加于封隔器以上的液柱顶部。因此会产生比油气压力更大的破裂压力，当采用深井泵进行气举或采油时，生产套管内几乎是空的，这时管外静液柱压力将会产生相当大的外挤毁力，易使套管挤坏。为此，设计时我们通常假设生产套管外存在压力梯度为0.5PSI/英尺的盐水，有时也假定管外受1PSI/英尺的上覆岩层压
力。
近几年来，套管试验已显得更为重要，因为必须考虑套管可以承受较高的压力，因此井的成本很高，一旦出问题，花费将更大。在一口123000英尺的抽油井中，损坏要油管是一回事，而在一口压力为10000PSI的海洋油井、套管柱的损坏却完全是另外一回事了。导致新套管破坏的因素有：（1）套管制造过程中的卸陷（2）装卸时造成的损伤（3）应力集中而破裂套管上任何尖锐的凹痕都能造成该处的应力集中和最终导致损坏。优质钢也会由于应力集中在有刻痕或擦伤的地方造成损坏。细微的裂纹和裂痕都可能引起同样的事故，裂纹和外部刮痕一般不易被肉眼发现，但是可以用磁粉探伤法，电磁探伤或超声波探伤检测出来。经过认真细致的检测，通常可以发现管子总数的1－2％存在上述缺陷对于所有的N－80级和优质的套管，特别是预期井口压力超过5000PSI时，每根套管都必须进行静水压力试验，静水压试验就是合格的套管在承受等于静水压试验的压力时不会被破坏，在投资大的油井或压力超过5000PSI的油井中所有的套管都必须进行压力试验和磁粉探伤或超声波探伤。
套管尺寸的考虑
下入井内第一层套管的尺寸，受到最后下入的生产套管尺寸的限制，一旦确定了油层套管的直径，则就可以确定中间套管、表层套管的直径及相应钻头尺寸。套管通径尺寸即管内无障碍物时能允许多大外径的物件通过，这个尺寸很重要，它表征了管内最大允许尺寸的钻头及工具通过。测试套管的通径尺寸能表明套管截面是否变形，也能在一定程度上反应出套管是否笔直、选配适合某一尺寸套管的井眼尺寸时，必须考虑接箍外径和井壁泥饼，以保证有足够的井眼间隙。
选择油层套管尺寸时，应考虑几个因素。井眼直径增大，油井成本就相应增加；一口大井径井的成本必须与可以得到的经济效益相适应。采油的方式决定着管子尺寸的选择，因为一口自喷井在开采后期可能变为抽油井。当遇到高产油气井时，采收率也是一个值得考虑的重要问题，多层采油同时需下入几根油管柱，以便对油井进行合理开
采，这时就应加大套管尺寸。若要下几层中间套管，则应增大表层套管直径，否则油层套管尺寸就要变小。大的井眼和重的套管柱虽然需要较大型钻机，但就开发的经济效益来说还是合算的。一口油井，很有可能要经历佟井工作，因此油层套管柱的尺寸应该大到足以容纳各种必要的佟井工具。有的时候，现有可获得的套管是选择油层套管的一个考虑因素，最后，某一地区的常规实践常常是选择套管的决定因素。因为那个地区配备的钻机都是适合该区的钻井作业，同时常用尺寸的套管工具，配置齐全能尽量减少停工延误时间。
下套管
准备工作
所有的套管，无论是新的用过的或是重新修复的，在放到管架上准备下入之前必须戴好护丝。在搬运过程中必须配戴护丝，当套管在管架上滚动时，起码要用眼睛检查两端接头，凡有凹陷或划痕的套管都应挑出放在一边。直接用钩子挂在套管接头处，即使套管戴有护丝，也会损坏丝扣，因此应用绳套吊运套管。每一根套管在管架上滚动都应小心，严防砸碰，当管子滚下垫木时用绳控制它使管子平稳滚动，比用手推扶着了更安全有效。
每层套管间应放置足够的垫木，以便上层套管能很容易地滚到大门口，管子沿垫木滚动时，必须注意不要使套管接头处相互挤碰，若管子不相互平行，即使戴有护丝，滚动时也可能损坏丝扣。管子间执木在水平和垂直方向上都应对齐，以防套管滚动和挤压，同时应加放充足的垫木防止管子弯曲。每层管子两边应有物块阻挡防止管子滚动，套管应被放置在距地面至少18英寸的高度处，较高钢级的套管，对挤压或碰撞造成的破坏特别敏感，必须避免管子滑落或振击。
如果采用分级套管柱混合套管柱，那么应该按照下井的相反次序把套管排放在管架上，即最下部套管应堆放在管架上最先下井的位置。如果套管柱包括不同的螺纹扣型，那么带变扣接头的套管应放在管架
的同一位置。这样同类型螺纹就可以正确配合了。
套管必须按正确顺序入井，错下套管可能导致返工，甚至井的报废，若不能明确鉴定某一套管的重量，钢级、类型则应放在一边。
对于套管的检查和试验，除非另有安排，通常由专业人员完成。御下的护丝应摆放在一边，清洗、检查丝扣这些工作都由他们来做。最后的现场检查可以查出可能由于运输或在流动时产生的损坏。若运来的套管所戴接箍是手紧的，接箍必须御掉，以便清洗和检查接箍端螺纹。运至井场前涂的丝扣油应该被清洗掉。常用溶解液和软毛刷来清洗，常用异丙基酒精，甲醇、三氯乙烷作为溶解剂特别适用于冰点以下的环境使用。柴油或煤油不能作为溶解剂，因为若残留在丝扣槽内将会稀释丝扣油。条件允许，用溶解剂洗丝扣后应用压缩空气吹干。清洗丝扣时同时要检查接头，接头损伤的套管柱应标出放在一边不能下井。随后涂上新的丝扣油，再将清洗干净的护丝重新戴好。
当管架下排套管露出时，又重复上述工作。在易于生锈的环境里，所有机械部分应涂上一层油，当检查工作完成后，套管被滚离管架拉进井架时应戴上专用护丝，如果套管接箍已御去，或发现工厂安装的箍余量过多，在把套管拉进井架之前就要仔细把接箍上紧。
每一根套管柱必须按下井的顺序编号，不同重量和钢级的套管应该作上明确标记，每根套管的长度要用以英尺为单位的钢卷尺丈量，钢卷尺应带有十分之一和百分之一英尺的刻度。每根管管丈量，的长度必须记录在记录表内，并以10根为一组，丈量时，对于圆螺纹套管，应从接箍端面到另一头螺纹的第一个标记处，对于无接箍套管则为两台肩面间的长度，测量的数值要精确到百分之一英尺，然后每组10根加在一起，检查每一组的合计长度就可以很快地看出是否发生加法上的错误，因为每一组的合计长度应接近每根套管平均长度的10倍。
每一次下套管作业中的一个重要工作就是丈量套管并记数，尽管大部分的产油层，射孔井眼等的深度是由电测确定的，但最重要的还要有一份下井套管根数的记录。下套管时，一种常见的误差是向井内少下一根套管。相反，或者多下一根套管，也有极个别情况由于加法错误，造成100英尺长的误差，如果我们对丈量工作给予充分重视并
按常规程序进行，那么这种误差是能够减少到最小。
有关套管丈量最要的一点是，要精确地知道下套管作业需用多少根套管。首先要知道什么时候有多少根套管运到井场，然后要精确清点井场上收到的套管根数，最后，在套管柱下井之后，清点场地上剩下套管数。下入井内的套管必须是运到井场套管的总根数（除个别运走外）和最后手边剩下的套管根数之差。
下套管
下套管前首先要考虑的问题（但未必是第一步）是保证井眼处于良好的状态下，固井前应带走岩屑的过量泥饼。通常在决定下套管之前，测井和取得其它资料后，钻杆已起出井眼12～24小时，这样在易渗透地层可能会形成厚厚的泥饼，它有可能完全堵死环空，导致卡套管柱或循环不通。钻屑或崩落的页岩沉积在井内，造成无法将套管下到底，若事先不循环的话，常用措施是先下入一趟通井钻具，包括一柱钻铤和一只用过的钻头，万一遇到井眼内的桥塞时，则可以把它钻掉，下套管前若不使井眼清洁，调整好泥浆性能，就有可能引起卡套管，固井质量差等问题，固井不合格还需额外费用来补挤水泥，甚至重钻。
通井时，要精确地丈量钻具长度，并详细校核，以便达到通井钻具的新长度与井深相符合。钻具一到井底，再次核对总井深然后开始循环泥浆，至少要循环两周，与此同时，要观察泥浆比重、粘度和失水性能。若要调整泥浆性能，则应慢慢转动和上下活动钻具，直到泥浆工程师认为泥浆性能已符合下套管的要求为止。
在下套管时，除非装有自动灌浆装置，否则应定时向套管里灌泥浆，灌浆的原因有：
1、如果下井的管柱每增加一根就向管内灌注泥浆，则套管在井内遇阻的机会就会比等套管柱下到底时才打算灌浆少得多。许多情况下，就是因灌浆不及时才卡套管的。
2、如果下入井内的大直径套管柱过长，而又未能及时灌浆，那么就可能由于管外过大的液柱压力而使套管被挤毁。
常用一根带有快开阀的轻质软管灌浆，一般的灌浆程序是在提起下一根套管过程中和准备对扣前，向已下井的套管灌浆。由于这段时间有限，常不可能将套管完全灌满，因此习惯作法是每下10根，停下来灌浆。
当所用的套管浮鞋、浮箍是普通型而不是自动灌浆型时，那么每下入一根套管，从井内排出的泥浆量应等于套管外径与套管长度之积。这时固井作业的成败至关重要，因为泥浆回流量代表着所下入套管的排代量。每下入一根套管的排代量，按套管外径的尺寸计算。
