1、复杂条件下的固井技术,黄河钻井总公司 李延伟,内容,一、固井施工复杂情况与质量问题概述二、解决固井复杂问题的途径三、复杂条件下的固井工艺技术四、有关问题的探讨,固井作业的目的,封隔油/气/水层，防止层间互窜支撑套管，保护井眼封隔异常压力地层，以利于安全钻进安装井口需要进行增产措施的需要,目标：替净、封严,一、固井施工复杂情况和质量问题,固井施工过程：憋泵井漏替空工具异常倒返管串泄漏,固井质量问题：油气水层漏封层间封隔质量差第二界面质量差,固井质量问题,主要原因：井漏、憋泵等造成低返顶替效率差造成的水泥浆窜槽水泥胶结强度差造成的环空窜流水泥浆失重引起的环空窜流,顶替不干净造成的油气上窜,通过两个
2、胶结面的油气上窜,在水泥石内部的油气运移,影响固井质量的因素,地层压力特征井身质量：井眼轨迹与规则程度下套管作业水泥浆体系与环空浆柱组合钻井液、水泥浆的流变性地层岩性特点套管居中度施工参数：密度、压力、排量、流态接触时间候凝方式与时间前置液的冲洗、隔离效果活动套管,压稳与防漏顶替效率水泥浆体系的性能,平衡压力固井,在高效顶替和尽量减少对产层污染的前提下，将水泥浆成功顶替到设计的封固井段，且在注入、顶替直至凝固的全过程不发生井漏和地层流体（油、气、水）的侵入，即实现全过程压力平衡。,影响注水泥顶替效率的因素,井眼规则程度和井径扩大率套管居中度井身轨迹顶替流态和接触时间钻井液及水泥浆的流变性井壁稳
3、定性和泥饼质量前置液的清洗效果,大井眼顶替过程出现窜槽,不同的套管居中度对顶替效率的影响,二、解决固井质量问题的途径,平衡地层压力提高顶替效率,固井设计应考虑的因素,井底压力及温度（静止温度、循环温度）地层孔隙压力、破裂压力、漏失压力梯度钻进参数、完钻钻井液性能及钻进过程钻井液性能变化情况井身轨迹、井身结构数据井眼直径与规则程度钻井过程井下复杂情况及处理邻井复杂情况勘探、开发技术要求目的层位置、钻遇地层岩性、渗透率、地层流体特征及分布、油气上窜速度等固井工艺钻井设备状况井场布局及水源状况注水泥设备能力和计量方式其它,固井设计的目的：减少施工复杂提高固井质量,固井复杂问题的应对措施,设计阶段,施
4、工阶段,固井施工过程的憋泵,原因分析：水泥浆闪凝井壁坍塌、掉块或沉砂引起的环空憋堵环空间隙小水泥浆携砂引起在小井眼处的拥堵水泥浆受井内其它流体污染，部分或全部失去流动性水泥浆因失水等原因造成稠化时间缩短水泥浆流变性差，流动摩阻大施工压力偏高影响正常施工施工中断造成水泥浆胶凝强度增长泥岩水化膨胀、高渗透地层失水形成的虚泥饼过厚堵塞环空套管串下部结构异常套管内落物,预见,固井施工过程的憋泵,预防措施：水泥质量符合产品标准要求优化通井措施，减少井底沉砂良好的井身轨迹，降低下套管摩阻和循环压耗防止井下落物良好的泥饼质量，保持井壁稳定改善钻井液流变性，降低循环压耗大排量循环洗井，减少井底沉砂，循环压力稳
5、定固井前降低钻井液粘切，提高循环效率和顶替效率控制水泥浆失水，改善水泥浆、前置液流变性，避免触变设计合理的水泥浆稠化时间提高水泥浆的抗污染能力，避免接触污染降低套管内外静压差，降低施工压力控制注替排量，防止压力激动和砂桥憋泵连续施工，缩短停泵时间模拟计算施工正常压力变化曲线,预防,固井施工过程的憋泵,憋泵现象：固井前循环压力不稳定停泵时有回压固井施工泵压突然变化或不稳定替浆最初起压力提前井口返出量减小注水泥后期排量偏大施工中断采取的措施：适当降低注替排量出现憋泵时不宜停泵应急替浆准备：设备、管线、工具等。,预判,预案,固井过程的井漏,原因环空动、静液柱压力超过地层破裂压力地层承压能力偏低地层裂
