水平井尾管悬挂固井体会

第一篇：水平井尾管悬挂固井体会

水平井尾管悬挂固井

华北井下HB-1401固井队-毕明清

固井技术措施：

钻井队

1、通井划眼：对缩径段、前期遇阻位臵及狗腿度变化大的井段须反复划眼，保证套管顺利入井到位；最后一次通井中，钻具提到悬挂器坐挂位臵称重；

2、处理泥浆：下套管前处理钻井液，在保证井下安全前提下尽量降粘降切，降低摩阻，降低含砂量，粘滞系数<0.07；

3、密封上扣：浮鞋、浮箍和悬挂器与套管连接处必须涂抹强力胶，其他套管连接处涂抹套管专用密封脂；下套管及附件要用液压大钳按照API标准上扣，或者以“△”标志为准，有余扣者，记录余扣，扭矩达到标准后方可入井；

4、下放灌浆：用已称重的钻具送尾管入井，严格控制下放速度，出上层套管（进入裸眼段）后下放速度控制在每根45s以上，避免速度过快产生激动压力压漏地层；下入前5根套管时必需逐根灌浆，(套管入井10-15根，灌满钻井液顶通循环，确保浮箍浮鞋通畅，)其余每10根灌满一次，接悬挂器和出上层管脚前必须灌满钻井液；严格控制尾管在裸眼（水平）段内的静止时间（<3min），防止出现粘卡情况；尾管到位后，接方钻杆，记录钻具活动范围和悬重；

5、悬挂器：悬挂器必须在其厂家驻井人员指挥下，按照使用说明的要求入井；

6、循环洗井：套管到位后小排量顶通，直至井底沉砂返至悬挂器以上后，再逐渐提升排量，待排量稳定后充分循环洗井，排量不低于替浆排量，直到返出井底沉砂、泥皮，钻井液粘切达到固井要求，再进行悬挂器坐挂作业； 固井队：

1、扶正器（居中）：水平段采用后臵液充填部分套管，提高水平段套管浮力，提高其居中度合理；安放扶正器，保证尽可能高的居中度，下部200米及含油气层显示段选用有利于提高顶替效率的树脂旋流扶正器；含二叠系地层，为降低漏失风险，按要求二叠系以下用树脂旋流扶正器；斜井段，为保证套管居中，防止贴边，也按要求加放树脂旋流扶正器；重叠段，为保证坐挂居中，悬挂器以下2根套管连续加2个弹扶，接近井口的连续两根套管要求加放刚性扶正器；

2、悬挂器：坐挂倒扣操作完成，正常循环后，测量迟到时间，确定钻具正常插入悬挂器，避免短路；替浆量至悬挂器2m3，降低排量至0.6m3/min，避免排量过大时影响钻杆胶塞和尾管胶塞结合；

3、水泥浆：合理设计水泥浆体系，优化水泥浆浆柱和性能，领浆采用低密度水泥浆，控制井底压力，避免漏失，尾浆采用短候凝微膨胀水泥浆体系，严格控制失水、析水和稠化时间；使用膨胀剂；

4、前臵液：前臵液采用复合类型，冲洗液采用高效化学冲洗剂，有利于改变流态，在较小排量下达到紊流；隔离液使用高粘切加重类型，有效冲刷井壁，提高顶替效率，根据实际井径，要求调整隔离液性能，实际必须能达到紊流驱替排量；针对油基（含油）泥浆，固井施工前注入占环空高度不低于200米的不含油泥浆；

5、施工参数：设计合理的替（注）浆排量，采用紊流顶替或紊流-塞流复合顶替技术，提高水泥浆顶替效率；

6、压力控制：替浆时根据实际情况，替入一定数量重浆（密度根据压差情况确定），降低套管内外压差（≤5MPa），防止回压凡尔失效，造成回吐，导致返高不够，造成异常高塞。

施工预案：

1、遇阻：用钻杆送尾管进入裸眼段后遇阻，采取上提下放的措施，但下压吨位不能超过30T，接循环头进行中途循环钻井液，最大泵压不得超过悬挂器要求的最高压力（6Mpa）,仍不能解卡，则向相关部门汇报；

2、井漏：

下套管途中出现漏失情况，请示甲方，拔出套管或直接将套管下到位后进行堵漏后固井；套管到位后循环中出现漏失，堵漏后固井；如果堵漏无效，请示甲方后强行固井，井队备够替浆用泥浆，固井前泵入一定数量堵漏浆（细颗粒），领浆到达预计漏层底界，降低施工排量，重浆不再注入，避免套管内压力过高，替空管鞋，其他操作参照固井设计； 固井过程中时出现漏失，采用降低施工排量措施；

3、回压凡尔：注完前臵液后，放回水验证回压凡尔性能，如果失灵，多注入重量，尽量减少关内外压差；若替浆到量（碰压）后，放回水回压凡尔失灵，则注入回水量（再碰一次压），如果仍然失效，则强起钻具；

4、悬挂器：悬挂器提前坐挂，无法坐挂或倒扣失败，由工具放驻井人员提出解决方案，并向甲方汇报，等待甲方指示；

5、替浆压力过高：替浆过程压力超过泥浆泵安全销预设压力，或泥浆泵不能正常工作时，由水泥车完成替浆，井队做好供液工作，预先铺好替浆管线。

配合作业及注意事项：

1、替浆：井队准备够替浆用泥浆（可入井），施工前做好泥浆泵检查校核工作，钻台有司钻值班随时调整排量，后罐泥浆大班、技术员到位，做好人工计量工作，最终替量以人工计量为主，参考流量计和累计泵冲数，返浆口派人坐岗，发现异常及时报告固井指挥；

2、供水供电：施工期间不能倒发电机，电工必须在水罐附近值班，便于处理供电异常情况；

3、测量密度：井队派3人参与水泥浆密度测量，一人取浆，一人传递，一人测量，录井队派2人参与，一人记录，一人打手势；

4、信息汇总：录井、钻井将信息统一汇总至监督处，商议后由监督统一上报。

尾管悬挂器操作注意事项

1、入井前检查。检查产品检验合格证、试压报告，悬挂器本体组装情况，按照装箱单检查配套附件是否齐全完好（提升短节、回接筒、球座、铜球、大小胶塞、可能还有选配的浮箍浮鞋通径规）；

2、拉伸距计算。起钻时（或通井期间），将钻具提至悬挂器坐挂位臵后，称重并记录M1；校核尾管长度，仔细计算钻杆回缩距，配好送入钻具（准备1-2根短钻杆）；

3、悬挂器入井。悬挂器下面的两根套管连续加2个扶正器，套管内先灌满泥浆再接悬挂器；严禁在卡瓦和液缸处打大钳；在回接筒内注满钻杆丝扣油，然后上紧防砂罩固定螺丝；称重记录，锁死转盘；尾管下到位后，灌满泥浆，接方钻杆，称重记录M2；

4、坐挂。

（1）试坐挂。先进行试坐挂操作，受井下条件限制，有时循环压力过高未投球就将液缸销钉剪短，在这种情况下，若无旋转水泥头或水泥头上无投球孔时，直接坐挂；

（2）投球坐挂。如果没有坐挂，则投球泵送正常坐挂，密切注视压力变化，当球到达球座后憋压11-12Mpa，稳压2min（此时压力通过悬挂器本体上的传压孔传到液缸内，压力推动活塞上行，剪短液缸销钉，再推动推杆支撑套并带动卡瓦上行，卡瓦沿锥面张开，锲入悬挂器锥体和上层套管之间的环空，瞬间隔断绞车对尾管的拉力，尾管重量通过悬挂器支撑在上层套管上，之前的拉力全部作用在钻具上，将钻具拉伸，形成拉伸量L）；（3）判断坐挂是否成功。慢慢下放钻具，施放拉力，当悬重等于送入钻具重量和游车大钩重量之和时，即坐挂成功。坐挂成功后，继续憋压18Mpa左右，憋通球座，建立正常循环。（在钻具上做出标记，将拉伸量L等分成(M2-M1)/10份，每次下放钻具两个10L/（M2-M1）的距离，观察悬重变化是否减少约20t，直至下放钻具L,如果悬重下降至送入钻具重量和游车大钩重量之和，即M1时，则说明坐挂成功。）