每下一根套管都要仔细观察泥浆返出情况，以便套管柱下至井底时，确保循环畅通，泥浆池内泥浆增加量应等于下入套管的体积。一根外径为7英寸，长度为12000英尺的套管柱，替换出的泥浆体积为12×8.38桶＝100桶，如果泥浆没有漏失，则泥浆池体积增加100桶。在某些地区，特别是在泥浆质量可能不太好的地方，有时需要停止下套管，开泵循环。常常每下1000英尺的套管，停下来循环一次，但大多数操作者认为这种程序不必要，而假定井内返出的泥浆量合适，在下完全部套管后才试着开泵循环，为防止井漏的一预防措施是控制套管下放速度，从而降低压力波动。
在正常情况下，硬地层地区每小时可下套管1200－2000英尺，在软地层地区每小时可下套管1000英尺。如果可能会发生井漏，根据操作者的经验和他对泥浆质量及井眼情况的判断，下套管的速度可以降低30－50％左右。套管串上许多连接件在设计上不能承受拖拉力，因此，不能象下钻杆那样去操作。许多操作者在下带有刮泥器和扶正器的套管柱时，下放速度往往比“光套管”慢得多。这是因为这种套管串易破坏地层导致井漏。
下套管应该避免引进过大压力波动，套管在井眼内被下放就如同活塞在缸套内运动。活塞运动越快，压力激动就越大，如果地层薄弱易裂，那么激动压力就能压裂地层、易发井漏，那样就不得不花费大量时间去处理。
开泵循环时一定要注意应缓慢开泵，不宜太快。低泵冲产生的压力激动小，一旦发现井漏迹象，就应立即降低排量。
通过大量实践，所有操作人员都强调套管下到底后，进行循环的重要性。循环的一个重要作用是检查地面管线系统，另一作用是调整井内泥浆性能，并在注水泥前冲洗井内岩屑和泥饼。尽管所有的操作者都在注水泥前通过套管循环泥浆，但循环的时间长短是有变化的。循环时间可以短至5－10分钟，也可长达4小时。下完套管后，循环期间，否认套管上有无刮泥器。都要尽快上下活动或转动套管柱，直到水泥浆被替出套管柱外边为止。如果使用刮泥器和扶正器则应持续循环泥浆和活动管柱，直至井口返出泥浆无泥饼和岩屑。有些操作者认为，要提高注水泥作业质量，并不需要长时间循环，但至少应向套管内泵入等于套管柱内容积的泥浆量，以确保在下套管时可能掉落入套管内的东西，不会在注水泥时堵塞套管柱。循环时旋转套管的不利之处是如果旋转用力过大，套管不能承受而扭曲变形，
对扣、上扣下井
提升套管的普通方法是用高悬猫头绳把每根套管从大门大坡道提升到钻台上。绳套与高悬绳吊钩连接，将套管提升井架内，就可以准备对扣，绳套上有一个滑环套在套管接箍下面。在新拉上钻台的套管未与井内套管柱上紧扣之前，不要把吊卡扣到套管上。
把套管拉上钻台时，必须小心操作，应该在井架大门处挂上一根挡绳，防止套管撞击井架或转盘。套管从大门坡道上提起时要在螺纹端戴上一个干净的护丝，这种护丝应很容易打开，也不用弄伤螺纹，是一种特制护丝。对扣就是上扣前将新提起的套管丝扣端坚直对下井内套管接箍或工具接头内，如果必要的话，还应在对扣前在整个螺纹表面涂上丝扣油。使用套管丝扣油是必要的，因为即使丝扣已上得足够紧，也没损伤螺面，但一根套管螺纹顶部与另一根套管螺纹底部间仍存在间隙，若这一间隙贯通，液体就会从此渗漏，丝扣油能堵死沟槽形成完全密封，丝扣油由固体铜、锌、石墨颗粒及润滑脂组成。润滑脂润滑金属面防止擦伤丝扣，固体颗粒起密封缝隙作用，防止泄漏，螺纹锁紧丝扣油在下套管时配制好，这种糊状的丝扣胶在很短的时间内就会硬化成固体，将丝扣胶涂在公扣端前三分之二表面上，然后上
紧扣，当丝扣胶硬化后，连接得很牢固，其卸扣扭矩约为上扣扭矩的四倍。钻井工程师建议工厂安装套管接箍前应将丝扣彻底清洗，涂上优质丝扣胶，再装上接箍。正确使用丝扣油可防止滑错扣。涂丝扣油的刷子应不粘有异物保持干净，同时丝扣油不能被稀释，对扣的时候，应小心下放套管，避免损伤螺纹，最好由架工在寺管操作台上扶正使套管垂直，若错扣，则应将上边这根套管提起重新对扣，错扣了仍继续上扣，则会损坏丝扣和密封面，也削弱了接头处的连接强度。对扣后，最初应慢慢上扣，确信没有错扣后再继续上扣选取正确的上扣扭矩，对顺利下放套管至关重量。丝扣应上到超过手紧的位置至少3圈，对4-1/2英寸～7英寸套管，7-5/8英寸以上套管至少3-1/2圈。
套管动力大钳不仅能减轻劳动强度，同时也消除了旋绳，自动猫头急拉绳和猫头所产生的危险。螺纹的上扣扭矩可通过正确地操作动力大钳而精确控制，大多数的这动力大钳是液压驱动的，但有一些是用压缩空气驱动的，大多数的这些动力套管钳能够打开，退出套管。
当套管下入数量多时，使用套管卡盘。卡盘同时具有卡瓦和吊卡的功能，卡瓦应清洗干净，牙齿尖锐，保证有足够受力面抱住套管柱。下放前几根套管时应使套管安全卡瓦，因没有足够重量作用于卡瓦各片上使其充分夹紧套管柱并支撑其重量，动力钳牙板应保持干净、锋利防止打滑和磨伤套管本体，因此在下套管过程中应定时冲洗检查。下套管应接完一根下放一根，而不可连续接几根后才下放，这样作很危险，当套管拉入井架，母端靠在井架大门处时，卸掉母扣护丝。若用提升短节，则应等上完扣，下至钻盘面后再卸掉，母扣端螺纹应涂上足量的丝扣油。
当使用自动灌浆装置时，应进行功能试验，下放套管应平稳，不能突然制动，那样产生的动载荷将加大对管子的拉伸力，平稳下放，防损坏套管和卡瓦。
套管柱的坐定
所谓套管的坐定是指采用安放在套管头内密封内外管柱间环空的套管悬挂器将套管柱的重量加在井口装上，套管柱坐定时，操作者考
虑到其它管柱会产生多大的应力，放松的管柱中会产生什么后果。在确定悬挂负荷、即传递到套管头上的负荷时，必须考虑到外层套管柱的强度以及套管头和悬挂器的负荷能力。套管柱放松时，应考虑到其它套管柱被压弯的可能性。反之，如果套管柱上出现附加的工作压力时，就应考虑套管抗拉强度，套管柱坐定时，还必须考虑到套管柱处于拉伸状态对套管抗挤和抗内压强度的影响作用。当注水泥固井时，在井口的套管承受附加拉力，并且由于其自重而趋于伸长。API的一个委员会根据套管坐定实践提出建议，套管坐定时应由套管悬挂器象吊卡一样承受全部管柱重量，而不必放松或悬挂部分重量。这个建议可适用于所有油井，只要泥浆比重小于12.5磅/加仑，要求使用标准的抗拉和抗压安全系数，井口装置能能承受套管重量而又不破坏套管以及要考虑到未来作业可能带来的附加负荷使表层套管承受压缩力而又不会遭破坏，这个建议就要求对油井的未来生产条件作出估计，该委员会认为特殊的生产环境就需要进行特殊的技术分析和处理。
在深井中坐放套管柱时，国为悬挂的负荷较重，套管伸长量和井温度变都很大，所以放松颧悬提部分管柱的负荷是一个值得考虑的重要问题，悬挂在油井中的油管、套管若两端固定，则温度每变化1°F，管子的应力增大207磅/英寸2，例如：26磅/英尺，7英寸外径的套管柱，到平均温度150°F坐在套管头上的重量为200000磅，横截面积为7.55英寸2，若温度下降40°F则管柱收缩加在套管悬挂器上的负荷将增加62500磅(40°F×7.55in2×207PSI=62500磅)。则该套管悬挂器承受的总拉伸负荷达至262500磅。APIJ－55套管接箍的屈服强度为367000磅，因此不会被拉断，但抗拉安全余量应在大大减小。相反，如果井内盐水通过管柱，温度升高40°F悬挂器所受的拉力将会减少，减少的数值也同样为62500磅，这时井口承受拉力将为200000－62500＝137500磅，这种情形将减弱套管拉直的趋势，如果套管外没有全部被水泥封固，那么就可能引起套管柱的弯曲。
实际上，在一口生产井的开采期间，要完整的预测可能出现的所有工况，是不可能的，由于这个原因API建议采用注水泥时将套管准确地悬挂在井口的位置是一促合适的折中的措施。常用的拉伸、内压
和外挤设计系数都应有足够的安全余量，以适应强能出现的最大负荷变化，对于非常深的油井，如果预测到温度或压力的波动很大，就应由有经验的技术人员专门负责处理。
用作导管和表套管的大尺寸的管柱能承受很大的夺缩负荷，尤其是当套管被用水泥封固或被打入地层内。当套管外被封固，大部分API 套管被闪国能够承受与拉伸负荷相等的压缩负荷。如果由于某种原因，压缩负荷过大，而且外层套管又不能承受内层套管的全部重量时，则应考虑采用下述一种或多种方法来解决：
1、放松内层套管柱的部分重量，只让部分重量悬挂在悬挂器上。
2、使内层套管柱外水泥返至地面，以便用水泥环支承套管柱重量。
3、使用一个井下悬挂器，以便把部分套管柱的重量悬挂在井下外层管柱上，其余重量悬挂在井口套管悬挂器上。
4、把套管柱的下部改作衬管，这样再在上部接套管，就比原来整段套管柱轻得多。
