第08章固井完井與試油--2h

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1、固井、完井與試油統(tǒng)稱為完井工程，是銜接鉆井和采油工程而又相對(duì)獨(dú)立的工程，是從鉆開油層到固井、完井、下生產(chǎn)管柱、排液、誘導(dǎo)油流，直至投產(chǎn)的工藝過程組成的系統(tǒng)工程。第八章固井、完井與試油固井油氣井完成試油投產(chǎn)主要內(nèi)容1第一節(jié)　固井定義：在已鉆成的井眼內(nèi)按設(shè)計(jì)要求下入套管柱，并在套管柱與井壁形成的環(huán)形空間注入水泥漿使之固結(jié)在一起的工藝過程。固井包括：下套管和注水泥2一、固井目的安裝井口裝置鞏固疏松井段，隔離復(fù)雜地層避免壓漏地層封隔高壓層，使油氣水互不串通為油氣生產(chǎn)建立長期的通道封閉暫不開采的油氣層。油層氣層套管柱水泥環(huán)3二、井身結(jié)構(gòu)

2、井身結(jié)構(gòu)內(nèi)容套管的層次每層套管的尺寸和深度相應(yīng)井段的井徑水泥返高1.概念：一口井開鉆前根據(jù)該井的鉆探目的，本地區(qū)地質(zhì)條件及鉆井工藝技術(shù)水平所確定的套管層次、各層套管尺寸和下深、每層套管相應(yīng)的鉆頭尺寸和管外水泥返高。4井身結(jié)構(gòu)示意圖保護(hù)井口附近的表土地層，防止被經(jīng)常流出的洗井液體沖垮.鞏固上部比較疏松易塌的不穩(wěn)定巖層；安裝防噴器等井口設(shè)備，控制鉆開高壓層時(shí)可能發(fā)生的井噴現(xiàn)象.封隔某些難以控制的復(fù)雜地層，以便能順利地鉆達(dá)預(yù)定的生產(chǎn)目的層封隔油、氣、水層，保證油井的正常生產(chǎn).技術(shù)套管Intermediatecasing表層套管Sur

3、facecasing導(dǎo)管Conductor生產(chǎn)套管Productioncasing5三、下套管將設(shè)計(jì)好的套管及附件組成的套管柱下入到已鉆出的井眼內(nèi)的工藝叫下套管。分為四個(gè)方面：套管規(guī)范選擇套管柱設(shè)計(jì)套管柱下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下套管作業(yè)6套管是用無縫鋼管制成，長約10米/根，兩頭有螺紋。套管規(guī)范：①直徑、②壁厚、③鋼級(jí)、④螺紋1.套管規(guī)范套管實(shí)物72、套管柱設(shè)計(jì)套管柱設(shè)計(jì)主要指強(qiáng)度設(shè)計(jì)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)以受力環(huán)境和受力狀態(tài)為基礎(chǔ)。強(qiáng)度設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度:（絲扣是薄弱處）抗擠強(qiáng)度:承受外擠的能力抗內(nèi)壓強(qiáng)度：套管切向應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí)的內(nèi)應(yīng)力外載軸向拉力

4、外擠力內(nèi)壓力83、套管柱下部結(jié)構(gòu)套管附件引鞋套管鞋旋流短節(jié)回壓凡爾承托環(huán)扶正器水泥傘要把設(shè)計(jì)好的同壁厚、不同鋼級(jí)的套管柱順利、安全下入預(yù)定深度，以及為了提高固井質(zhì)量，必須在套管柱下部安裝一些附加裝置，這些裝置統(tǒng)稱下部結(jié)構(gòu)，也稱為套管附件。9引鞋套管鞋旋流短節(jié)回壓凡爾承托環(huán)扶正器水泥傘10在地面用專門設(shè)備將水泥漿（水泥和水的混合物）注入井壁與套管柱形成的環(huán)空中，使套管柱與地層巖石固結(jié)的作業(yè)過程。注水泥特點(diǎn)：注水泥作業(yè)是一次性工程，時(shí)間短（1～2h）、費(fèi)用高（約占全井費(fèi)用10%）、工序多，質(zhì)量不好一般難以補(bǔ)救，所以在現(xiàn)場(chǎng)，把注水泥

5、作業(yè)稱為一錘子買賣?？梢哉f注水泥在整個(gè)油氣井建井過程中的地位是舉足經(jīng)重的。注水泥作業(yè)一般由專業(yè)服務(wù)公司來完成。注水泥技術(shù)所涉及內(nèi)容1.選擇水泥2.設(shè)計(jì)水泥漿性能3.注水泥工藝設(shè)計(jì)四、注水泥技術(shù)111．油井水泥選擇油井水泥是波特蘭水泥（也即硅酸鹽水泥）的一種，它是將石灰與粘土礦物或其它含氧化硅、氧化鋁及氧化鐵的物質(zhì)均勻混合，在一定溫度下鍛燒，然后磨粉制得的產(chǎn)品。油井水泥主要成分水泥中各種成分的含量對(duì)水泥的性能具有較大影響，所以可以通過調(diào)節(jié)水泥中各種成分的比例來得到不同類型的水泥。油井水泥的類型，按API標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)其性能和適用井深

6、可以分為ABCDEFGH共八種級(jí)別。隨級(jí)別的增加，所適用的井深范圍越深。水泥的選擇主要是根據(jù)井深溫度及地層特性來確定，現(xiàn)場(chǎng)最為常用的水泥是G級(jí)。硅酸三鈣3CaO·SiO2(比例：40%～65%)；硅酸二鈣2CaO·SiO2(24%～30%)；鋁酸三鈣3CaO·Al2O3(3%～15%)；鐵鋁酸四鈣4CaO2·Al2O3·Fe2O3(8%～12%)。122.水泥漿性能設(shè)計(jì)為了滿足現(xiàn)場(chǎng)施工和固井質(zhì)量要求，需要對(duì)水泥漿的性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，水泥漿性能設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：密度、流變性、稠化時(shí)間、凝固時(shí)間、失水、游離液、強(qiáng)度和抗腐蝕性

7、能等。（1）密度。先定義一個(gè)概念：水灰比：(watercementratio)水與干水泥的重量比。水泥漿是由干水泥、配漿水、外加劑和外摻料組成。密度取決于配漿水和外摻料的用量，一般根據(jù)鉆井液密度和地層破裂壓力來設(shè)計(jì)水泥漿密度。13（2）稠化時(shí)間稠化時(shí)間是指水泥漿在流動(dòng)過程中喪失流動(dòng)的時(shí)間，即指水泥漿從配制開始到其稠度達(dá)到規(guī)定值所用的時(shí)間。稠度用來表征水泥漿的流動(dòng)特性，單位是Bc。稠度隨時(shí)間的變化曲線叫稠化曲線，如下圖表示。14(3)凝結(jié)時(shí)間水泥漿從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變的時(shí)間。分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝為水泥漿喪失流動(dòng)開始的時(shí)間，而

8、終凝是水泥漿完全失去塑性，并開始具有一定強(qiáng)度的時(shí)間。(4)失水失水是指壓差作用下從水泥漿中析出的自由水。水泥漿失水量一般用API標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)得(6.9MPa壓差，30min）。失水量與漿體質(zhì)量和固井質(zhì)量密切相關(guān)，不同類型的注水泥作業(yè)，對(duì)失水量要求不同。如常規(guī)直井套管注水泥A