5、倒扣。

（1）倒扣操作。松开转盘，坐钻杆卡瓦，正转进行倒扣，累计有效倒扣不少于20圈（正常情况下，用转盘倒扣时，正转数圈后放松转盘，转盘几乎不回转。切记先剪短球座建立循环，才能倒扣）。

（2）验证倒扣是否成功。将钻具缓慢提至中和点后，再上提1.5-1.8m,若悬重没有变化，一直等于送入钻具重量和游车大钩重量之和，说明倒扣成功。（3）倒扣成功后放回钻具，下压10-15t，接入水泥头，按固井要求循环后固井。

6、固井及拔中心管。替浆时，当钻杆胶塞到达尾管胶塞位臵前1.5m3降低排量；替浆量剩2-3 m3，降低排量，碰压；正转2-4圈，缓慢上提钻具5-6m，送入钻具与悬挂器脱开后上提1-3柱（根据上塞长度要求），大排量循环一周（循环时转动或上下活动钻具），循环出多余水泥浆。

第二篇：水平井录井工序

水平井是指钻进过程中的井斜角在90度时沿水平方向钻进的井。水平井由于其特殊的井身结构和施工要求，常规的录井方法已经无法适应这种新的钻井工艺的需要，而较先进的水平井地质导向系统又需要太大的投资，怎样才能既不大幅度的增加录井成本，又能准确完成水平井的地质录井工作并实现水平段的地质导向，已成为摆在我们面前的难题，本文对水平井录井方法进行了总结整理，并对怎样在现有录井条件下实现水平井的地质导向技术进行了一些探索。

一、录井前的准备工作

取资料前，地质人员要认真学习设计，对设计的各项内容和要求进行认真分析。同时广泛收集资料，掌握区域地层，做到心中有数。以卫117侧平井为例，我们从录井处、采油三厂分别借阅了卫117井、卫22-79井、卫18-6井、卫22-53井、卫22-8井、卫22-65井、卫22-14井等10余口井的资料。对这些资料进行整理归纳和综合分析，掌握地层变化特征及砂体分布和油层变化规律等。并在此基础上编制地层对比图、地质预告图、井身结构及地层的随钻分析图等，以指导以后的钻井工作。

需要注意的是：对借阅的邻井资料要对其深度进行校正，并用它们的井斜对其各个稳定的主要砂体及标志层视厚度及深度逐个进行校正。我们这样做的目的是为了保证在卡入口点（A点）前的地层对比更加正确，为下一步工作打好基础。最后，由于水平井对井深精度要求极高，为了保证工程质量，我们要求钻具的丈量、计算都要做到尽可能的准确，并将这一思想贯穿于整个录井过程中。

二、卡好着陆点（A点、入口点）

可以这样说，卡好入口点A点代表水平井成功了一半，但是由于水平井目的层的厚度非常小，如濮1-侧平239井1.0m，濮1-侧平231井2.5m，卫117侧平井3.5m。因此，对入口点的确定必须要特别小心，消除一切可能出现的误差。经过我们分析，这些误差主要来源于以下几个方面：

（1）由于邻井资料不正确，如电测深度误差而引起的本井设计的井深误差。

（2）由于邻井井斜大，井深未校正而造成的深度误差。

（3）实钻地层与设计数据之间的正常误差。

（4）在设计本井之前，对井下构造认识不清，从而造成实钻地层与设计地层完全不符。这种情况往往将会使我们无法找到入口点，并预示着水平井的失败，这种情况应该比较少见。

由于以上误差的出现，往往会是我们钻达设计井深而未见到目的层，这就要求我们综合分析，针对不同情况采取不同的措施。

第一、第二个问题的解决要求我们在开钻前就要了解，分析好各邻井资料的可靠性，并多井、多法对比，挑选出资料最可靠，最有对比性的几口井作为对比井。并对这些井进行深度校正，尽量消除深度误差。而第三个问题的解决就要求我们加强随钻对比。直井段的分析对比比较简单：对比方法与普通井别一样。而在造斜段、增斜段分析对比比较复杂且至关重要，是我们在卡入口点前地层对比的关键。总之，正确无误的地层对比、及时掌握地层变化是我们卡好入口点的保证。根据经验，水平井的卡入口点地层对比要从以下几方面去努力：

（1）从开始造斜起，要绘制1：200的“深度校正录井图”，与邻井进行对比。要求在造斜段、增斜段的钻进过程中随时把单层厚度及深度换算为真厚度，同时以厚度为目标层与邻井进行对比，忽略薄层。换算方法如下：（忽略地层倾角）：

TVT＝MD×COSα

TVT—真实垂向厚度（m）；MD—地层视厚度、斜深（m）；α—井斜角（°）

（2）在对地层及砂层组进行大段对比的基础上，要坚持小层对比，因为水平井的目的层最后要落实到一个小层上。

（3）及时绘制“地质轨迹跟踪图”，根据地层对比结果，结合实际轨迹，及时绘制轨迹运行图与设计轨迹进行对比。

（4）在岩性描述及挑样上做到去伪存真，提高所描述岩屑的代表性、正确性。

（5）结合与邻井中目的层岩性、物性、含油性及分析和化验资料的分析和对比判断着陆点（A点）的位置。

（6）另外：在水平井钻井过程中，地质人员必须熟悉当前目标层的合理的地质构造解释。必须了解构造解释的三维特征。同时应善于通过分析井身的几何结构来指导下部的井身轨迹，通过对构造的分析并结合井身轨迹，随时了解钻头所处的断块、地层，分析与设计是不是一致。

（7）利用邻井资料，结合气测、定量荧光分析技术解决油气层的归属问题，为地层对比提供依据。

三、水平段地质导向

水平段的地质导向工作主要包括两大方面的内容：其一主要是检测油层内部岩性、物性及含油性的变化，一旦在水平段出现明显水砂应能及时发现并提出下部措施。其二是将钻头控制在油层内部，使钻井轨迹与油层顶面平行顺层面钻进，防止钻穿油层顶、底面，进入盖层或油层底部泥岩层。我们知道，理想的地质导向信息应该是一旦偏离目标层，立即就能被地质人员发现。基于这一原理，我们认为可以通过以下方法，在我们现有的录井条件下完成地质导向。

（1）钻时：钻时具有较好的实时性，能及时反映地下岩石的可钻性，进而推测其岩性。但由于其影响因素较多，因此在利用它作地质导向时，一定得考虑钻压、转盘转速、单驱或双驱等等因素得影响。

（2）油气储层最直接、最有效的信息为气体组分。最常见的储层结构是气顶、中油、下水，它们的组分值会有明显的不同。

（3）连续观察、描述含油岩屑百分含量的变化，也是我们指导水平井钻进的主要方法之一。并及时绘制水平段地质导向图，结合井深轨迹和地下构造合理提出导向意见。

（4）几何导向的作用、意义、方法：几何导向的用法明显，即使用MWD提供的几何导向变量信息和已设计的钻头轨迹响应点上的设计值相比较，即可得出实际钻头轨迹是不是偏离了设计轨迹，如发生了偏离，则需作校正设计，直至确认钻头达到设计的目标层位置或沿目标层位置前进。

第三篇：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涉及，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），造成下套管时间过长或中间停顿等，易发生卡套管事故。

6.中途测试、取心、电测后没有通井而直接下套管易发生卡套管事故。7.钻井液性能不好，没有形成很好的滤饼，井眼摩阻系数大，尤其是高密度、分散型钻井液，发生卡套管的机率大。