API标准
美国石油协会，能源部出版了套管、油管、钻杆标准，有了标准由为购买者购买规范的设备和管材提供了指南，API套管可以是无缝钢管，也可以是电焊钢管，但大多数用于油井的套管是用无缝工艺制造而成的。先将方钢回工成圆钢，然后钻孔形成中空的管子，用一系列不冯子或圆棒压管子以确保套管笔直、圆度高，特别是要外径规范。焊制钢管是将薄钢板卷制甩空管，然后两端焊接起来，再用滚轮滚压使管子笔直，外径标准。“API标准与5A套管‘主要系数有：外径、每英尺重量、钢级、壁厚、螺纹类型、允许最小壁厚不少于正常壁厚的87.5％。
用于制造API套管的钢材必须符合有关化学和物理性能的规定，钢是一塑性材料，受外加拉力时伸长，如果拉力不超过其屈服强度。
那么去掉该力时，材料就会恢复原长。抗拉强度是指材料在不断裂的前提下，能承受的最大拉应力。套管在车间要进行屈服强度和抗拉强度试验。套管屈服强度其定义是：产生一个总伸长量等于总长度0.5％时所需的拉伸应力。可直接对整根套管试验，也可割下一段进行试验。所取的一段样品必须具有该套管的标准尺寸。将们伸榈两端固定于两平行盘上，两盘间有最大拉伸和压缩量的限制，因此样品全长不得超过2 1/2”英寸。
API标准规定每根在磁管都应进行液柱压力测试，直径小于10 3/4”英寸的套管其测试压力必须大到足以产生等于钢材最小屈服强度80％的纤维应力，直径为10 3/4英寸和更大的套管的试验压力则应大到足以产生一种等于钢材最小屈服强度60％的纤维应力。
套管丝扣和接箍
符合API标准的油井套管可以是平头无螺纹套管，但通常是带有螺纹和装有接箍的，其规格如下：
1、8扣圆形螺纹，无接箍
2、8扣圆形螺纹，短接箍
3、8扣圆形螺纹，长接箍
4、梯形螺纹，无接箍
5、梯形螺纹，有接箍
6、加长螺纹段
7、特殊接头
套管接箍通常在工厂用专用机械上紧到套管本体上，可是应购买商的要求可以以物紧为准，接箍上扣一到手紧位置能方便下套管前卸掉接箍，以便清洗检查螺纹，涂上新的丝扣油。以这种程度进行，实践证明能减少丝扣处泄漏的机会。若在工厂已上紧接箍，尽管进行过密封压力测试，但能搬运后。就不能安全保证其性能不变。手紧定义为卸接箍使用扳手钳可卸掉。
第二部分注水泥
油井固井是一个配制水泥浆，浆水泥浆注入到套管与井壁间环空的过程，水泥凝固将地层与套管连接成一体，完成好固井工作有5点很重要：
1、清除环空岩屑及疏散泥饼，能增加水泥胶结质量。
2、使套管在井眼内居中，以便在套管外形成连续均匀的水泥环封固带，减少了油气水串可能性。
3、产层段水泥量应加大，以便能承爱射孔作业。
4、水泥应与套管外壁表面粘结牢固，无微环隙。
5、通过活动套管，上提或下放，或转动来提高水泥心紊流度，加强循环，从而将封固段泥浆知彻底替出，提高顶替效率。
固井可分为主固井和附固井。主固井是指下完套管后立即进行的固井，其主要作用有：
1、阻止流体从地层串流到地表。
2、支撑套管柱。
3、防止污染淡水层。
4、防止套管被腐蚀。
附固井包括打水泥塞，封堵油层，弃井打水泥帽，补挤水泥，这也是钻井工程的一项内容。
配浆
干水泥和水混合成水泥浆，用尽量干净的水配浆是很重要的，任何适于饮用的淡水都能用于配水泥浆，但水的供给量应该是充足的，而且泵送到注水泥装置的速度必须合适。如果水源来自，中来自附近的江河湖海，则正式配浆前应在现场实验好水泥浆的凝固时间。水泥凝固时间受水中杂质如氯化物或粉砂含量的影响很大，特别是在深井
石油工作者必备--下套管与固井
193．什么是插入式固井？ 答：插入式固井一般是在下大直径的套管时进行。套管下完后，在钻杆下边接一个插入接头，然后把钻具下入套管内。下完钻后，再把插入接头插在套管下边的插入座里边。水泥浆通过钻杆经插入座和引鞋返出，入环空。这就是插入式固井。 194．插入式固井与普通固井相比具有那些优点？ 答：其优点主要是：1缩水注水泥浆时间和替钻井液时间；2可以有效地防止水泥浆与钻井液在套管内发生混浆；3由于水泥浆只经过钻杆，因此可以有效地防止套管灌“香肠”。 195．进行插入式固井都要做好哪些准备工作？ 答：除做好普通固井的准备工作外，还要做好下列四项准备工作：1准备一套插入座与插入接头，并注意检查插入接头的密封圈是否完好，与插入座的内径是否匹配；2准备一个与钻杆外径和套管内径相匹配的扶正器，目前现场上主要用两种尺寸，和；3准备一块下钻杆时放在套管接箍上的钻杆吊卡垫叉，目前现场上也只用两种和；4为节约时间，防止固井前开泵困难在开钻之前，最好先把固井时用的钻杆接成立柱，以便下完套管后即可顺利下钻。 196．下套管之前都应该做好哪些准备工作？ 答：1井眼准备，认真进行通井或划眼，处理好钻井液，保证下套管畅通无阻；2工具准备，包括套管吊卡，套管大钳（或钳头），灌钻井液管线及配合接头，管线上的控制闸门，遇阻时用的循环接头，相应尺寸的套管头及卡瓦，上扣用的旋绳及吊套管的绳索，套管扶正台及配件等；3材料准备，主要有水泥添加剂和水泥，备足固井用水；4技术措施准备，计算好水泥用量及替钻井液量，做好稠化及凝固试验，订好施工步骤；5设备准备，除固井车、供水车之外，井队的两大泵也必须完好，保证注灰、循环或钻井液时不出任何故障。 197．5"油层套管和技术套管在结构上都有哪些不同之处？ 答：5"油层套管结构是：5"生铁引鞋+1或2个单根+回压凡尔+套管根数+磁性定位短节+套管数根至井口。 技术套管结构是：可钻式引鞋（有时内装回压凡尔）+1或2个单根＋可钻式回压凡尔＋套管根数＋分级箍（有时也可不加）＋套管数根至井口。 它们的不同之处就是：套管有时装有双级固井用的分级箍，而无磁性定位短节，所用回压凡尔一般都是可钻的，不必用磨鞋磨。5"油层套管多装一个磁性定位短节所用引鞋和回压凡尔一般都是不可钻的。不论是5"油层套管还是技术套管，在套管柱上都要装扶正器。
下套管和固井作业
下套管和固井作业 1 下套管作业 1.1 下套管准备 1.1.1 进入井场的套管按下井顺序进行卸车，卸车一律用抓管机或吊车进行（卸套管时作业人员要站在安全位置）。用吊车进行卸套管作业时要办理三级作业许可，并组织召开相关作业人员交底分工会。将套管在管架上分层摆放（不超过三层），用管架挡销或铁丝捆绑固定好套管。 1.1.2 钻井队技术员与工程监督共同对到井套管进行验收，并清点到井套管的数量，逐根进行登记。 1.1.3 钻井队负责对到井的套管(包括短套管、联顶节)进行逐根通径，采取气驱通径规通套管时，严禁人员处于套管通径规出口前方，控制好气量大小；技术员负责对到井的套管(包括短套管)进行丈量和编号（丈量人员要选好站位，防坠落伤害）。 1.1.4 钻井队技术员负责对到井的下套管工具及附件进行验收；作业人员准备好套管密封脂。 1.1.5 接好灌钻井液装置，备好套管与方钻杆变扣接头。 1.1.6 装好井口装置，未安装环形防喷器的井应换装套管闸板芯子；检查地面所有的设备符合要求。 1.1.7 安装好专用套管液压大钳。 1.1.8 准备φ25.4mm长度15m的扶正棕绳一根；φ15.9mm长度10m绳套1根；专用吊带2根。 1.1.9 在钻台大门处拴一根φ25.4mm长度合适的防碰兜绳；装好猫道套管防滑装置。 1.1.10 钻井队长组织作业人员进行作业前安全分析，共同识别装、下套管作业过程中存在的风险，以及防范措施，办理三级作业许可，进行下套管作业安全、技术措施交底，并分工明确，尤其要明确在使用气动绞车提升套管入鼠洞过程中，防止钢丝绳、套管等刮碰吊卡活门的措施。 1.1.11 冬季下套管作业时，应对地面高压管线、立管、水龙带、泥浆泵、灌浆管线等采取防冻措施。距离套管母接头1.5m内除霜、除雪。
什么是固井
