石油工程概論第9章固井、完井與試油ppt課件.ppt

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1、第9章固井、完井與試油主要內(nèi)容固井射孔方案設(shè)計試油完井方式第一節(jié)固井固井定義：在鉆出的井眼內(nèi)下入套管柱，并在套管柱與井壁之間注入水泥漿，使套管與井壁固結(jié)在一起的工藝過程。主要包括：下套管和注水泥兩個過程。第一節(jié)固井一、固井的目的1、安裝井口裝置，以控制鉆進(jìn)過程中遇到的高壓油氣水層；2、鞏固疏松井段，隔離復(fù)雜地層（如鹽膏層、水敏性泥頁巖）；3、封隔地下油氣水層，防止上下串通；4、封隔暫不開采的油氣層；5、鉆井或作業(yè)中出現(xiàn)井噴時，不會因壓井而壓裂上部地層；6、為油氣生產(chǎn)建立長期穩(wěn)定的通道。1套管2水泥環(huán)3氣層4油層5水層二、井身結(jié)構(gòu)定義：

2、一口井中下入套管的層次、下入深度、井眼尺寸與套管尺寸的配合，以及各層套管外水泥返高等。水泥返高：指固井時套管與井壁之間水泥環(huán)上升的高度，常指水泥環(huán)上端到井口方補心的距離。oilzone井身結(jié)構(gòu)(CasingProgram)技術(shù)套管表層套管油層套管171/2”－133/8”121/4”－95/8”81/2”－7”高危氣井針對氣藏：富含H2S（如羅家寨氣田、普光氣田等）高溫高壓和富含CO2的氣藏（如南海鶯瓊盆地等）深層超壓氣藏（如塔里木克拉2氣田）高壓凝析氣藏（如塔里木牙哈氣田）在建井及生產(chǎn)作業(yè)中：難度最大風(fēng)險最高花費昂貴壽命較短30"2

3、0"16"10-3/4"13-3/8"9-5/8"2.162.182.3泥線90m某高溫高壓氣井井身結(jié)構(gòu)1)導(dǎo)管：井眼直徑(mm):660.4所鉆深度(m):20套管外徑(mm):508套管下深(m):20水泥返高(m):地面2)一開：井眼直徑(mm):444.5所鉆深度(m):502套管外徑(mm):339.7套管下深(m):500水泥返高(m):地面3)二開：井眼直徑(mm):314.1所鉆深度(m):4152套管外徑(mm):273.1套管下深(m):4150水泥返高(m):地面4)三開：井眼直徑(mm):241.3所鉆深度(m

4、):6222.99套管外徑(mm):177.8套管下深(m):6220水泥返高(m):地面普光氣田P4-2開發(fā)井的井身結(jié)構(gòu)（預(yù)算1.2億RMB，油層套管底部500m為不銹鋼管，每米4萬元RMB）典型的高危氣井2006年4月30日0：00時開鉆，70135ZY鉆井隊各層套管的作用表層套管：封隔上部松軟的易塌、易漏地層，安裝防噴器等井口設(shè)備，以控制鉆開高壓層時可能發(fā)生的井噴現(xiàn)象（水泥漿通常返至地面）。技術(shù)套管（中間套管）：封隔某些難以控制的復(fù)雜地層（易塌、易漏地層等），以便能順利地鉆達(dá)預(yù)定的生產(chǎn)目的層（水泥漿通常返至要封隔的復(fù)雜地層頂部1

5、00m以上）。生產(chǎn)套管（油層套管）：封隔油、氣、水層，保證油井的正常生產(chǎn)（水泥漿通常返至要封隔的油氣層頂部150m以上）。井身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則（安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆進(jìn)，降低鉆井成本）：（1）能有效地保護(hù)油氣層，使不同壓力梯度的油氣層不受泥漿污染損害。（2）應(yīng)避免漏、噴、塌、卡等復(fù)雜情況產(chǎn)生，為全井順利鉆進(jìn)創(chuàng)造條件，使鉆井周期最短。（3）鉆下部高壓地層時所用的較高密度泥漿產(chǎn)生的液柱壓力，不致壓裂上一層套管鞋處薄弱的裸露地層。（4）下套管過程中，井內(nèi)泥漿液柱壓力和地層壓力之間的壓差，不致產(chǎn)生壓差卡套管事故。三、下套管1、定義：將按強度要求設(shè)計好

6、的套管及其附件組成的套管柱下入井眼內(nèi)的工藝。2、套管性質(zhì)：油井用套管使用無縫鋼管制成的，長度一般為10m左右，要滿足鉆井和采油的需要，必須要有足夠的強度。2、套管性質(zhì)：⑴套管抗拉強度⑵套管抗擠強度：套管所受的軸向拉力：自重、附加應(yīng)力（套管彎曲引起的、注水泥引起的）。外擠壓力：管外液體的壓力、地層中流體壓力、高塑性巖石的側(cè)向擠壓力和壓裂時的擠壓力。⑶套管抗內(nèi)壓強度：內(nèi)壓力：地層流體進(jìn)入套管產(chǎn)生的壓力、特殊作業(yè)時（壓裂、酸化、注水）所實施的壓力。3、套管柱設(shè)計：尺寸設(shè)計、強度和密封性設(shè)計設(shè)計方法：等安全系數(shù)法、雙軸應(yīng)力法、等拉力余量法。設(shè)

7、計原則：考慮了安全附加量的外載等于套管的強度。普遍使用：使組成套管柱的各段套管的最小安全系數(shù)等于規(guī)定的設(shè)計安全系數(shù)。四、注水泥水泥漿是由干水泥和水配制而成。注水泥時，用一套專用設(shè)備（水泥車、混合漏斗、灰罐車）將水泥漿按設(shè)計用量注入井內(nèi)，使其返至套管外設(shè)計的位置。下完套管之后，把水泥漿泵入套管內(nèi)，再用鉆井液把水泥漿頂替到管外環(huán)形空間設(shè)計位置的作業(yè)稱之為注水泥。油井使用最多的為硅酸鹽水泥，與建筑水泥類似，但其性能有特殊之處。要求油井水泥具有較高的早期強度、較短的候凝時間和較強的耐腐蝕能力。（1）硅酸三鈣?水泥的主要成分，一般的含量為40%

8、~65%?對水泥的強度，尤其是早期強度有較大的影響?高早期強度水泥中含量可達(dá)60%－65%，緩凝水泥中含量在40%－45%（2）硅酸二鈣?含量一般在24%－30%之間?水化反應(yīng)慢，強度增長慢?對水泥的最終強度有影響。1、