8.下套管前对漏失层没有很好地堵漏，加之下套管时速度过快，易压漏地层，造成井塌引起卡套管事故。

9.高压层下套管前没有压稳，在下套管过程中发生溢流，环空夜柱压力下降，易发生井塌，造成卡套管事故。

10.井口不，下套管上扣时反复错扣，下套管时井下套管静止时间长且没有活动套管，易发生卡套管事故。

11.钻井液密度设计不合理，如密度设计较低，造成井眼坍塌或没有压稳蠕动性地层引起井眼缩径，造成卡套管事故。

12.下套管时遇阻，盲目下压，造成下套管由遇阻演变成套管卡死。2）

防发生套管阻卡的技术措施

1.下套管前认真通井，对缩径段反复划眼。

2.设计合理的钻井液密度，保证压稳地层，防止井眼坍塌，减少蠕动性地层的蠕动速度和井眼缩径。

3.中途测试、取心及电测后要求认真通井才能下套管。

4.下套管前认真处理好钻井液性能，降低钻井液粘度、切力和失水，并充分循环处理钻井液，方可下套管。

5.对于深井、长裸眼井和定向井、水平井等，必要时在下套管前要求加入塑料小球或混入5%～10%的原油，降低井眼摩阻系数。6.下套管作业要认真准备（包括人员组织、工具等），仅可能减少下套管时间和中间停待。

7.下套管前对漏失层要求很好地堵漏，并控制下套管的速度，防止压漏地层。8.在高压层下套管前要求压稳，防止在下套管过程中发生溢流，保持井内压力平衡。

9.在下套管过程中如发生井漏、井塌等复杂情况，一般要求起出套管，下载处理井眼，正常后再重新下套管。

10.下套管时如遇阻，应反复活动套管，并接方钻杆或循环头循环处理钻井液，不能盲目下压，防止套管卡死。

11.下套管前要校正井口，做到天车、转盘和井口三点一线，防止下套管上扣时错扣。

12.必要时使用套管扶正台，采用人工或机械扶正套管，防止下套管上扣时错扣并加快下套管速度。

13.尽可能使用自动灌浆设备，减少因灌浆造成的下套管停顿时间，使用自动灌浆设备时要及时注意其工作状况，如失败要采用人工灌浆。

14.下完套管后要求先灌满钻井液后再慢慢开泵循环，等循环畅通后慢慢提高循环排量，防止混入空气造成开泵困难和压漏地层。

15.采用人工灌浆时，在灌浆间隙要不停地活动套管，上下活动套管距离不小于2米，发现井下有遇阻迹象时要停止灌浆，并采用大距离活动套管或接方钻杆循环等措施，等正常后再灌浆和下套管。16.下套管过程中要及时注意井口返浆，如发现异常应立即停止下套管进行处理，待正常后方可继续下套管。3）

套管阻卡的处理方法 套管遇卡后，应在保证套管串不被破坏的前提下开展处理工作，而且，应根据不同的卡套管类型采用不同的处理方法较卡钻相比，套管遇卡处理难度更大，手段也相对较少。

（1）套管粘卡

发生套管粘卡后，推荐采用以下步骤进行处理：

1.强力活动套管； 发生套管粘卡后一般是先接方钻杆或循环头开泵循环，后在套管和设备（井架、提升系统）安全的条件下，尽最大可能上下活动套管，采用此种方法一般可以消除套管粘卡。

如果强力活动次数后（通常为10次左右）仍不能解卡，一般要停止强力活动。此后，在一定范围内活动没有卡住的套管，防止卡点上移。

2.泡解卡剂； 在强力活动套管无效后，处理套管粘卡的主要方法是通过泡解卡剂的方法来处理套管粘吸卡。其基本步骤一般如下：

第一：选择合适的解卡剂。解卡剂一般分为水基、油基两种，其密度要根据井内地层压力选定，对于高压井，要选择高密度的解卡剂。一般油基解卡剂适合大多数地区，但在个别地区，水基解卡剂也取得了较好的应用效果。第二；计算卡点位置。现场一般采用计算在一定拉力条件下的套管伸长来计算卡点位置。计算公式如下：

L=ESI/F 式中 L——自由套管的长度，m；

E——钢的弹性系数，2.1×105MPa； I——自由套管在力F作用下的伸长，m；

F——自由套管所受超过自身质量的拉力，N； S——套管截面积，m2。

第三：计算解卡剂的用量。根据计算的卡点位置，在卡点位置及其以下部分注入合适的解卡剂。要求具有一定的附加量，一般在20%左右。

第四：井内压力平衡计算。根据井内地层压力、钻井液密度、地层岩性、解卡剂的密度和用量，进行井内压力平衡计算，确保不会发生井涌、井喷和井塌事故。第五：解卡。根据不同的解卡剂的类型、地层特性和现场的实际卡套管的情况，在解卡剂注入一定时间后采用类似强力活动套管处理方法解卡。（2）套管缩径卡和井眼坍塌或砂桥卡

1.套管缩径卡时，井内一般可以循环钻井液，可以通过类似套管粘卡的处理方法进行处理。

2.井眼坍塌或砂桥卡时，如可以循环钻井液且井口尚能返浆，应坚持先小批量低压循环钻井液，后逐步提高钻井液的密度、切力，正常后固井。

3.如果套管已经下到井底，且循环钻井液漏失，应根据现场实际情况进行处理。大多数情况下选择小批量固井的方法，争取把下部地层封固，必要时再对上部地层进行挤水泥作业补救。

4.如果套管没有下到井底，可选择先固井，后采用增加一层尾管固井封固下部地层的方法补救。1.2套管断裂

1）套管断裂的原因及影响因素

1.套管设计时安全系数设计偏低，没有考虑如温度变化、套管弯曲等因素对套管强度的影响，造成套管强度不够而发生套管断裂。

2.套管本身质量问题，特别是丝扣加工质量不过关，造成丝扣处脱落。3.套管浮箍以上由于没有对套管丝扣联接处加以固定，在钻水泥塞时造成套管脱落。

4.钻遇硫化氢气层，钻井液中含有硫化氢而产生 氢脆作用，造成套管断裂。5.在技术套管中钻进，没有采取有效的防护措施，钻杆接头将套管磨穿，造成套管断裂。

6.地层水含有腐蚀性物质，如水泥环封固质量不好，易造成套管腐蚀破坏断裂。7.套管遇卡后，施加拉力太大，造成套管脱落。

8.在压裂和注水泥施工时，由于施工压力太高，超过了套管的抗压强度，造成套管断裂破坏。

9.在热采井内，套管受热膨胀，但由于套管外面又有水泥固结，限制了套管的自由伸长，在套管内部产生压应力，当压应力超过材料的屈服极限时，套管就会断裂。

2）防止套管断裂的技术措施

1.下套管时防止套管错扣，不允许在错扣焊接。

2.套管遇阻卡后，不能强拉强提，上提拉力不能大于套管本体和丝扣抗拉强度的80%。

3.表层套管和技术套管下部的留水泥塞套管应用防止螺纹松扣脂或在松扣处采用铆钉固

定，防止在钻水泥塞或下部钻进过程中造成套管脱落。

4.对于含有硫化氢的井，下套管前必须充分循环钻井液，压稳产层，清除钻井液中的硫

化氢。同时，应采用访硫套管和井口装置。

5.应尽可能提高表层和技术套管鞋处的固井质量。

6.在已下套管的井内钻进，要控制转盘的转速。钻铤未出套管鞋时，转速不大于60r/min，钻铤出套管鞋后也不要超过150r/min.对于深井和复杂井，钻井周期长，对套管要采取相应的保护措施。

7.对于热采井固井，应采用优质钢材，在固井时要提拉一定的预应力，消除因温度升高，钢材受热膨胀产生的压应力。1、3 套管挤毁

1）管挤毁的原因及影响因素

1.套管强度设计不合理，造成套管挤毁。

2.灌钻井液不及时，造成在下套管过程中掏空太长，引起套管挤毁。

3.套管加工质量不好，如壁厚不均匀或椭圆度太长或钢材性能达不到标准。4.在挤水泥时，没有下挤水泥封隔器，挤水泥施工压力超过上部套管的抗内压强度，造成上部大直径套管挤毁。