什么是固井 一、固井：在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管，并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。 二、井身结构包括以下几方面的内容：所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸（钻头尺寸）、各层套管的水泥反高等。 三、设计井深的主要依据：地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。 四、套管的类型：⒈导管；⒉表层套管；⒊技术套管；⒋生产套管；⒌尾管。 五、井深结构设计的原则：①能有效的保护油气层，使油气层不受钻井液的损害；②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短；③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂；④下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差，不至于造成卡阻套管。 六、套管柱的受力：轴向压力、外挤压力和内压力。 七、套管柱的附件：⒈引鞋（套管鞋、浮鞋）；⒉回压法；⒊套管扶正器；⒋磁性定位套管； ⒌联顶节。 八、水泥熟料主要成分：①硅酸三钙（C3S）；②硅酸二钙（C2S）；③铝酸三钙（C3A）；④铁铝酸四钙（C4AF）。 九、水化作用：油井水泥与水混合后，水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映，某些水化产物还能发生二次反映。 十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段：①胶溶期；②凝结期；③硬化期。 十一、稠化时间：指油井水泥浆在规定压力和温度条件下，从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。 十二、稠度：水合水泥混合后会逐渐变稠，变稠的速率。 十三、注水泥的设备：水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。 十四、碰压：胶塞被推至浮箍时，泵压突然升高。 十五、注水泥主要工序包括：循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。 十六、提高泥浆的顶替效率：⒈紊流顶替；⒉打前置液；⒊活动套管；⒋调整完井液和水泥浆的性能；⒌使用扶正器。 十七、引起油、气、水窜的原因：水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因，井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。 十八、水泥浆失重：指水泥浆柱在凝固过程中对其下部或地层作用的压力逐渐减小的现象。十九、防止油、气、水窜的措施：①采用两用水泥；②分级注水泥；③减小水泥浆返高；④环空憋压候凝；⑤使用特种水泥。 二十、特殊固井技术：习惯上把除了常规一次注水泥技术方法。 二十一、特殊固井技术的种类：⑴、内管注水泥；⑵、尾管固井工艺；⑶、分级注水泥技术。二十二、完井：指从打开生产层到把井交付给采油生产期间的全部生产过程。 二十三、完井包括：打开生产层、下油层套管固井、射孔到试采的全部工艺过程。 二十四、井下复杂情况：钻井作业过程中，由于钻井液的类型与性能选择不当及井身质量较差等原因造成井下钻具的遇阻遇卡、钻进时严重憋跳钻、井漏、井喷等现象，不能维持钻进与其他钻井作业正常进行。 二十五、钻井事故：由于检查不周到，违章操作，处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意而造成的钻具折断、顿钻及井喷失火等恶果。
资料页岩气技术套管固井首战告捷.doc
**页岩**固井队技术套管固井首战告捷 本网讯（通讯员屈勇季泽祥）4月8日23时，随着现场指挥最后的收工哨声响起，第一固井公司**项目部**页岩**固井队圆满完成了长宁H8-3井的Φ244.5mm技术套管固井施工。 克服六种新难题。为保障首次技套固井施工的顺利完成，在公司及项目部领导的关心支持下，该固井队努力克服了“六新”等诸多难题，较好的完成了生产任务。一是设备新。此次施工采用的设备是新引入的2台杰瑞产100-30型水泥车，为保证此次固井任务，项目部领导急现场之所急，特意邀请了杰瑞的设备管理人员到该队进行设备培训，并在施工现场中保驾护航；二是驾驶员新。此次使用的主力设备的驾驶员均为第一次驾驶100-30型水泥车，该队组织学习了山路行车技巧等相关交通培训，进一步提升驾驶员的驾驶能力与水平；三是区块新。长宁页岩**区块也是该队进入的一个全新区块，长宁H8-3井，是我公司在页岩**固井市场打响的第一枪，；四是道路新，由于长宁H8平台地处于蜀、滇、黔三省交界之处，道路曲折，弯多路窄，人多且当地居民以摩托车为出行工具，作为**工程车辆，车体大存在很多视线盲区，为出车造成很大的风险，该队为保证固井施工，提前组织，尽量避开当地居民赶集时间，为提高行车安全未雨绸缪；五是人员组合新。该队人员来自**项目部乌审旗、靖边、
**及海外项目部，该队通过加强对员工的培训教育，使大家近快适应了各岗位之间的配合；六是地层新，长宁页岩**地质分层及岩型、岩性都是一个崭新的区域与挑战，该队技术人员多次与甲方地质监督和二录现场人员联系与沟通，加深学习，为水泥浆体系配方及施工做充足准备。 生产超前运行。为保证此次技套固井施工任务，项目部根据公司及项目部的安排，明确分工，精心运筹，确保各项准备工作超前运行，把计划严格落实到生产作业每个环节。从细节入手，严格执行各项标准，从施工前的现场规划、施工过程控制到施工结束后的环境管理，坚持做到高标准、严要求，各项管理逐步实现了规范化、制度化。在设备管理上，作业人员严格落实巡检制度，人人做到“四懂三会”；在岗位落实上，严格执行岗位责任制，做到事事有人管、件件有落实，不以任何借口影响工作指令的执行。 强化生产组织。4月7日晚上19：30分，固井施工队伍从基地出发，行驶八个小时后达井场，针对井场小、设备设施摆放困难等困难，带队干部合理安排车辆摆放位置，及时与钻井队沟通，并召开了施工前生产技术协调会。从摆放车辆到施工结束历时20个小时。由于当天下大雨，整个施工过程都在雨中进行，全体施工人员衣服全部都湿透了，完成施工后的车辆只能等到天情了才能下山。但大家没有一名怨言，较好的完成了施工任务。
固井基础知识
第二部分固井基础知识 第一章基本概念 1、什么叫固井？ 固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆，把套管与井壁紧固起来的工作。 2、什么叫挤水泥？ 是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。 3、固井后套管试压的标准是什么？ 5英寸、5 1/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过 0.5MPa，7英寸，9 5/8英寸分别为10MPa和8MPa，30分钟不超过0.5MPa；10 3/4—13 3/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0.5MPa。 4、什么叫调整井？ 为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井。 5、什么叫开发井？ 亦属于生产井的一种，是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。 6、什么叫探井？ 在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。 7、简述大庆油田有多少种不同井别的井？ 有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。 8、什么叫表外储层？ 是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层）。包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。 9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？ 固井质量要求，调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米）。 10、调整井（小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井（小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？ 调整井按质量标准井斜不大于3度。探井按质量标准井斜不大于5度。