6、缝、断层发育水泥浆密度过高封固井段长、水泥量大环空摩阻大施工排量过大施工过程的环空憋泵钻进过程发生漏失邻井发生的漏失钻进液密度较低,预见,固井过程的井漏,防止井漏的措施分级固井正注反挤下套管前进行地层承压试验，提高地层承压能力小井眼扩孔，增大环空间隙，减少流动阻力采用低密度水泥浆体系，降低环空静液柱压力减少水泥封固段长度改善钻井液、前置液、水泥浆的流变性，降低循环摩阻防止憋泵的措施先期堵漏采用防漏水泥浆体系（纤维等）控制开泵压力，减少压力激动，避免诱发性井漏,预防,固井过程的井漏,发生井漏的现象：施工压力突然降低注替压力不稳定井口返出排量减小采取的措施：适当降低施工排量减少水泥浆注入量控制注替
7、压力及时储备泥浆，保证替量,预判,预案,三、复杂条件下的固井技术,高温深井固井长封固段固井低压易漏井固井小间隙固井大肚子井眼固井高压井固井盐岩层固井水平井固井调整井固井,高温深井固井,应考虑的问题：井底温度高对水泥添加剂的特殊要求水泥添加剂系列的高温适应性大温差对封固井段顶部强度的影响水泥浆的高温流变性、稳定性高温条件下水泥石整体强度发展可靠的地温梯度及井底温度依据,关于大温差,深井高温条件下，由于封固井段底部与顶部的温度差异，造成底部水泥石强度满足施工要求时，顶部强度较低或发展缓慢的现象。长尾管固井、长封固段固井相关因素：封固段长度水泥外加剂的温度适用范围封固段顶部与底部的温度差异对循环温度
8、的估计,井底温度160,顶部温度90,领浆,尾浆,高温深井固井,对策：水泥浆添加剂应有较大的温度适用范围模拟水泥浆流经温度变化过程进行领浆稠化时间实验采用多凝水泥浆体系避免失重现象大排量充分循环适当降低循环温度,长封固段固井,应考虑的因素：平衡地层压力设计候凝期间的失重现象环空浆柱组合套管内外压差引起的施工压力过高深井高温大温差产生的顶部强度发展缓慢顶替效率与窜槽预防憋泵和井漏,关于失重,水泥在凝固过程中，环空水泥浆柱压力逐渐降低，即水泥的失重。当由此引起的环空液柱压力低于地层孔隙压力时就会引起油气上窜。理想的水泥凝固方式：水泥浆自井底而上逐渐凝固，因而不断有作用于地层的足够的液柱压力，从而避
9、免油气上窜。实际情况是，由于可能的失重现象的存在，成为窜槽的潜在因素。,失重产生的方式：1、水泥凝固过程，网架结构不断形成，胶凝强度增加，从而部分阻隔了环空液柱压力向地层的有效传递，而使高压的油气窜入水泥基体内。2、环空桥堵引起失重。3、水泥凝过程体积收缩引起失重。,克服失重的措施,设计合理的水泥封固段长度。根据气窜潜力系数GFP分析法，对于单一水泥浆体系，当水泥浆柱长度超过一定值（最佳封固长度）后，气窜的可能性逐步增大。应根据不同的井深、井眼状况和水泥浆密度，设计一种水泥浆体系合理的封固长度。采用两凝或多凝水泥浆体系。为避免封固段过长引起的胶凝失重，从下而上，各水泥浆体系的稠化时间逐步延长。
10、控制水泥浆的失水量。水泥浆向地层失水形成泥饼是引起桥堵的重要原因，在易渗透地层尤为明显。控制静胶凝“过渡时间”。水泥浆进入环空初期，其静胶凝强度小于48Pa，仍保持液态性质，能够顺利传递液柱压力，进而压稳油气层；当静胶凝强度大于240Pa，已可以阻止环空油气水窜的发生；而在静胶凝强度为48240Pa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。,长封固段固井,设计对策：实现平衡压力固井降低施工难度施工顺利、安全合理的流变性、密度梯度，提高顶替效率多凝水泥浆体系合理的胶凝强度发展梯度，避免环空水泥浆失重延长紊流接触时间，确保固井质量,钻井液,冲洗液