5.存在特殊地层，如岩盐层，由于岩盐层蠕动，蠕变压力大于套管的抗外挤强度，就会造成套管挤毁。2）防止套管挤毁的技术对策

1.下套管时要及时灌浆，控制套管掏空深度。

2.在岩盐层等蠕动性特殊地层段套管强度设计应采用蠕变压力设计，并考虑不均匀载荷的影响。

3.挤水泥作业设计时要考虑套管抗压和抗外挤强度的影响。4.控制下如套管的质量，防止不合格的套管入井。

6.尽可能提高封固段的水泥石胶结质量，尤其是蠕动性特殊地层，提高套管抗外挤能力。

1、4管附件和工具复杂情况

1)浮箍、浮鞋复杂情况

1.浮箍、浮鞋堵塞：下完套管后，循环不通，开泵压力持续上升，井口不反浆。预防措施：对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物。解决措施是在浮箍、浮鞋以上套管射孔，重新建立循环后固井。

2.浮箍、浮鞋失效：下完套管或注水泥结束后，浮箍、浮鞋失效或密封不严。预防措施：a.对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物对浮箍浮鞋的损害；b.如果浮箍浮鞋已经失效，对于常规固井可以采用关井候凝的方式，对于尾管固井或双极固井，则采用管内外液柱平衡压力固井方式。2）双极箍复杂情况 1.双级箍打不开

双级箍打不开是指一级固井结束后，不能顺利打开双级箍的二级固井循环孔，造成二级固井无法正常进行。

造成双级箍不能顺利打开的可能原因有：①非连续式双级箍打开塞与打开塞座密封不严，无法施加压力，造成无法打开双级箍；②双级箍本身加工质量和设计有缺陷，双级箍在重力作用下本体变形或双级箍本体与打开套配合间隙过小，造成双级箍打开套下行阻力大，无法打开双级箍；③一级固井水泥浆性能设计不当，如稠化时间短，返到双级箍以上时水泥浆已经稠化，或是水泥浆与钻井液相容性差，造成双级箍处的水泥浆胶凝，无法顺利打开双级箍；④一级固井后发生环空堵塞，造成双级箍无法打开；⑤双级箍放置位置不合适，井斜角大且狗腿度大，打开塞未座牢，造成双级箍无法打开；⑥井口连接双级箍时打钳位置不对，双级箍内外套发生微变形。

防止双级箍打不开的技术措施有：①禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；②选择质量好，设计合理的双级箍产品；③尽可能设计水泥浆不要返到双级箍以上位置，如一级固井水泥浆必须返到双级箍以上，其稠化时间要附加重力塞的下落时间，且选用性能良好的固井隔离液防止双级箍处的水泥浆胶凝；④双级固井前要充分循环处理钻井液，确保井眼稳定；⑤选择合适的双级箍放置位置，对于常规的机械打开双级箍，其井斜角一般不要大于60～80；对于大斜度井采用液压式双级箍。

双级箍打不开的处理方法有：①如果水泥浆没有返到双级箍，在套管内 下入小钻具，下压双级箍的打开套，靠机械式打开双级箍；②如果水泥浆已经返到双级箍以上，先测声幅，在水泥浆面以上50m左右射孔，建立循环，进行二级固井；③如果双级箍以上没有特殊地层且没有高压地层，可下入专用工具关闭双级箍，再钻开内套，进行试压，如满足下次开钻要求或油气生产测试要求，可从井口反注水泥浆固井。

2.双级箍关闭不上

双级箍 关闭不上是指在二级固井后，关闭塞不能顺利关闭双级箍的二级固井循环孔，造成双级箍处密封不严。

造成双级箍不能顺利关闭的可能原因有：①管内外静压差大，造成关闭双级箍压力高；②双级箍 本身加工质量和设计有缺陷，双级箍 在重力作用下本体变形或双级箍本体与关闭套配合间隙过小，造成双级箍关闭套下行阻力大，无法关闭双级箍 ；③连接双级箍打钳位置不对，双级箍本体发生微变形，造成双级箍无法关闭；④第一次施加的关闭压力不够，再施加关闭压力时，关闭塞与塞座密封不严。

防止双级箍关不住的技术措施有：①禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；②提高双级箍本身加工质量，设计合理的关闭套配合间隙；③采用重浆替浆，尽可能减少管内外压差，减少最终关闭压力值；④在双级固井二级固井投关闭塞后尾随0.5～1.0方水泥浆，万一双级箍不能正常关闭，提高双级箍关闭套密封能力；⑤提高第一次关闭压力。

双级箍关不住的处理方法有：①继续增加关闭压力试关闭双级箍；②如果高压下仍然关闭不上，关井候凝；③对于双级箍没有关闭的井，在下钻钻双级箍附件时注意用钻具尝试关闭双级箍关闭套。3）尾管复杂情况

尾管固井工艺对尾管悬挂器的要求是“下的去、挂的住、密封严、倒的开、提的出”。其复杂情况主要包括以下几种： ⑴下尾管中途遇阻

下尾管中途遇阻一般分两种情况，一种是在上层套管内遇阻，二是在裸眼段遇阻。如果在上层套管内遇阻，一般是由于尾管悬挂器的卡瓦提前座挂引起的，在裸眼段遇阻除悬挂器原因外还可能是地层的原因。

尾管悬挂器（液压式）的卡瓦提前座封的原因有：①对于液压尾管悬挂器由于尾管遇阻，开泵循环泵压超过悬挂器座封销钉剪切压力，造成尾管悬挂器的卡瓦提前座封；②下尾管速度太快，也可能造成卡瓦提前座挂而遇阻；③尾管悬挂器本体锥体本位外径设计太大，如上层套管内壁不干净、稍有变形或井眼缩径，就可能引起下尾管中途遇阻。

防止尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的技术措施有：①如果下尾管遇阻，需要循环钻井液，控制开泵循环泵压不超过悬挂器座挂销钉剪切压力；②控制下尾管速度，一般一根套管下放时间不少于20s,一个立柱下放时间不少于45s;③在尾管悬挂器本体锥体上下各加一个外径大于锥体的刚性扶正器；④适当提高悬挂器的座挂剪钉压力。

尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的处理方法是：一般液压尾管都带有复位弹簧，上提尾管使其复位，后慢慢下尾管，并注意指重表悬重变化。⑵尾管悬挂器座挂不上

尾管悬挂器座挂不上是指在尾管悬挂器不能有效地将尾管重量悬挂在上层套管上。

尾管悬挂器座封不上的原因有：①上层套管内壁没有刮壁不干净、套管内壁磨损严重、或套管壁厚小强度低或座挂位置正好处于接箍等原因可能造成悬挂不上；②悬挂器本身设计缺陷，如：座挂卡瓦锥度设计不当，不能实现自锁，尾管悬挂器座封液压缸设计间隙不合适，造成活塞不能有效上行等；③尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；④悬挂重量大，悬挂器本体发生变形，活塞上行阻力大；⑤钻井液固相含量高，性能不稳定，造成座挂液压缸堵塞。

防止尾管悬挂器座封不上的技术措施有：①下尾管前对上层套管内壁刮壁，尤其是钻井周期长或老井侧钻的井；②选择合理的座挂位置，应避开套管内壁磨损严重和套管接箍等位置；③控制尾管下放速度，防止尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；④合理的尾管悬挂器座挂液压缸设计间隙，并在地面做拉伸试压座挂试验；⑤提高钻井液稳定性能，并设计合理的液压缸防堵塞结构；⑥悬挂器一经座挂不宜再上提解挂，重新座挂；⑦液压尾管悬挂器下部的浮鞋应设计有旁通孔，万一座挂不上可以座井底倒扣完成固井施工。尾管悬挂器座挂不上的处理方法有：①尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂，首先要校对悬挂器座挂位置，如座挂位置处于套管内壁磨损严重和套管接箍等位置，应放压，改变座挂位置，重新憋压座挂；②如果尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂，应采取逐步升高座挂压力的方式反复尝试座挂，不可盲目升压，以免一次将座挂球座打通；③如座挂球座已经打通还没有座挂成功，可采用大排量循环钻井液的方法座挂尾管悬挂器；④如最终悬挂器座挂不上，且下部尾管重量不是很大，可选择座井底倒扣注水泥方式固井，否则，只好提套管。⑶尾管悬挂器密封失效