11、调整井（小于等于1500米）井底最大水平位移是多少？探井（小于等于3000米）井底最大水平位移是多少？ 调整井井底最大水平位移是40米。探井井底最大水平位移80米。 12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？ （1）常规固井（2）双密度固井（变密度固井）（3）双级注固井（4）低密度固井（5）尾管固井 13、目前大庆油田形成几套固井工艺？ （1）多压力层系调整井固井工艺技术。 （2）水平井固井工艺技术。 （3）斜直井固井工艺技术。 （4）小井眼固井工艺技术。 （5）深井及长封井固井工艺技术。 （6）欠平衡固井工艺技术。 14、水泥头是用来完成注水泥作业的专业工具，常用的有哪几种？（1）简易水泥头；（2）单塞水泥头；（3）双塞水泥头；（4）尾管固井水泥头。 15、5 1/2″水泥头销子直径为多少毫米？ 5 1/2″水泥头销子直径为24mm。 16、常用的套管有哪些规格？ 5″、5 1/2″、7″、7 5/8″、8 5/8″、9 5/8″、10 3/4″、12 3/4″、13 3/8″、20″等。 17、简述技术套管及油层套管的作用？ 技术套管是封隔复杂地层，保证固井顺利进行，安装井口装置，支承油层套管重量，必要时可当油层套管使用。 油层套管是封隔油、气、水层与其它不同压力的地层，如因保护套管形成油气通道，满足开采和增产措施的需要。 18、常用扶正器的规格有哪些？ 5×5 1/4，5 1/2×7 1/2，5 1/2×8 1/2，5 1/2×9 3/4，9 5/8×12 1/4，13 3/8×17 3/4。 19、上胶塞的作用是什么？ （1）在管内隔开水泥浆和泥浆或清水；
内插法固井(借鉴分享)
（二）插入法固井工艺 插入法固井工艺一般用于大直径套管固井，是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍（或插座式浮鞋），与环空建立循环，用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混，缩短顶替钻井液时间，同时水泥浆可提前返出从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染。 1. 插入法固井工艺流程 插入法固井工艺套管结构为：插入式浮鞋+套管串（也可以为：引鞋+1根套管+插入式浮箍+套管串）。钻杆串结构为：插头+钻杆扶正器+钻杆串。插入法固井工艺流程:注入前置液→注入水泥浆（见图）→替入钻井液（替入量比钻杆内容积少0.5m3）→放回压检查回压凡尔是否倒流→上提钻杆循环出多余的水泥浆（见图）。 注水泥 水泥浆 钻井液 钻杆 套管 扶正器 插座式浮鞋
下入钻杆,插头插入插座, 注入水泥浆替泥浆结束,起钻循环 2．插入法固井的有关计算 （1）套管串浮力计算 大直径套管固井一般是表层套管固井，要求水泥返出地面，固井施工后，管外环空全部为水泥浆。为了保证套管不被浮起，套管串所受的浮力F f 必须小 于套管串的重量G t 。 套管串所受的浮力F f 的计算公式： F f = S w Hρ s g×10-7 (1) 式中 F f —套管串所受的浮力，kN S w —套管外截面积，cm2 H—浮箍深度，m ρ s —水泥浆密度，g/cm3 g—重力加速度。 套管串重量G t 的计算公式： G t = qH×10-3+ S n Hρ n g×10-7 (2) 式中 G t —套管串重量，kN q—每米套管重量，N/m H—浮箍深度，m S n —套管内截面积，cm2 ρ n —套管内泥浆密度g/cm3 g—重力加速度。 要保证套管串不被浮起，需满足G t ≥F f 。若计算后G t ≤ F f ，必须加重钻 井液，即加大ρ n 的值，以提高套管串的重量G t ，使G t ≥F f 后方可施工。因此， 必须进行钻井液“临界密度”ρ min 的设计。“临界密度”是指替钻井液结束时， 套管串所受的浮力F f 与套管串的重量G t 相等时套管内钻井液的密度。计算方法 是把（1）和（2）式整理后（g取10）即可得出。 “临界密度”ρ min 的计算公式： ρ min =（S w ρ s －q×10-3）/ S n (3) 式中ρ min —临界密度 g/cm3 在做固井设计时，设计替入泥浆的密度ρ s 要大于临界密度ρ min ，实际应 用中，一般按： ρ s =ρ min +（0.1～0.2） （2）钻柱坐封压力的计算 由于插入法固井内管（钻柱）和浮箍的连接是通过插入接头和浮箍插座用插入的方法连接的，所以若不在密封球面与承压锥面之间施加一定的压力，在施工中就会在反向压力的作用下钻具产生“回缩”，造成密封球面与承压锥面之间“脱开”，而失去密封作用。因此，在设计中进行坐封压力的计算是非常必要的。 坐封压力F z 的计算公式为： F z =P max S m ×10-3 (4) 式中 F z —密封球面与承压锥面之间施加的压力（坐封压力） kN
海外石油钻井下套管与固井安全注意事项
海外石油钻井 下套管与固井安全操作规程 一、下管套 下套管的方法有多种。目前，国际上普遍采用的是得 克萨斯绳索法。这种方法操作简单、工作效率高而又安全；其特殊之处就是套管扣吊卡及扶正在套管扶正台处进行、 从场地上拉套管利用游车、单根提升吊卡，而不用猫头或 吊车、我们推荐采用得克萨斯绳索法下套管。 无论采用哪种下套管方法，其整个过程的安全注意事 项基本相同。首先，下套管的安全注意事项与下钻杆的基 本相同。下套管需要特别注意的是要安全地从场地上拉套 管和正确使用套管扶正台。 下套管前，必须做好充分准备。准备好的绳套、绳环等，其端部应固定牢靠，长度应适中，无破损或断丝并保 证强度。套管扶正台或临时搭成的工作台应固定牢靠，整 个台面任何处都能承受2000牛顿的力，扶正台上的栏杆应 完好无损，其要求与二层平台栏杆相同。 要认真检查游动系统、死活绳头，保证完好并能承受 所下套管可能遇到的最大负荷。刹车应灵活。检查并润滑
套管钳和套管吊卡。尤其是下尺寸较大、较深的套管，更 要引起高度重视。 下套管前的最后一次起钻期间，要注意把钻具均匀、 紧凑地摆放在钻杆盒上，以使钻台通往大门坡道留有足够 大的通道。 钻台大门坡道口的两边应有两根具有足够强度的兜绳桩。兜绳桩根牢牢地焊接在钻台上。桩柱螺纹与桩根连紧；桩高1—1.2米S桩柱上端应有便于绑缠兜绳的小环。兜绳 的一端绑在一根桩柱上；另一端缠在另一根桩柱上。 当套管公接头将到达钻台面时，司销操作必须放慢； 套管公接头到钻台面时，卸护丝动作要快，卸护丝的手在 护丝两边转动而不得伸到护丝端面，以免摆动的套管与钻 台面接触砸到手。缠在立桩一端的兜绳要慢慢松开。兜绳 的长度要够，但要注意不能缠到人。 夜间下套管时。要有充分的照明。注意场地与钻台之 间的联络。任何人都要注意避开大门跑道、大门坡道及其 周围。套管护丝不得随便往钻台下面甩，应由适当强度的 棕绳串好，用气动或电动绞车放至钻台下面在钻台上扣吊 卡时，周围的人要躲开。
深井固井井眼准备及下套管技术
深井固井井眼准备及下套管技术 川庆钻探工程公司工程技术处二0一0年七月二十七日
第一部分井眼准备及下套管技术 一、井眼准备 川渝地区地质构造复杂，地层承压能力低及井漏普遍存在，为确保套管柱下入和注水泥施工的安全顺利进行，因此井眼准备是下套管及注水泥施工作业前的最重要的工作之一。 1、地层承压能力试验 固井施工作业前应了解和掌握地层的三条压力曲线，即地层压力、地层漏失压力和地层破裂压力，固井施工最理想状态是使整个管柱环空当量液柱压力，大于地层压力而小于地层漏失压力，上述几条压力曲线是设计固井施工参数（水泥浆密度、注替排量等）的最重要依据。地层压力和地层破裂压力可通过钻井设计和实钻资料了解和掌握，而地层漏失压力多数情况下不得而知，常常需要对地层做承压试验来了解。在下套管作业前，通常采用三种方式对地层进行承压试验，即井口憋回压（其前提条件：在不发生静止井漏或循环井漏的情况下，井内静液柱压力与憋压值之和折算为当量泥浆密度应小于上层套管鞋处地层破裂压力梯度，否则不能采用）、加重钻井液摸拟固井施工压力和加大循环排量摸拟固井施工压力，或上述几种的综合应用，如龙岗构造、九龙山构造、七里北构造等各构造的井普遍进行了承压试验，根据试压结果最终确定施工方案和施工主要参数。 2、堵漏及提高地层承压能力