11、,隔离液,领浆,中间浆,尾浆,漏失井固井,技术难点：有时漏失层位置难以把握低密度水泥浆的稳定性和强度发展潜在的漏失风险阻碍了顶替效率提高水泥返高受到根本影响,漏失井固井,主要措施：低密度水泥浆体系降低环空静液柱压力改善环空浆体流变性，降低摩阻先导浆加入防漏增韧材料先前堵漏减少封固段长度正注反挤分级注水泥防漏固井工艺,漏失井固井,封隔器分级箍注水泥防漏工艺,水泥伞分级箍注水泥防漏工艺,小间隙固井,技术难点：环空间隙小，套管下入摩阻大常规扶正器难以下入，套管居中困难环空流体流动摩阻大，施工泵压高（套管接箍、工具等环空间隙小，流道面积受限）施工排量受限，影响顶替效率水泥浆在高压差下的失水易造成憋泵水
12、泥量小，接触时间短水泥环薄与满足射孔需要的矛盾侧钻井小尾管固井，悬重、泵压变化不明显,小间隙固井,采取的措施：采用无接箍套管水泥浆加入增韧材料，提高水泥石抗冲击性能加大水泥浆量，延长接触时间，提高顶替效率改善钻井液、前置液、水泥浆的流变性，降低流动摩阻条件允许时下套管前扩眼，保证套管顺利下入,大肚子井眼固井,技术难点：环空间隙大，套管居中困难，不利于提高顶替效率大井眼易出现泥浆滞留区，不易被顶替水泥用量大，施工难度高水泥浆易窜槽，与钻井液接触污染的几率高；过早返出的水泥浆易污染地面钻井液井壁掉块、垮塌的风险大大多伴随较小井眼，易蹩泵满足充分顶替需要有更长的接触时间,大肚子井眼固井,对策：缩小扶
13、正器间距，尽可能提高套管居中度下套管及固井前，充分循环洗井，尽量清除沉砂、掉块等调整钻井液性能，维护井壁稳定采用旋流发生器，改善环空流态加大水泥浆量，延长与井壁的接触时间控制水泥浆失水，避免井壁吸水膨胀坍塌采用粘性有效层流隔离液，提高驱替效果活动套管,高压井固井,主要特点：高密度水泥浆顶替高密度钻井液的难度大多压力层系并存导致安全压力窗口窄，全过程压稳与防漏、保护储层之间的矛盾地层流体易窜入井眼，有井控风险，且影响顶替效率井壁油膜不易清除，影响界面胶结质量必须解决高密度水泥浆的稳定性气体的粘度低，发生窜流的可能性最大。,高压井固井,针对措施：平衡压力固井设计，全过程压稳提高水泥浆的防窜性能合理
14、设计水泥浆的流变参数双凝水泥浆体系紊流冲洗液和驱油型隔离液体系加重隔离液或前导重浆，防止初期气窜封隔器应用技术憋压候凝措施,高压井固井,管外封隔器应用封隔气顶，防止干扰产层封堵水层非均质油层的分段封隔封堵漏失层对高压油气层的有效封隔射孔完井作业中的应用,水泥浆的防窜能力,环空气窜与水泥浆性能的关系,水泥浆性能质量,过低的自由水,界面窜槽,顶替效率低劣,水泥水化作用,胶凝强度增大,高失水量,水泥体积收缩,水泥质的收缩,水泥体内窜槽,环空窜流,高失水量,水泥浆的防窜能力,水泥石的体积收缩性硅酸盐水泥与水反应后，其水化反应生成物的总体积减少，即水泥石的体积收缩。水泥石的体积收缩造成水泥环与套管及水泥
15、环与地层之间的胶结变差，也可使水泥石内部产生裂纹，从而影响固井质量。提高水泥浆的防窜能力的途径：合理设计封固段长度，减少失重影响（根据气窜潜力系数）采用多凝水泥浆体系环空憋压候凝可压缩水泥（发气类防气窜剂）不渗透水泥（胶乳水泥等）直角稠化水泥触变性水泥延迟胶凝水泥,盐岩层固井,以石膏、膏泥岩为主的复合盐层以盐膏、泥岩为主的复合盐层含有大段结晶状无机盐的纯盐膏层以粘土矿物为主，含有少量盐和石膏的软泥岩地层,盐岩层给钻井工程带来的危害：盐岩塑性流动导致井径缩小，起下钻阻卡严重，甚至挤毁套管构造应力加速复合盐层的蠕变和井壁失稳盐溶的结果井壁掉块、坍塌在纯膏盐层，盐溶会造成井眼局部扩大，影响钻井液性能