尾管悬挂器密封失效是指尾管悬挂器中心管与密封芯子之间的密封件失去密封能力，造成尾管注水泥“短路”。

尾管悬挂器密封失效的原因有：①密封芯中密封圈在组装时损坏；②密封圈不耐高温；③在判断是否已经倒开扣时上下提中心管造成密封圈损坏。

防止尾管悬挂器密封失效的技术措施有：①精心组装密封圈，防止在组装时发生反转或损坏；②提高中心管的光洁度，防止在倒扣或判断是否倒开扣时造成密封圈损害；③尾管悬挂器入井前必须进行密封性能试压；④密封圈要耐高温。尾管悬挂器密封失效后的处理方法：一般只能将送放工具提出，在尾管内下封隔器注水泥。

⑷尾管悬挂器倒不开、提不出 尾管悬挂器倒不开、提不出是指尾管下到井底后，悬挂器倒扣装置和尾管连接的反扣部位倒不开扣，或者倒开后无法提出送放工具，造成悬挂器无法脱手。尾管悬挂器倒不开的原因有：①倒扣时，倒扣螺母处受力，造成倒扣困难；②倒扣螺母处有脏物，造成粘扣；③倒扣螺母设计强度低，在下尾管时已经变形；④井斜角大，且井眼狗腿度大，倒扣时倒扣扭矩无法正常传到井底。防止尾管悬挂器倒不开的技术措施有：尾管悬挂器在入井前要进行严格仔细的检查。

尾管悬挂器倒不开的处理方法有：如倒扣时，反转严重，应仔细计算中和点，保证倒扣螺母处不受力，并较少倒扣摩阻；在增加倒扣扭矩时，注意一次倒扣的圈数不要超过钻杆的允许的抗扭强度，防止钻杆扭断；如判断扣已经倒开，则通过适当迅速上提下放的方法，使悬挂器脱手。2水泥浆性能复杂情况

固井水泥浆性能复杂情况是指由于水泥浆性能设计不当或水泥浆性能发生变化造成固井施工复杂情况。主要包括：水泥浆闪凝、水泥浆过度缓凝、水泥石强度衰退等。

2.1水泥浆闪凝

水泥浆闪凝是指在注水泥或替浆过程中由于水泥浆性能发生突变，水泥浆提前发生稠化或凝固，造成固井失败。⑴水泥浆闪凝的原因

①

材料方面的原因。用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆昂用水与实验室实验用的不一致或由于材料质量控制不好，造成水泥浆稠化时间或凝固时间与实验室测试结果不一致。

②实验条件不同造成的。由于实验室测试条件与现场实际情况不符，尤其是温度对水泥浆稠化时间和凝固时间影响很大，如果实验温度远小于实际温度或遇到异常高温层则易发生水泥浆闪凝。

③现场施工的原因。在现场施工过程中配置的水泥浆密度远高于设计值可能导致水泥浆闪凝。另一方面，水泥浆外加剂混配不匀也可能造成水泥浆闪凝。

④井内流体混入水泥浆中，尤其是高矿化度盐水会严重缩短水泥浆稠化时间和凝固时间。

⑤固井水泥浆与钻井液相溶性差，钻井液混入水泥浆中。⑵防止水泥浆闪凝的技术措施 ①控制固井材料质量和稳定性。用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆用水与实验室实验用的材料要求一致，外加剂要求混配均匀。

②准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值。

③在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03kg/L范围内。④注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体。⑤采用优质冲洗液、隔离液有效分隔钻井液和固井水泥浆。⑥做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作。⑶水泥浆闪凝后的处理方法

水泥浆发生闪凝后要立即根据现场施工情况，在保证设备和井下安全的条件下用高泵压顶替，如果可能，应迅速接水泥车顶替，尽可能多将水泥浆替到环空内，后采用挤水泥的方法补注水泥。2.2 水泥浆触变性

水泥浆触变性是指由于水泥浆在流动时具有较好的流动性能，但稍静止其迅速形成胶凝结构，水泥浆失去流动能力。⑴水泥浆形成触变性的原因 ①材料方面的原因。如水泥浆中添加了超细材料或钙质含量较高的外加剂，易形成较强的网状结构，造成水泥浆触变性强。

②井内流体混入水泥浆中，尤其是高含钙离子的地层水也会引起水泥浆触变性。③高密度钻井液中固相含量高，水灰比小，也易形成触变性

④水泥车混合能力偏低，混合能小，混配的水泥浆的触变性一般较强。⑵ 防止水泥浆触变性的技术措施

①

采用高效的分散剂，改善水泥浆流变性。

②

注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体，防止地层流体侵入水泥浆中。

③

采用大功率、高混合能力的水泥车施工。④

保持注水泥施工连续，防止停泵。⑶ 水泥浆发生触变后的处理办法

水泥浆发生触变性后要根据现场施工情况，可在配浆水中加入分散剂，并确保连续施工。

2.3水泥浆过度缓凝

水泥浆过度缓凝是指由于水泥浆稠化时间过长，造成水泥石强度发展缓慢甚至不凝固，造成无法有效封固油气水层。⑴水泥浆过度缓凝的原因

①

水泥浆中添加了过量混凝剂。

②

施工时混配的水泥浆密度远低于设计密度。

③

井下实际温度远低于实验温度，由于温度对水泥浆强度发展影响很大，温度愈低，水泥浆强度发展愈缓慢。

④

水泥浆顶替效率低，水泥浆中混入钻井液，造成水泥浆过度缓凝。⑵防止水泥浆过度缓凝的技术措施 ①添加合适的水泥浆缓凝剂，在保证施工安全的条件下，稠化时间在施工时间的基础上一般附加30～60min.②

采用水泥浆促凝剂或水泥浆早强剂加快水泥浆早期强度的发展。

③

在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03Kg/L范围内。④

采取有效措施，提高水泥浆顶替效率。

⑤

准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值，按实际温度进行室内水泥浆实验。

⑥

做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作，大样不合格的水泥浆不允许入井。

⑶水泥浆过度缓凝后的处理办法

水泥浆过度缓凝后只能延长水泥浆候凝时间，待水泥浆凝固后才能进行下步作业。

2.4水泥石强度衰退

水泥石强度衰退是指在井下条件下，水泥石发生强度退化，封隔能力降低的现象。在高温下，常规的油井水泥在大于110℃条件下一般会发生强度衰退。⑴水泥石强度衰退的原因

①

常规水泥浆一般在110℃以下，水化后形成低渗透率、高强度的雪硅钙石，当温度进一步升高，其强度降低，渗透率增加，封隔能力下降。

②

水泥石渗透率较高，遇到高腐蚀的地层流体侵入水泥石，造成强度衰退。③

在高温热采内，由于注入蒸汽，造成井下水泥石受高温发生强度衰退。⑵ 防止水泥石强度衰退的技术措施

①当井底静止温度大于110℃时，添加水泥浆高温强度稳定剂(硅粉)，110～130℃时，其加量为35%，当温度大于130℃时，加量为35%～45%，温度愈高，硅粉加量愈大。

②当地层流体腐蚀性强时，加入如非渗透剂、超细材料等降低水泥石的渗透率。③在高温热采井水泥浆中要加入适量的高温强度稳定剂。⑶水泥石高温强度衰退后的处理办法

水泥石发生高温强度衰退后，其封隔能力严重下降，目前没有较好的处理办法，应注意井下作业的安全性。3注水泥施工复杂情况

注水泥施工复杂情况是指在注水泥施工中，由于水泥浆性能、井下复杂地层或施工工艺等方面的原因，造成注水泥作业复杂情况或失败。主要包括注水泥漏失、灌香肠、注水泥替空等复杂情况和事故。3.1注水泥漏失