为了满足固井施工安全和固井质量要求，对于实钻中发生井漏和承压试验发生漏失的井，都必须进行堵漏作业。针对不同漏失性质分别采取颗粒级配的复合堵漏材料、随钻堵漏材料和注水泥堵漏等多种方法。九龙山构造的龙16井、龙17井和铁山坡构造的坡1-X2井等在下生产套管前，都耗费了大量物力、财力进行了长达数十天的堵漏及提高地层承压能力工作。 3、钻井液性能处理及循环 固井施工作业前，钻井液性能是否得到优化处理和调整以及充分有效的循环对于固井作业安全和提高固井质量的严重影响愈来愈受到固井界工程技术人员的高度重视。充分认识到钻井与固井是两套不同的钻井液性能要求，钻井主要重视钻井液对砂屑的携带、悬浮和对井壁保护的能力，而固井则要求其具有较低的粘切和屈服值，使其易于被顶替；注水泥前对钻井液充分有效的循环有助于破坏其结构力、改善其流动性和对井筒的清洁、净化，更有利于确保施工安全和进一步提高水泥浆顶替效率。固井施工设计中即规范了固井对钻井液性能和钻井液的循环要求，彻底改变了以前固井前不管泥浆性能好坏，下完套管开泵正常即施工的习惯做法。 4、通井 针对目前川渝地区所钻直井、定向井、水平井及井身结构情况，按照摸拟入井套管柱的刚性、尺寸的原则，规范和制定了从
超深井下套管固井技术
超深井下套管固井技术 摘要：随着勘探开发的不断深入，深井、超深井数量越来越多，套管的下深也越来越大，对下套管技术也提出了越来越高的要求。在各次下套管前，认真通井做好井眼准备、调整好钻井液性能。下套管作业中严格执行制定的技术措施，保证了各次套管顺利下到预定井深。 关键词：超深井套管设计、下套管钻井、固井工艺。 典型举例： 一、超深井套管设计 （一）超深井主要应解决6个方面技术难点： （1）井深结构的局限性导致固井质量难以满足要求。 （2）技术套管磨损严重，导致下部钻进困难。 （3）套管柱设计难以完善，固井工具可靠性差。 （4）地下水质变化大，导致水泥石的腐蚀严重。 （5）井下漏失和井涌问题等井壁稳定问题突出。 （6）穿越高压层和低压盐膏层、含硫地层。 （二）套管设计 现在虽然有成熟的设计方法和设计标准但由于外在的计算条件难以确定，深井套管柱设计依然是一项困难的工作。经常发生这样的情况:按照规范设计很好的管串，在以后的生产过程中出现挤毁、破裂、变形、磨损等问题。
例如：克参1井的地层压力高达124MPa，完井选用V150、P110和NKT140梯形扣套管，试油时套管发生破裂。因此，超深井的套管设计、应适当增加安全系数，并对各种生产条件全面衡量，经过谨慎权衡后，确定最终的外载条件。用于超深井固井的主要工具、附件有内管注水泥工具、分级注水泥接筛、尾管悬挂器、浮箍、浮鞋、扶正器。扶正器对于保证顶替效果、提高固井非常重要，它的重要作用有两个：套管居中和造成局部紊流。按以下原则：（1）套管鞋部位下入1～2个扶正器。（2）油气层段及上下50m内，每根套管加1个扶正器。（3）在大肚子井段，每根套管加一个扶正器。（4）其他井段酌情下入扶正器。 二、水泥浆和前臵液设计 深井、超深井的水泥浆密度一般较高，因此，在密度一定的情况下，最重要的性能就是失水控制了。由于配制一定密度的水泥浆所需的水灰比小，所以，少量的失水就会对水泥浆性能特别是稠化时间和粘度产生极大影响，因此API失水最好在50m以内或更低。深井、超深井中往往难以采用紊流固井技术。当套管尺寸大时，虽然顶替排量较大，但由于环空容积大水泥返速较低，当套管尺寸小时，由于流体摩擦阻力大，顶替排量小。这两种情况都难以实现紊流固井。因此，最现实的方法是：低返速固井和大排量顶替固井。最佳的顶替原则是保证水泥浆在环空的壁面剪切应力接近30MPa。如果井下条件不允许，至
套管固井
下套管与固井问答 下套管与固井问答 193．什么是插入式固井？ 答：插入式固井一般是在下大直径的套管时进行。套管下完后，在钻杆下边接一个插入接头，然后把钻具下入套管内。下完钻后，再把插入接头插在套管下边的插入座里边。水泥浆通过钻杆经插入座和引鞋返出，入环空。这就是插入式固井。194．插入式固井与普通固井相比具有那些优点？ 答：其优点主要是：1缩水注水泥浆时间和替钻井液时间；2可以有效地防止水泥浆与钻井液在套管内发生混浆；3由于水泥浆只经过钻杆，因此可以有效地防止套管灌“香肠”。 195．进行插入式固井都要做好哪些准备工作？ 答：除做好普通固井的准备工作外，还要做好下列四项准备工作：1准备一套插入座与插入接头，并注意检查插入接头的密封圈是否完好，与插入座的内径是否匹配；2准备一个与钻杆外径和套管内径相匹配的扶正器，目前现场上主要用两种尺寸，和；3准备一块下钻杆时放在套管接箍上的钻杆吊卡垫叉，目前现场上也只用两种和；4为节约时间，防止固井前开泵困难在开钻之前，最好先把固井时用的钻杆接成立柱，以便下完套管后即可顺利下钻。 196．下套管之前都应该做好哪些准备工作？ 答：1井眼准备，认真进行通井或划眼，处理好钻井液，保证下套管畅通无阻；2工具准备，包括套管吊卡，套管大钳（或钳头），灌钻井液管线及配合接头，管线上的控制闸门，遇阻时用的循环接头，相应尺寸的套管头及卡瓦，上扣用的旋绳及吊套管的绳索，套管扶正台及配件等；3材料准备，主要有水泥添加剂和水泥，备足固井用水；4技术措施准备，计算好水泥用量及替钻井液量，做好稠化及凝固试验，订好施工步骤；5设备准备，除固井车、供水车之外，井队的两大泵也必须完好，保证注灰、循环或钻井液时不出任何故障。 197．5******油层套管和技术套管在结构上都有哪些不同之处？ 答：5******油层套管结构是：5******生铁引鞋+1或2个单根+回压凡尔+套管根数+磁性定位短节+套管数根至井口。 技术套管结构是：可钻式引鞋（有时内装回压凡尔）+1或2个单根＋可钻式回压凡尔＋套管根数＋分级箍（有时也可不加）＋套管数根至井口。 它们的不同之处就是：套管有时装有双级固井用的分级箍，而无磁性定位短节，所用回压凡尔一般都是可钻的，不必用磨鞋磨。5******油层套管多装一个磁性定位短节所用引鞋和回压凡尔一般都是不可钻的。不论是5******油层套管还是技术套管，在套管柱上都要装扶正器。 198．下套管为什么要灌钻井液？不灌钻井液行不行？ 答：如果采用自动灌钻井液的回压凡尔，下套管是可以不灌钻井液的，否则必须灌钻井液。套管底部的回压凡尔在正常情况下，是不允许钻井液流入套管内的。如果不灌钻井液，套管在井内就成了一个空桶柱，环空中的液柱压力就会把它挤扁。在钻井液密度较高的情况下。如果不及时灌钻井液，挤扁的危险性就更大。因此。下套管时必须根据套管抗外挤强度和钻井液密度高低及时灌好钻井液。199．请写出20******、和5******套管本体外径各是多少毫米？ 答：20******为508毫米；为339.5毫米；为244.5毫米； 7******为177.8
龙岗3井244.5mm套管固井设计(最终版)
文件编号：JGJ-309(1).09 受控状态： 井别：预探井构造名称：四川盆地川东北坳陷仪陇 －平昌构造带龙岗生物礁 井号：龙岗3井型：定向井 固井类别：一类井业主单位：西南油气田分公司 Φ244.5mm套管 固井工程设计 四川石油管理局井下作业公司 2007年02月08日
文件编号：JGJ-309(1).09 受控状态： 井别：预探井构造名称：四川盆地川东北坳陷仪陇 －平昌构造带龙岗生物礁 井号：龙岗3井型：定向井 固井类别：一类井业主单位：西南油气田分公司 Φ244.5mm套管 固井工程设计 四川石油管理局井下作业公司 2007年02月08日
设计人：_ _(签字) 日期： 井下作业公司初审意见： 初审人：__(签字) 日期：__ 川东钻探公司审核意见： 审核人：__ (签字) 日期：___ 四川石油管理局工程技术部会审意见: 工程技术部：__(签字) 日期：__ 四川石油管理局审批意见： 审批
人：__(签字) 日期：__ 勘探事业部审核意见： 审核人： __(签字) 日期：__ 西南油气田分公司工程技术与监督部会审意见： 工程技术 与监督部：__(签字) 日期：__ 西南油气田分公司审批意见： 审批人：__(签字) 日期：__
目录 前言 1. 钻井资料 (2) 2. 地质资料 (3) 3. 固井目的及方法 (4) 4. 固井难点与主要技术措施 (4) 5. 套管柱设计、校核与扶正器安放位置 (5) 6. 固井工艺设计 (6) 7.水泥试验设计 (8) 8.下套管复杂情况计算 (9) 9.施工技术要求 (9) 10.施工组织 (11) 11.施工预案 (12) 12.健康、安全与环保要求 (13) 13.固井设备、工具与材料清单 (13) 附：龙岗3井9 5/8?套管固井施工现场办公会议纪要 (15)