16、石膏吸水膨胀导致井眼缩径充填在泥页岩裂缝中的硬石膏吸水膨胀后，则导致井壁剥落、掉块或垮塌在盐间和盐下地层普遍发育裂缝、孔洞型碳酸盐岩和渗透性砂岩，易发生井漏石膏或含石膏的泥岩在井内的运移垮塌,盐岩层固井,对固井施工和质量的影响：高密度水泥浆要满足常规要求及沉降稳定性高密度钻井液和水泥浆的流动性差，施工压力高，顶替效率差抗盐水泥浆体系的稳定性差，强度发展缓慢水泥浆易受钻井液和地层流体污染井眼条件复杂，顶替效率难以保证套管下入困难，对套管强度要求高深井固井的难点高低压并存，易发生井涌和井漏,盐岩层固井,工艺技术措施：1. 合理的井身结构设计在盐膏层井段采用具有高抗挤强度的套管考虑拉伸、外挤、内压的
17、三轴应力套管强度设计方法上层技术套管应尽可能下在复合盐层顶部，封隔盐顶以上的低压地层。2. 进行盐膏层蠕变速率的检测和控制以确定安全的下套管作业时间，保证套管顺利下入确定水泥环完全形成支撑强度而不致被破坏的时间，为水泥浆体系的设计提供合理依据调整钻井液性能，使之具有一定的抑制蠕变的能力,盐岩层固井,3. 高密度、抗盐水泥浆体系高密度水泥浆加重材料和悬浮材料的选型抗盐水泥浆体系不含盐的水泥浆易受溶解进入的盐影响而促凝，或者造成水泥与盐膏层之间形成溶蚀的裂缝，为油气上窜提供了通道高含盐或饱和盐水水泥浆可以抑制或防止盐层溶解，保护地层完整，强度发展缓慢，失水量大半饱和或欠饱和的盐水水泥浆可以使井壁稳
18、定，早期强度发展较快，但是也会一定程度上造成井眼冲蚀含盐10%以下的盐水，随着含盐量的降低，对水泥促凝比较明显，含盐35%时更为显著而含盐18%以上的盐水，对水泥浆有一定的缓凝作用，水泥石的早期强度形成和强度发展变慢,盐岩层固井,4. 合理的环空液柱组合出发点：避免水泥候凝过程引起失重双凝或多凝的水泥浆柱组合考虑井内上下温差对水泥石强度发展的影响合理的密度差、流变性能等，以满足有效接触时间要求5. 提高套管的居中度和顶替效率施工参数设计保持套管的居中度（旋流发生器、扶正器）钻井液、隔离液和冲洗液的性能6. 提供稳定规则的井眼,盐岩层固井,实例：丰深2井盐膏层7尾管固井该井9 5/8技术套管下深
19、3001.78m，三开8 1/2钻头钻至井深5672.62m，钻井液密度1.93g/cm3。39025504m井段钻遇多个盐膏层，5646m至井底发生多次不同程度的井漏，共漏失107m3，在井底难以建立正常循环，决定下入7技术尾管。,盐岩层固井,丰深2井盐膏层7尾管固井固井技术难点：井深，井底温度高达200。水泥添加剂要满足高温条件下水泥浆性能 要求，尾管工具附件也应具有良好的耐高温特性。钻遇大段盐膏层，且井径扩大率异常超标。电测封固井段环空容积达165m3，井径最大24.92in，平均12.8in，平均井径扩大率50.2%。顶替过程极易窜槽和混浆。尾管段长（28005640m），工作量大，下