注水泥漏失是指在注水泥或替浆过程中，由于环空液柱压力和环空摩阻之和超过地层破漏压力，水泥浆漏失到地层，造成水泥浆返高不够、油气水层漏封和水泥胶结质量差。

⑴注水泥漏失的原因

①地层方面的原因有地层渗透率高，发生水泥浆渗漏；地层胶结差，地层承压能力低，破漏压力低；地层裂隙、断层发育，造成水泥浆漏失； ②套管与井眼环空间隙小，循环摩阻大，造成注水泥漏失；

③水泥浆密度设计高、水泥浆封固段长，造成环空液柱压力高，易发生注水泥漏失；

④钻井液密度、粘度大，循环摩阻大，造成注水泥漏失； ⑤注水泥和替浆排量大，循环摩阻大。⑵防止注水泥漏失的技术措施

①

适当加入堵漏材料，提高地层承压能力；

②

按照固井设计要求的液柱压力，在下套管前进行地层承压试验； ③

采用低密度水泥浆固井，降低环空液柱压力； ④

采用双级固井或尾管固井，减少一次封固段长；

⑤

改变注水泥浆体结构，采用低密度前置液，降低环空液柱压力； ⑥

采用扩孔工艺技术，增加套管与井眼环空间隙； ⑦

采用分散剂改善水泥浆流变性能；

⑧

调整钻井液粘度并充分循环钻井液，减少循环摩阻；

⑨

采用低返速固井工艺技术，控制注水泥和替浆排量，减少循环摩阻。⑶注水泥漏失后的处理办法

注水泥漏失后要根据现场漏失情况并结合地层漏失原因，分析其可能对固井质量造成的影响及后果，采用相应的技术措施。如发生在注水泥过程中，可根据已入井的水泥浆量结合要封固的油气水层位置，可适当少注入水泥浆；如发生在替浆过程中，应根据水泥浆稠化时间和施工时间情况，采用低返速固井技术。3.2灌香肠

注水泥灌香肠是指在注水泥过程中，由于水泥浆闪凝、套管内堵塞或环空桥堵等原因造成水泥浆返不到设计井深，套管内水泥塞过长等。⑴注水泥灌香肠的原因

①

水泥浆稠化时间短，注水泥施工长，造成注水泥灌香肠事故； ②

水泥浆发生闪凝，造成注水泥或顶替泵压高； ③

环空发生井塌或桥堵，造成环空堵塞； ④

套管内落物，造成套管内堵塞。⑵防止注水泥灌香肠的技术措施

①

设计合理的水泥浆稠化时间，保证稠化时间大于注水泥施工1小时左右为宜；

②

采用合适的固井前置液体系，防止水泥浆发生闪凝；

③

在下套管和固井前充分循环钻井液，井眼稳定后再下套管和注水泥，防止发生井塌或桥堵；

④

严防套管内落物。

⑶发生注水泥灌香肠后的处理方法

水泥浆发生灌香肠后要立即根据现场施工情况，在保证设备和井下安全的条件下用高泵压顶替，如果可能，应迅速接水泥车顶替，尽可能多将水泥浆替到环空内，后采用挤水泥的方法补注水泥。3.3注水泥替空

注水泥替空是指在注水泥替浆过程中，由于替钻井液量超过设计量(一般为套管内容积)，造成套管下部环空没有水泥浆。⑴注水泥替空的原因

①

替浆量计算错误或计算不准确； ②

替浆量计量发生错误或误差大；

③

固井胶塞未装，或胶塞与塞座密封不严；

④

替浆碰压排量太大，造成承托环损坏，无法碰压引起替空； ⑤

套管有破损或上扣不紧，造成替空。⑵防止注水泥替空的技术措施

①

替浆量要计算准确并准确计量； ②

按规范质量可靠的胶塞；

③

替浆快结束时，要降低排量碰压，防止造成承托环损坏引起替空； ④

使用合格套管并按规定扭矩上扣，不合格的套管不允许入井。⑶发生注水泥替空的处理办法

水泥浆发生替空事故后要立即停泵，后根据测井曲线用挤水泥办法补救。4水泥胶结质量复杂情况

水泥胶结质量复杂情况是指在注水泥施工结束后，由于水泥浆性能、施工质量或其他原因造成油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等影响胶结和封固质量的复杂情况。4.1油气水层漏封

⑴固井后油气层漏封主要的原因

①油气水层本身或以下为漏失层，注水泥过程中或候凝过程中发生了漏失，造成油气层漏封；

②发生了注水泥替空事故，造成下部油气水层漏封；

③发生了注水泥灌香肠事故，造成水泥浆不能顶替到环空中； ④发生了环空桥堵；

⑤

水泥浆性能控制不好，如失水大、抗压强度低、水泥石强度衰退等原因造成油气水层漏封；

⑵发生注水泥后油气水漏封的处理方法

① 射孔循环，补注水泥。发生注水泥后油气水漏封后要先进行电测，判断水泥浆返高后在水泥面以上射孔，建立循环，补注水泥浆。

② 反向注水泥。如果水泥面在漏失层以下，可直接从环空中反向挤水泥。③ 局部循环注水泥。如果发生了环空桥堵，可在上下分别射孔，建立循环，补注水泥浆

⑤

注水泥。在漏封的油气水层直接射孔，挤水泥补救。4.2油气水层水泥胶结质量差

⑴固井后油气层水泥胶结质量差的主要原因

①水泥浆性能方面的原因。如在高渗透地层使用API失水的水泥浆体系造成水泥浆向地层过的滤失，水泥浆水化后质量差；水泥浆早期强度发展慢，地层油气层窜；水泥石高温强度发生强度衰退等。

②水泥浆顶替方面的原因。如井身质量差，井眼不规则，水泥浆顶替效率低；钻井液流变性能、水泥浆流变性能或前置液流变性能差，且没有设计合理的密度差，顶替排量设计不合理，水泥浆顶替效率低；套管不居中，水泥浆窜槽等。

③水泥浆油气水窜。注水泥或固井后，由于没有很好地压稳油气水层，地层流体侵入水泥浆中，引起水泥胶结质量差。

④注水泥漏失。由于在注水泥或候凝过程中，水泥浆发生漏失，造成水泥胶结质量差。

⑤环空间隙小，水泥环簿，更易发生替浆过程中窜槽，造成水泥胶结质量差。⑥在封固可溶解性地层时，水泥浆性能控制不当，地层被水泥浆部分溶解破坏水泥浆性能且易形成微间隙。

⑦注水泥施工质量差，影响入井水泥浆性能。如入井水泥浆密度不均匀、水泥车混合能低等。⑧下步井下作业对水泥胶结质量差的影响。如钻水泥塞、试压、射孔等。⑨钻井液滤饼与水泥浆相溶性差，水泥胶结后与滤饼形成三明治结构。⑵ 提高油气水层水泥胶结质量的技术措施

①优化水泥浆性能。如在高渗透地层、尾管固井、放气窜固井等使用低API失水的水泥浆；对油气水窜严重的井使用合适的水泥浆早强剂，提高水泥石早期强度；对于高温高压井固井，使用水泥浆高温强度稳定剂，防止水泥石高温强度发生强度衰退等。

②提高水泥浆顶替效率。如改善井身质量；合理调节钻井液流变性能、水泥浆流变性能或前置液流变性能，且设计合理的密度差；应用流变学理论，优选合适的顶替排量；强化套管居中，减少水泥浆窜槽等。

③注重平衡压力固井设计，防止地层流体侵入水泥浆中。

④防止注水泥漏失。对于存在潜在漏失的井，下套管、注水泥前先堵漏，提高地层承压能力。

⑤合理增加环空间隙，提高水泥环厚度。⑥

在封固可溶解性盐层时，使用半饱和或饱和盐水水泥浆，防止形成微间隙。⑦

提高注水泥施工质量。

⑶发生水泥浆胶结质量差的处理方法 一般采用挤水泥工艺补救。在水泥胶结质量差的油气水层直接射孔，后挤水泥补救。

4.3固井后发生环空油气水窜

固井后环空油气水窜是指在注水泥结束后，由于水泥浆胶凝，在由液态转化为固态过程中，水泥浆难以保持对气层的压力或由于水泥浆窜槽等原因造成水泥胶结质量不好，气层气体窜入水泥石基体或沿水泥与套管或水泥与井壁之间间隙造成层间互窜甚至窜入井口，甚至发生固井后井喷。⑴固井后油气水窜的主要的原因