下套管及固井要求
下套管及固井作业的规定 （试行） 油气勘探公司 钻井工程部
下套管及固井作业的规定 一、总则 为进一步加强落实套管使用管理规定，严格执行下套管各项技术措施，提高安全意识，把井下安全、工程质量、规范操作放在第一位，杜绝违章指挥、违章操作，确保下套管及固井质量，现制定下套管及固井作业有关规定。 二、职责 （一）钻井队 1套管、附件准备及验收 1.1套管到井后，井队技术员应及时清点送井套管、短套管及套管附件，检查其数量、型号是否与送井清单一致；套管和套管附件送井时要有检验合格证和检验记录。钻井队技术员应收集好套管及附件合格证备查。送井套管公扣和母扣端必须戴齐护丝，以防止碰坏丝扣。 1.2逐根清洗并检查套管及附件的丝扣。 1.3下套管工具必须完好，套管吊卡应有明显标记，不能与钻杆吊卡混用。 1.4对所送套管要复查套管丝扣、壁厚、钢级，由工程技术员组织丈量（套管长度不含公扣长度，长圆扣套管从公扣根部起丈量，特殊扣套管从“Δ”标记处起丈量）套管，将套管长度用红漆标记在套管本体上，数据要求两对口。按入井顺序编排套管，检查累计的套管长度是否满足井深要求，入井套管和剩余套管分开摆放，将不下的套管用棕绳捆绑，作好标记，
并与套管数据复核一致。联顶节长度必须符合井架底座高度要求，两端丝扣抹黄油戴护丝保护好，避免挤压变形。 1.5对送井套管在井场上逐根通内径，内径规尺寸标准见表。并记录通内径情况，由操作者签字。 检查工具质量。 1.7计算套管数据时，要确保浮箍位置低于要求人工井底位置不小于5米。工程技术员必须清楚套管总数、入井根数、剩余根数及入井套管的编排顺序。套管长度输入计算机后必须打印出来与实际的长度、位置相校核并确认一致，坚决杜绝将长度、顺序输错导致的严重质量事故。 1.8套管原始记录在测三样前必须保留。 2设备及其它准备 2.1在完井电测期间，钻井队要对设备进行一次全面检查，保证在通井划眼、下套管及固井施工期间设备连续运转，确保各项工序连续进行。 2.2合理安排通井下套管固井时间，下完套管循环2～3周必须固井，不能长时间循环，影响固井质量。 2.3电测完后，测井队及时将数据送钻井工程部技术科。固井队及时到技术科取完井电测井径数据和实际地质分层，便于及时计算灰量组织装灰。 3井眼准备 3.1钻井过程要确保井眼规则，无大肚子井眼，防止井径扩大率和全角变化率超标，影响套管的顺利下入和固井质量。 3.2钻井液性能应能保证井壁稳定、井眼干净、无油气侵和无漏失，符
《完井与井下作业》第2阶段在线作业2020
《完井与井下作业》第2阶段在线作业2020 试卷要求: 答题要求: 判断下列说法是否正确 1(5.0分) 孔隙型岩石的渗透性与孔隙度无关。 ?A) 正确 ?B) 错误 错误 2(5.0分) 侧钻井眼的钻头可采用偏心钻头，故钻出的井筒是常规井眼尺寸。 ?A) 正确 ?B) 错误
错误 3(5.0分) 对接法适用于套管破漏较浅、损坏较少、对接位置以上地层结构较 好、不坍塌的情况。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确 4(5.0分) 低渗透储集层的完井中一定要用下套管固井，将低渗透层射开的完 井方法。 ?A) 正确 ?B) 错误
正确 5(5.0分) 负压射孔时不会产生对产层的液体污染。 ?A) 正确 ?B) 错误 错误 6(5.0分) 大位移井是指井的水平位移与井的垂深之比等于或大于2的定向井。 ?A) 正确 ?B) 错误
正确 7(5.0分) 聚合物射孔液主要用于可能产生严重漏失(裂缝)或滤失(如高渗透)以 及射孔压差较大、速敏较严重的油层。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确 8(5.0分) 裂缝型岩石的渗透性是指流体流过裂缝的能力。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确
9(5.0分) 化学防砂是将化学药剂注入地层，把疏松的地层砂胶结起来，形成 具有一定强度和渗透性的挡砂屏障。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确 10(5.0分) 低渗透层在射孔时，应使用较高的射孔密度，深度要深（至少应在3 00 mm），较小直径的射孔孔径。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确
11(5.0分) 分支井的主井筒和分支井用水泥封固，各层压力分隔，接合点及分 支井段为机械支撑，分支井可再次进入，可合采或分采，该种完井 方式称为五级完井。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确 12(5.0分) 管内砾石充填完井的基本方式为在井中下套管固井，然后射孔。在 井中的出砂井段再下筛管，在筛管与套管的环形空间充填砾石。 ?A) 正确 ?B) 错误 正确
固井复杂问题
固井复杂问题 固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度（占20%～30%）。固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。固井又是一个系统工程，影响因素复杂多样，具有其特殊性，主要表现在以下几个方面： （1）固井作业是一个一次性工程，如质量不合格，即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。 （2）固井作业是一项系统工程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科，施工时未知因素多，风险大。 （3）固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。 因此，要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工，并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案，确保优质高效地完成固井作业。 固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥胶结质量等方面，为此，固井复杂问题和事故也可以分为以下几类。第一类：套管及下套管复杂情况，包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件和工具失败、下套管后漏失或循环不通等。 第二类：水泥浆浆体性能事故，包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水泥浆过度缓凝等。
第三类：注水泥现场施工复杂情况，包括注水泥漏失、环空堵塞、注水泥替空等复杂情况和事故。 第四类：水泥胶结质量复杂情况，包括油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等。 下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法分别加以论述。 1、下套管复杂情况 1、1套管阻卡 套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘吸卡，二是井眼缩经卡，三是井眼坍塌或砂桥卡。 1）管阻卡的原因及影响因素 1.套管粘吸卡是由于套管的外径往往大于钻杆的外径，套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积，上扣时间要大于钻杆的上扣时间，且下套管时又难以旋转，因此，卡套管的发生机率较大。 2.井眼缩径卡套管是由于井眼不稳定，特别是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼，导致井眼缩径，造成缩径卡套管事故。 3.井眼坍塌或砂桥卡套管是在下套管过程中或下套管结束后发生井眼坍塌或形成砂桥造成卡套管事故。 4.下套管前没有认真通井，对缩径段没有很好地划眼，易造成卡套管事故。 5.下套管作业没有认真准备（包括组织、工具等），造成下套管时间