20、套管、尾管座挂和注水泥作业都潜在风险。尾管重量大，悬挂器要有足够的悬挂能力。封固段长，水泥候凝过程易失重对盐膏层段水泥环质量有潜在威胁。井底存在低压易漏地层，下套管和固井施工过程易发生井漏，因此应尽可能地提高钻井液和水泥浆的流动性，降低施工压力，提高顶替效率。,盐岩层固井,丰深2井盐膏层7尾管固井固井技术措施：采用半饱和盐水（18%）水泥浆。水泥中掺入硅粉，以避免水泥在井底高温下的强度衰退。封固段水泥浆按双凝结构设计，在下部盐膏层段，采用加重水泥浆封固，设计尾浆密度2.052.10g/cm3盐膏层上部井段，采用常规水泥浆封固，设计领浆密度1.952.00g/cm3为防止下套管和固井过程发生井漏
21、，在盐膏层以下漏失井段打凝胶塞。套管下过盐膏层底界，为钻开下部低压层创造条件。尾管与上层技术套管重叠200米，为确保重叠段封固质量，在尾管顶部预留100米水泥塞。采取测量循环周的方法，经通井期间和下套管后多次测量，确定封固段环容。,大斜度井及水平井固井,水平井及大斜度井固井的特点和难点：1、井身轨迹与套管居中2、钻井液性能与替净3、冲洗液和隔离液的性能4、水泥浆体系的性能,大斜度井及水平井固井,套管居中是提高顶替效率的基本条件，出现任何套管贴近井壁或偏心度过大，都会对顶替效率造成影响；套管柱一旦与井壁接触，其接触面积有逐渐增大的趋势，合理的扶正器间距可以降低下套管摩阻；下套管摩阻还受到井身轨迹
22、平滑程度、泥饼摩擦系数和套管刚度等的影响。,1、井身轨迹与套管居中,大斜度井及水平井固井,要达到将封固井段内的钻井液替净的目的，首先要求钻井液具有易于被顶替的性能，即具有合适的流变性；一般情况下，在维护井壁稳定、提高钻井液的动塑比（YP/PV）提高携砂能力的同时，要求钻井液具有较低的粘度和切力。,2、钻井液性能与替净,大斜度井及水平井固井,2、钻井液性能与替净,较高的摩阻系数会产生较高的循环和顶替压力，不利于采用大排量达到紊流流态，从而不利于井眼内钻井液的清除。,大斜度井及水平井固井,3、冲洗液和隔离液的性能,在水平井段穿越地层不均质、岩性不一致时，易出现“糖葫芦”井眼，实现紊流顶替较为困难，
23、即使较长的接触时间也难以达到替净的目的。因此要在井下安全的前提下，尽可能加大前置液注入量，确保足够的接触时间；还要针对井径不规则的特殊问题，设计合理的隔离液性能，满足驱替效果。,冲洗液和隔离液除要具有与钻井液的相容性，改善亲水环境，提高胶结质量的特性外，重要的是要有足够的接触时间，一般要达到紊流接触时间710min。,大斜度井及水平井固井,4、水泥浆体系的性能,水平井固井的水泥浆性能应满足以下要求：,API失水：50ml24h抗压强度：15MPa稠化时间：有效施工时间+6090min游离液：0ml沉降稳定性： 0.02g/cm3,大斜度井及水平井固井,4、水泥浆体系的性能,水平井固井的水泥浆体
24、系除了满足以上要求外，还要注意：,在进行失水和游离液测定时要模拟水平井条件，将旋转失水仪或测试量筒倾斜45进行测量；在同一地层水平穿越井段长，井底循环温度要比常规温度要高，一般取井底静止温度的85%；,EG&G Chandler 7200型失水仪,大斜度井及水平井固井,4、水泥浆体系的性能,c. 水泥浆的静切力和动切力应比钻井液高。d. 环空浆柱组合，特别是前置液与水泥浆的设计要考虑平衡压力固井的需要，既要降低环空动态液柱压力，降低流动摩阻，避免井漏；又要防止环空压力较低造成地层失稳，或候凝过程失重导致地层流体窜入。e. 梯度设计。,环空浆柱组合,非常规油气水平井固井关键技术措施,1、下套管前