①因为 顶替效率不高而造成水泥浆窜槽，随着泥浆胶凝、脱水和收缩，进而形成气窜通道。

②由于水泥浆固时化学收缩或水泥浆自由水析出以及温度压力变化，在水泥石与提高及水泥石与地层之间形成微环隙，造成环空油气水窜。③水泥浆失重引起环空油气水窜。在水泥浆进入环空初期，由于水泥浆的静胶凝强度小于48Pa，水泥浆仍保持液态性质，能够顺利传递液柱压力，进而压稳气层，此时不会发生环空气窜；当水泥浆的静胶凝强度大于240Pa,已具有足够的强度阻止环空油气水窜的发生；而在水泥浆静胶凝强度为48～240Pa之间，水泥浆属于由液态向固态转化期，水泥浆逐步失去传递液柱压力的能力，也是油气水窜易发生时期。

⑵防止固井后油气水窜的主要技术措施

①

提高水泥浆顶替效率，防止水泥浆窜槽。

②

采用综合固井技术措施，提高水泥胶结质量，防止油气水窜。③

采用水泥浆膨胀剂，防止水泥浆石收缩。

④

采用合适的防油气水窜水泥浆体系，如：触变水泥、可压缩水泥浆、延缓胶凝水泥浆、化学交联非渗透水泥浆体系等，减少水泥浆失重对环空油气水窜的影响。

⑤

采用防油气水窜工艺技术措施。如环空加压技术、管外封隔器技术、脉冲注水泥技术等。⑥

固井前要对固井后发生环空油气水窜的危险程度进行合理预测，力求更加准确地预测环空气窜的危险程度并评价水泥浆防气窜能力，进而经济、有效地解决固井后油气窜的问题。

⑶发生固井后油气窜的处理方法 发生固井后油气窜后很难处理，一般采用挤水泥工艺补救，即在发生油气水层井段直接射孔，然后挤水泥补救。

第四篇：水平井地质导向录井关键技术

水平井地质导向录井关键技术

引言

在国外，随钻地质导向技术已得到广泛使用，如贝克休斯公司的Trak 随钻测井系列，包括深探测方位电阻率测井（AZiTrak）、高精度地层密度和中子孔隙度测井（LithoTrak）、随钻核磁共振测井（MagTrak）、实时阵列声波测井（SoundTrak）、高分辨率随钻电成像测井（StarTrak）、实时地层压力测试（TesTrak）等。

国内LWD（Logging While Drilling）技术刚刚兴起，主要还是采用录井（包括综合录井）、MWD（MeasurementWhile Drilling）等技术进行随钻地质导向。本文对水平井地质导向过程中的两项关键录井技术——地层对比与预测技术、地质解释与导向技术进行探讨。1 地层对比与预测技术

地层对比是地质研究的基础和重要手段。地层对比、划分和预测，是现场地质录井的一项重要技术，对于卡准取心层位、潜山界面、完钻层位具有十分重要的意义，更是随钻准确预测并卡准水平井、大位移井目的层深度的关键。虽然水平井大多是在地层已经比较清楚并有邻井控制的情况下部署的，但由于受地震资料品质和分辨率等问题的影响，常会使得设计的目的层深度与实钻深度相差几米至十几米。进入水平段前的井斜角往往高达70°以上，此时的垂深若相差1m，水平距离就会相差几十米乃至上百米，导致水平井的质量和油层钻遇率大幅度降低。对于目的层为薄层的水平井，更是如此，一旦钻穿目的层并进入下伏煤层或软地层，便可能被迫提前完钻，完不成设计任务。1.1 技术难点与对策

由于PDC（Polycrystalline Diamond Compact）钻头（即聚晶金刚石复合片钻头）、欠平衡工艺的使用及井斜角大等原因，导致钻屑细小、混杂，岩性判识困难，含油气级别也大幅度降低，且构造的变化、岩相和沉积相的变化等使得每两口井的地层情况及对比难度也不一样，有的井区甚至没有标志层、标准层可供对比，给地层随钻对比和预测带来很大困难。

随着录井技术的发展，精细化、定量化、全面化程度逐步提高。其中，快速色谱（分析周期30s）及微钻时（0.1m 1点）技术给地层的精细对比和划分提供了有效的解决方案；元素录井（X射线荧光元素录井、激光诱导元素录井）和岩屑伽马录井技术的兴起为特殊钻井工艺条件及缺乏标志层条件下的地层对比提供了有效的解决方案；核磁共振录井（岩样核磁共振、钻井液核磁共振）、定量荧光录井、离子色谱录井为储集层物性及含油性、含水性的定量检测与对比提供了有力手段。地层对比的原则是选同一断块、物源及沉积相相似的邻井，遵循旋回性、相似性、协调性的原则，先大段控制，后小层细对；对比的依据是标准层/标志层、沉积旋回、岩性组合、元素特征、伽马能谱特征等；对比的方法是在有合成记录标定的地震资料约束下，在掌握地层分布的基础上，利用正钻井的录井、MWD、LWD 等资料与设计依据井的测井、录井资料进行对比，对目的层深度进行随钻预测。1.2 应用实例 以A 油田的L651-P1井为例。该井设计目的层为古近系沙河街组沙一段底部生物灰岩油层，相当于邻井L651井1945.0～1949.3m 井段油层，厚度4.3m。设计A、B 靶点垂深均在1945.5m，A靶、B 靶之间的水平位移为300m，要求水平段在目的层顶界以下1m按稳斜角90°钻进。本区沙一段岩性组合为油泥岩、油页岩夹白云岩、生物灰岩，白云岩、生物灰岩、油页岩均为本区的标志层。该井录井项目仅有气测录井和岩屑录井，LWD 带自然伽马（GR）和深感应电阻率RILD）测井（见图1）。

图 1L651井（a）与 L651-P1井（b）地层随钻对比图

由于沙一段的油页岩和灰色泥质白云岩都有气测显示，电阻率曲线均为高值，因此要用大段控制的原则进行对比。邻井L651井在目的层顶以上10m 开始见有泥质白云岩，可作为对比依据。在进入油层前的层位对比中，LWD 曲线在垂深1935m时电阻率均为低值，自然伽马曲线跳跃幅度大，不易对比；岩屑录井在该深度也未见到泥质白云岩，由此推断目的层可能推后；垂深测井曲线的对比也确定目的层将推后至1954.5m。继续降斜钻进，电阻率曲线在垂深1945m处出现高阻尖（见图1b），对比认定此高阻部位相当于L651 井1937.5m 部位的第1 层泥质白云岩，由此预测油层顶面为1957m。钻至斜深2092m（垂深1951.2m）开始见泥质白云岩，无油气显示，分析认为不是目的层，降斜钻进至斜深2172m（垂深1956.2m）开始见油斑泥质白云岩，经录井剖面对比表明其为目的层的岩性及显示，这说明实际目的层深度比设计目的层深度深11.7m（见图2）。

图 2 L651-P1井设计井身轨迹与实钻井身轨迹对比图

又如B气田的DP6井。该井设计目的层为山一段石英砂岩，设计A靶点垂深为2874m，距砂岩底5.14m。在钻进过程中，录井人员根据山二段的底界深度及标志层山一1段的顶部煤层深度作出预测，认为A靶点深度比设计结果将提前7m。但此预测结果未被甲方认可，于是继续按照原设计要求钻进，结果在垂深2871.53m处钻穿了目的层砂体（见表1），随后的打水泥塞填井耽误工程施工3d，重复钻井耽误钻井周期18d，累计耽误时间21d。对比后发现，随钻预测的目的层底界深度和实钻深度相差不足0.5m。地质解释与导向技术