固井技术基础
固井技术基础（量大、多图、易懂） 概述 1、固井的概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为 固井工程。 2、固井的目的 1. 封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行； 2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回泥浆池； 3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件； 4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染； 5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件； 3、固井的步骤 1. 下套管 套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。为保证固井质量和顺利地下入套管，要做套管柱的
结构设计。根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。 2. 注水泥 注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。 3. 井口安装和套管试压 下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。注平衡液等作业。 4. 检查固井质量 安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）要做地层压裂试验。生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。固井质量的全部指标合格后，才能进入到下一个作业程序。 4、固井的方法 1. 内管柱固井 把与钻柱连接好的插头插入套管浮箍或浮鞋的密封插座内，通过钻柱注入水泥进行固井作业，称为内管柱固井。内管柱固井主要用于大尺寸（16″~30″）导管或表层套管的固井。 2. 单级双胶塞固井
固井技术基础
固井技术基础(量大、多图、易懂) 概述 1、固井的概念 为了达到加固井壁,保证继续安全钻进,封隔油、气与水层,保证勘探期间的分层测试及在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管,并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业, 称为固井工程。 2、固井的目的 1、封隔易坍塌、易漏失的复杂地层,巩固所钻过的井眼,保证钻井顺利进行; 2、提供安装井口装置的基础,控制井口喷与保证井内泥浆出口高于泥浆池,以利钻井液流回泥浆池; 3、封隔油、气、水层,防止不同压力的油气水层间互窜,为油气的正常开采提供有利条件; 4、保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染; 5、油井投产后,为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件; 3、固井的步骤 1、下套管 套管与钻杆不同,就是一次性下入的管材,没有加厚部分,长度没有严格规定。为保证固井质量与顺利地下入套管,要做套管柱的结构设计。根据用途、地层预测压力与套管下入深度设计套管的强度,确定套管的使用壁厚,钢级与丝扣类型。 2、注水泥 注水泥就是套管下入井后的关键工序,其作用就是将套管与井壁的环形空间封固起来,以封隔油气水层,使套管成为油气通向井中的通道。 3、井口安装与套管试压 下套管注水泥之后,在水泥凝固期间就要安装井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各层套管的顶端都挂在套管头内,套管头主要用来支撑技术套管与油层套管的重量,这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间,防止压力互窜。套管头还就是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的套管头上还有两个侧口,可以进行补挤水泥、监控井况。注平衡液等作业。 4、检查固井质量 安装好套管头与接好防喷器及防喷管线后,要做套管头密封的耐压力检查,与与防喷器联接的密封试压。探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验,钻穿套管鞋2~3米后(技术套管)要做地
固井井控普及知识
固井井控技术规范 固井是钻井施工的重要组成部分，包括下套管、注替水泥浆等工作。搞好固井施工中的井控工作，关系到油气井的寿命和油气资源的保护。 一、固井前期准备过程中的井控工作 固井前的井筒准备是固井井控安全的基础，包含井身结构和套管柱设计、通井作业中的井控措施等。 1、井身结构和套管柱设计 为满足井控要求，井身结构和套管柱设计应满足以下条件： （1）同一裸眼段内，原则上不应有两个以上压力梯度值相差过大的油气水层； （2）探井、超深井、复杂结构井的井身结构，应充分估计不可预测因素，留有一层备用套管； （3）在地下采掘区钻井，井筒与采掘坑道、矿井通道之间的距离不少于100m，表层或技术套管下深应封住开采层并超过开采段100m以上； （4）套管下深要考虑下部钻井最高钻井液密度和溢流关井时的井口安全关井余量； （5）含硫化氢、二氧化碳等有害气体和高压气井的油层套管，其材质和螺纹应符合相应的技术要求，且水泥浆应返至地面。 2、通井作业期间井控措施 下套管前的最后一趟通井作业应以井筒顺畅无挂卡,井下无井漏、油气水侵、溢流和井涌为目的，确保井下情况稳定。 （1）起钻前循环井内钻井液时间不应少于一周半；短程起下钻后的循环观察时间也应达到一周半以上；进出口密度差不超过0.02g/cm3。短程起下钻应测油气上窜速度，根据具体情况控制气井的油气上窜速度小于20m/h，控制油井的油气上窜速度小于15m/h，满足井控安全要求才能进行起下钻作业。 （2）对钻井液进行稀释处理时必须坚持加入稀释剂稀释钻井液的原则，不得采用大量加清水处理钻井液的办法降低密度。 （3）低压漏失井下套管前应先使用钻井液堵漏或其它堵漏方式提高地层承压能力，所需承压能力一般应根据下套管和注水泥时的最大井底动态液柱压力确
下套管作业安全措施.docx
下套管作业安全措施 1目的 为了保证下油气层套管作业的顺利进行，保护施工人员不受伤害，特制定本作业指导书。2范围 适用于重庆钻井分公司所属井队下油层(技术)套管作业。 3岗位要求 4岗位职责 5作业程序 危害识5.1下套管前的准备 5.1.1人员组织 5.1.1.1在下套管前由值班干部组织召开会议，进行人员分工，交待技术要求和安全措施，进行识别和风险评价。 5.1.1.2下套管作业时，井队安全员必须在现场进行安全监控。 5.1.1.3各岗位应按规定穿戴好劳保用品。 5.1.1.4各岗位操作应按SY5974—94《钻井作业安全规程》中4.3.2的规定执行。 5.1.2套管、工具的准备 5.1.2.1套管到井队后，井队技术人员根据交接单据对套管进行验收，组织对套管进行清洗丝扣、丈量、挑选，用符合标准的通径规进行通内径，将合格套管按下井顺序进行编号，涂匀套管密封脂；将复查不合格的套管涂上明显标记，并与合格套管分开，计算复查准确无误。 5.1.2.2用气通套管内径时，气管线两端固定牢固，防止蹩掉伤人，通径规出口端正面不准站人。 5.1.2.3由技术人员检查验收送井的下套管工具，规格准确、丝扣完好、灵活好用、配件齐全。 5.1.2.4由技术员检查套管下部结构及附件，并组织将下部结构粘胶。 5.1.3设备的准备 5.1.3.2 由司钻负责对顶驱系统、刹车系统、防碰天车、钢丝绳、死绳固定器等进行检查和整改。 5.1.3.3由副司钻负责对钻井泵和循环系统、灌泥浆管线、闸门进行检修保养。 5.1.3.4由井架工负责绑牢井架上的钻杆、钻铤，对天车、气动绞车、井架和底座、悬吊滑轮等润滑、固定、连接螺栓和销钉、钢丝绳磨损等情况进行检查保养。