25、通井技术措施,原钻具模拟套管刚度通井，确保扶正器数量和套管顺利下入；在下套管前不对钻井液进行大幅度的性能调整，确保井壁稳定；大排量循环洗井，彻底清洗岩屑床；通井后期，循环泵压及返出钻井液性能稳定后，测循环周，估算井筒容积，为确定水泥浆量等提供参考依据；起钻前在造斜段及水平段注入润滑钻井液，提高钻井液润滑性。,非常规油气水平井固井关键技术措施,2、下套管操作特别要求,a. 做好下套管作业前的准备工作，缩短下套管过程的停顿时间；b. 逐根灌浆，并缩短钻井液灌满的周期，减少中途灌浆的时间；下入斜井段之前灌满钻井液，尽可能保持斜井段及水平段下入的连续性；c. 控制套管下放速度，直井段下放速度保证环空上
26、返速度小于0.8m/s；进入造斜段和水平井段，上返速度小于0.5m/s。,下套管主要应做到连续下入，缩短钻井液静止时间，避免过高的结构力形成，为后期循环和充分调整钻井液性能奠定基础。,非常规油气水平井固井关键技术措施,3、扶正器设计原则及方法,水平段全部采用刚性扶正器，在每两个压裂段之间加密扶正器的安放密度；扶正器的位置宜放在井眼较规则、井壁稳定的井段；在井斜、方位变化较大的井段适当加扶正器；造斜段采用刚性扶正器与弹性扶正器交替安放的方法。,非常规油气水平井固井关键技术措施,4、前置液设计,前置液采用冲洗液+隔离液组合；冲洗液和隔离液的具体数量分配比例，根据井壁稳定性和泥浆性能合理设计；保持钻
27、井液、隔离液与水泥浆的合理的密度梯度，提高顶替效率。,5、水泥浆体系采用多凝结构设计,非常规油气水平井固井关键技术措施,6、循环洗井及钻井液性能调整,下完套管后小排量开泵顶通，防止压力激动憋漏地层或憋泵； 开始循环时维持下套管前的钻井液性能，逐步提高循环排量，待泵压及钻井液性能稳定后，大排量循环2周以上； 正常循环时测量循环周，估算井筒容积，与通井时测得的井筒容积进行对比，最终确定水泥浆量； 在注水泥前的12个循环周内，适当降低泥浆的粘度和切力； 在井下条件允许的情况下，可在注水泥前注入无固相或低固相的“新浆”，提高对原井浆的顶替效率。,非常规油气水平井固井关键技术措施,7、固井施工过程控制,
28、固井施工参数的设计上要以安全施工和提高顶替效率为出发点，合理设计施工排量。出现“U型管效应”时，环空返速降低的过程则存在顶替不充分甚至窜槽的风险，一旦窜槽形成，很难在后期顶替中得以弥补。 固井施工过程在满足设计要求的施工参数的基础上，主要应保持连续施工，目的同样是为减少钻井液静止时间，避免结构力形成，实现连续顶替，保证顶替效率。,调整井固井,调整井固井主要难点：长期注水开发，原有的地层压力系统破坏，造成层间、层内压力异常，形成多压力层系共存的状况。由于注水、开发，地层流体由静态变为动态，固井后易发生水窜。高、低压并存使压稳和防漏的矛盾突出。隔层薄，固井质量要求高。,调整井固井,应对措施大庆油田
29、的经验：“压稳、居中、替净、密封”重点围绕“提高水泥的防窜能力，提高顶替效率”膨胀水泥胶乳水泥浆体系高早强水泥固井前至候凝期间注水井停注,注水泥塞,目的：压井、封井、堵漏、侧钻注水泥塞的风险：水泥塞打不住水泥塞强度低，影响侧钻“插旗杆”蹩泵水泥浆灌钻杆,措施：平衡塞设计原则，合理设计前、后隔离液合理设计水泥浆性能，使其与地层相适应水泥塞下面垫稠泥浆足够的候凝时间使用分流器，使水泥从侧面流出，减少混浆稠化时间=预计的施工时间（含循环、起钻时间）+30min隔离液密度比泥浆大0.120.24g/cm3准确把握替量,注水泥塞,其它应注意的问题：防止替空或水泥回灌尽量使用同尺寸钻具顶替量一般在钻杆内预