进入水平段后的油气层钻遇率是衡量水平井质量和成败的关键指标。国外的随钻成像测井、方位电阻率测井、核磁共振测井及远距离边界探测等先进的随钻技术已成为水平井地质导向的主要技术手段。目前，国内水平井地质导向技术与国外尚有相当大的差距，例如，LWD 技术和解释水平均远远落后于国外。但是依靠随钻过程中录井的岩性、物性、含油气性资料及LWD/MWD的电性资料，并结合地震剖面，实时修正油层模型，也可实现精确导向，提高油层钻遇率。地面录井资料虽然受井筒因素的影响，具有一定的滞后性，但资料直接、直观，有助于降低解释结论的多解性，这一优势是随钻测井资料所不具有的，且中浅层水平井的迟到参数也比LWD/MWD资料的实时性强；所以，在地质解释过程中，需要将二者有机结合。2.1 目的层岩性变化的分析与判断

地震资料通常无法识别薄层的变化、相变导致的岩性变化和小断层，因而经常在水平段钻遇非目的层岩性或油气显示变差。岩性的变化可以通过钻时、元素录井、岩屑录井、随钻伽马曲线、随钻电阻率曲线等进行判识，油气显示的变化可以通过气测曲线、钻井液含油率的变化及电性变化进行判别。一般情况下，进入水平段后，钻遇非目的层岩性（如泥岩）可能有以下几种情形：①井眼偏离了正确轨迹（见图3a）。此时需要根据随钻测井资料分析井身轨迹与地层之间的夹角（在有方位电阻率、成像测井的情况下，更便于解释），判断钻头偏移方向（向上或向下）及距离后，及时调整井身轨迹。②目的层沉积相变化（见图3b）。该情况可能是砂岩相变或尖灭导致，也可能后面还有砂体，且砂体之间并不连通。对于前者应该及时完钻，对于后者则要根据井区资料和地震剖面判断砂体之间的距离以确定是否继续钻进。③钻遇断层（见图3c）。此时需要精确解释该断层是正断层还是逆断层以及断层的断距，以确定采用增斜还是降斜钻进。④钻遇泥岩夹层（见图3d）。遇到这种情形可继续钻进。只有解释准确，才能正确指导钻头的走向，并得出是否完钻、何时完钻的科学判断。

2.2 应用实例

A 油田的ZB3-P4 井，其目的层为古近系沙河街组沙一段底部生物灰岩油层，相当于BN3-30井沙一段1412.1～1423.6m 油层井段，厚度11.5m。设计A、B靶点垂深分别为1411.8m、1414.8m，A、B 靶点之间的水平位移为300m，A、B 靶处的油层顶深分别为1409.8m、1408.8m，要求水平段在目的层顶界以下2～6m 按稳斜角89.43°钻进。本区块沙一段生物灰岩油层属于生物礁沉积，在井区直井的钻探中，发现生物灰岩在有的井内厚度大，有的井内厚度小甚至缺失，由此推断生物礁沉积在横向上并不连续。钻进过程中，于斜深1515m（垂深1405.4m）进入目的层，比设计的深度（垂深1409.8m）提前了4.4m。依据新的油层顶部深度数据将A、B 靶点垂深均调整为1407.4m。在水平段钻进过程中，于斜深1606m 岩屑开始见灰色泥岩，从地震剖面上看（见图4）。

钻井轨迹仍在油层范围内延伸，分析认为是生物灰岩不连续导致钻遇泥岩，可继续按要求轨迹钻进，结果在钻穿49m泥岩后至斜深1655m又见油斑生物灰岩（见图5）。并按要求钻完水平段，圆满完成设计任务。

由此可见，水平井地质解释的关键是在掌握目的层沉积特点的基础上，在有邻井资料控制的前提下，依据地震剖面建立精确的地质模型，并在实钻过程中，及时修正和完善地质模型；否则便会做出错误的判断。如B气田的P26井，X 射线荧光录井的Si元素百分含量曲线显示，在井深2851～2950m（见图6中E—F 段）钻遇99m褐色泥岩，现场判断认为已钻穿目的层，于是做出向上纠斜的错误决定，致使井身轨迹偏离了目的层，导致油层钻遇率大大降低。实际上，该井目的层有3口邻井资料控制，虽然目的层深度不一致，但其岩性均为砂岩且不夹泥岩层。P26井E—F段的泥岩应为泥岩条带。因此，在钻遇非目的层岩性时，要分析沉积相及沉积微相特征，并尽可能多地结合邻井资料及地震剖面，做出正确解释和科学导向。结语

本研究表明，在水平井地质导向过程中，除了应结合随钻测井、录井资料外，还要注重与物探资料的结合，实现宏观与微观的结合、构造与沉积相的结合、岩性与电性的结合、物性与含油气性的结合，做到精细对比，准确预测；合理解释，科学决策。

李兵冰摘自《石油勘探与开发》2012-10-30

第五篇：固井技术措施

固井技术措施

一、表层固井作业：

（1）套管下到位后，钻井队必须循环1-2周并调整泥浆性能（粘度60s左右（马氏），失水不大于5ml）且井眼稳定方可进行固井作业；（2）施工结束后10h井队只能做相关辅助作业，试压及二开扫水泥浆塞等作业务必等候凝24h后返方可进行。

二、水泥塞作业：

1、钻井回填裸眼水泥塞：

（1）设计水泥塞底面以下必须注入50-100m稠浆（120s左右）；（2）水泥塞施工前必须循环调整泥浆性能，粘度在45s左右，保证进出口泥浆比重粘度基本一致，振动筛无掉块；

（3）注完水泥浆洗井前，钻具必须提出设计平衡点50m以上；（4）提出钻具彻底洗出多余水泥浆后再循环1--2个循环周；（5）水平段回填水泥塞一次封固不得大于250m；设计两段的，必须按设计执行；

（6）候凝时间不到48h不可进行探塞、扫塞等下步作业。

三、技套固井：

1、承压试验

完钻通井前井队按要求做承压试验，承压试验泥浆比重在1.23g/cm3左右，井队下入光钻杆至表套内，关防喷器，单凡尔打压，要求30分钟稳压2.5-3mpa，稳压合格后方可泄压，进行通井作业。

2、下套管作业

（1）、按照API标准对送井的套管进行逐根通径，检查套管丝扣是否完好，上扣时要做好余扣记录；

（2）、用清洗液对套管进行逐根清洗，严禁将油污洒落在套管的本体上；

（3）、下套管时要安排专人全程监督下套管速度、灌浆及扶正器安放，在下入20根套管后钻井队接好循环接头，通过泥浆循环对入井工具的关闭情况进行检查，在确定没有问题的情况下，由钻井监督、钻井技术员和固井技术员签字认可；

（4）、灌浆要求：每10根套管灌满一次，可以通过测量泥浆罐液面的下降来核对灌入量是否到位；

（5）、浮鞋、浮箍和扶正器在场地要严格检查，确定完好时再入井，套管入井20根左右必须顶通循环一周并；每根套管使用耐高温螺纹密封脂，最下部连续3根套管必须用丝扣胶粘接，扶正器的销钉固定要牢靠，防止脱落；

（6）、下套管过程中，泥浆出口要安排专人坐岗，观察返浆情况，遇有异常及时汇报；

（7）、严格控制好套管下放速度（直井段不大于0.25m/s，斜井段及漏点以上500m以0.1~0.15m/s），以免压力激动诱发井漏；

3、固井前循环

（1）、小排量开泵，顶通循环，同时打开振动筛，记录顶通压力。（2）、逐步提高排量，达到环空返速1.2m/s以上。（3）、循环期间调整泥浆性能，要求泥浆粘度在45-50s，比重在1.20-1.25 g/cm3，失水<5ml，泥饼<5mm。

（4）、循环期间如发生漏失，井队必须进行堵漏，确保达到循环排量和泥浆要求且无漏失发生时方可固井。

（5）、循环停泵如出现返吐，井队必须进行堵漏等处理，如实在处理无效，处理方法及处理过程经现场监督认可后，报请鄂北指挥部工程技术部批准后方可施工。

四、水泥浆性能要求

要求固井作业方除表层套管固井外，均要取得现场水样进行水泥浆实验，室内小样试验合格方可进行固井作业。