30、留一定的高度，防止替过起钻至水泥面以上的安全高度，但不能保证钻杆内外完全没有水泥循环时活动钻具控制起钻速度，保持连续正循环要求水泥浆足够的稠化时间反循环防止水泥浆与泥浆接触污染,钻井液,后置液,前置液,水泥浆,注水泥塞,实例：胜和1井打水泥塞作业胜和1井5 7/8钻头钻至5854.5m完钻，泥浆密度1.93g/cm3，准备在57835854.5m、56605690m、54345443m、52875298m进行分层测试。第一次测试时管串遇卡，鱼顶位置5713m。为进行下一步测试，需注水泥回填鱼顶以上（57135690m）井段。水泥塞长度要准确控制水泥量较少，易造成混浆，水泥塞质量不易保证应避免对
31、其它产层的污染防止水泥浆的污染，确保井眼填充效率小钻具（3 1/2钻杆）和小井眼（5 7/8井眼）施工难度相对较高,注水泥塞,施工方案：设计水泥塞位置：57135690m施工程序：1、注替水泥浆至目的井段2、上提钻具2030m，3、继续顶替多余水泥浆到第二、第三测试段之间，即56505450m4、起钻至5450m，循环,特殊固井工艺,筛管顶部注水泥短回接尾管固井活动/旋转套管固井膨胀套管固井,筛管顶部注水泥,分级箍,封隔器,盲板（管）,筛管,引鞋,用于筛管完成井封隔器应下至井眼规则井段，防止水泥下沉一般采用液压打开式分级箍工艺流程：顶压，胀开封隔器继续顶压，打开分级箍循环孔固井施工（相当于二级
32、固井）碰压，关闭循环孔候凝,尾管筛管顶部注水泥,实例：利678井施工情况悬挂器采用机械式悬挂方式座挂丢手后下压8t投球憋压5,10,12MPa，胀开管外封隔器继续顶压21MPa打开分级箍固井施工碰压28MPa关闭分级箍,悬挂器,分级箍,封隔器,球座,浮箍,筛管,引鞋,短回接固井,实例1S84井9 5/8套管挤毁情况及补救固井工艺S84井7尾管下深44506415.50m，固井后用5 7/8钻头扫下塞起钻至时多次遇阻。经两次下铅模检查核实，9 5/8技术套管在井深3245.46m和4324.81m处已挤毁变形、断裂。由于存在被挤毁的9 5/8技术套管，对下部钻进造成不利因素。若采用全井段回接7套
33、管，在井深达6600m以深的情况下进行五开钻进，安全无法保证。因此采用7短回接尾管技术进行补救，达到既封固挤毁段套管，节约大量7套管，又满足了五开钻进要求。,短回接固井,套管磨铣循环加重钻井液，密度由1.18g/cm3调至1.45g/cm3用214mm磨鞋磨铣3425.463427.05m井段9 5/8套管变形处探到7回接筒后，起钻换200mm的新磨鞋磨铣3425.463427.35m和4324.814327.05m井段（起钻新磨鞋外径磨损后为190mm）下特制专用全钢铣鞋刮铣清除回接简内壁残留水泥，为回接尾管固井做好准备。短回接尾管管串结构7套管回接井段为3289.684450.52m，套管
34、钢级为P110，壁厚11.51mm，总长1160.84m。管串结构：回接插头+旋流短节+浮箍+套管2根+浮箍+套管2根+碰压球座+套管串+悬挂器总成（液压式）+5送入钻具+水泥头,短回接固井,固井施工短回接尾管到位后，循环试通，回接插头缓慢插入悬挂器回接简，下放尾管100150kN（即注水泥浆、替浆碰压后尾管所受到的浮力）；投球憋压坐挂，倒扣丢手，进行固井。注隔离液3.5m3，水泥浆25m3，平均密度1.91g/cm3，替浆48.5m3碰压。扫塞后，测声幅合格。套管试压20MPa，稳压30min，无压降。顺利进入五开钻进，钻至井深6626.88m完钻。,短回接固井,实例2：S88井短回接尾管固
35、井,活动/旋转套管固井,注替过程中活动套管（上下活动或旋转）可以改变环空液体的流速分布，提高环空钻井液的“活性”，减少近壁层效应，对于清除偏心环空窄间隙及滞留在井壁的泥饼和虚泥饼非常有利。,活动/旋转套管固井,活动套管固井应注意的主要问题：1、受井眼条件的限制，套管在活动中要受到周向和纵向的阻力，套管应具有一定的抗拉强度和承载扭矩的能力。2、井眼清洁，井壁稳定，降低活动摩阻。2、上下活动套管的距离一般为510m，时间间隔15min。在小间隙井应避免引起压力激动和抽汲作用。大斜度井要根据摩阻情况确定上下活动距离或放弃活动。4、采用具有高抗扭的套管5、旋转套管速度应控制在1040rpm。,膨胀套管
36、完井,应用：套管内补贴，修复套管破损堵水和封堵扩大套管通径，提供最大尺寸的完井井眼特别用于开窗侧钻井完井,CH2井完井管串示意图,四、需要注意的几个问题,1、U型管效应2、接触时间与顶替效率3、连续施工4、固井工具的作用和影响5、水泥添加剂的选择,1、U型管效应,在一般固井施工，特别是封固井段较长的施工中，套管内注入水泥浆的液柱压力克服了环空液柱压力和流动摩阻后，即出现“U型管效应”。“U型管效应”一般发生在注水泥后期至压胶塞期间及顶替泥浆的初期。在这一期间，环空返速（排量）经历了逐渐升高、降低的反复变化过程，是影响顶替效率、甚至造成复杂的关键阶段。因此，应全面分析施工过程压力、流量的动态变化
37、过程，合理设计施工参数，准确判断现场压力和流量变化，达到提高顶替效率，降低复杂发生的目的。,U型管效应,施工过程压力、排量的变化,2、接触时间与顶替效率,紊流接触时间的定义，在紊流顶替状态下，隔离液（或冲洗液）流经井壁某一点的时间。紊流接触时间越长，则对井壁的清洗效果越好，水泥与井壁的胶结能力相应提高。延长接触时间是提高顶替效率的必要措施。国内外的研究实践一致认为，最佳紊流接触时间应在710min。如，在顶替排量为1.8m3/min时，10min的接触时间则需要流经的液体量达到18m3。,3、连续施工,保持连续施工常规固井施工的重要特点。施工中途停泵中断时间过长，极易诱发水泥浆胶凝强度形成、失
38、水过大提前稠化、闪凝等复杂情况。一般固井设计都给予了重点考虑。连续施工，结合降低钻井液粘切，是降低注替过程钻井液结构力形成或发展，避免钻井液滞留，提高顶替效率的必要手段。连续施工应贯穿从下套管准备到固井施工结束的全过程。,4、固井工具的作用与影响,常见的固井工具是解决固井复杂问题、提高固井质量的辅助手段，而不是提高固井质量的根本途径。由于工具本身适用性、稳定性、可靠性的局限，应用的同时也伴随着一定的风险。特殊工具（如分级箍、悬挂器、封隔器等）使用过程要严格遵守相应的操作规程，并结合具体井下情况谨慎选用。井身结构设计、完井方案等也要充分考虑到位固井施工创造有利条件，降低施工难度，提高固井质量，达到提高采收率、延长油井寿命的目的。,5、水泥添加剂的选择,不同地区由于目的层埋藏深度及地温梯度不同，添加剂的适应性有一定的差异。目前，140 范围内的水泥添加剂基本可以满足相应条件的技术要求。同样井深条件下，地温梯度偏低的西部地区重点要解决稠化时间的问题，而东部地区地温梯度普遍偏高，要考虑水泥浆体系的整体性能，特别是大温差条件下的强度发展。,当前固井技术的瓶颈问题,高温水泥浆体系热采井弹性水泥浆体系自愈合水泥地层岩性与水泥环界面胶结的关系,不当之处，恳请批评指正！谢谢大家！,
