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1、固井技术简介,一、概述,固井目的 封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺利进行； 封隔油气水层，建立油气流出通道，防止产层间互窜; 延长油井寿命； 进行增产措施 ； 安装井口；,概述,固井工程的特殊性 (1)是一次性工程,如果质量不好,一般情况下难以补救; (2)是隐蔽性工程,主要流程在井下,施工时不能直接观察,质量控制往往决定于设计的准确性和准备工作的好坏,受多种因素的综合影响; (3)影响后续工程的进行; (4)是一项花钱多的工程; (5)施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程.,配制与注替过程中保持可控的流动能力； 在井下温度、压力条件下保持足够的可泵时间和体系稳定性； 静止后快
2、速凝固并保持体积不变； 凝固水泥石强度高，致密性好，抗腐蚀； 有一定塑性，能抵抗射孔震动冲击；,固井作业对水泥浆的基本要求,（a） （b） （c） （d） （e） a.循环钻井液 b.注隔离液和水泥浆 c.替浆 d.替浆 e.碰压 1压力表 2上胶塞 3下胶塞 4钻井液 5浮箍 6引鞋 7水泥浆 8隔离液 9钻井液,固井流程,固井作业设备与工具,固井设备包括：水泥车、灰罐车、供水车、工具车等；,常用的固井工具：密度秤、水泥头、浮箍、浮鞋、组流环、 胶塞等；,70-25双机双泵 固井水泥车,40-17固井水泥车,水泥车：高压注入设备 （压力可达 77.2MPa）,1. 井温测井 水泥的水化反应是
3、一放热反应，其凝结过程中所放出的热量通过套管传给套管内流体，可使井内温度上升一定数值，如622。而环空中没有水泥的井段，井内温度为正常温度。利用这一特性，可以测定水泥浆在环空中的返高位置（即水泥顶部深度）。,二、水泥环质量检测和评价,2. 声幅测井（水泥胶结测井） 声幅测井是根据声学原理所进行的测井。在井下，从测井仪声波发射器发出声波，声波向四周以近似球形的波阵面发散，通过不同的介质和路线后传播到接收器。最先到达接收器的是沿着套管传播的滑行波（叫套管波）所产生的折射波，其次是传到地层后又传播回来的地层波。声幅测井记录的是最先到达的套管波的首波幅度。,套管波在传播过程中要向套管内和环形空间散失能
4、量，既声幅要衰减（降低）。套管波的衰减程度和套管内外介质性质及其分布有关。因为管内钻井液的分布及性质是不变的，因此向管内散失的能量为恒定值。在此基础上的套管波的衰减程度就将取决于管外水泥与套管的胶结情况。 实验证明，在其它条件不变的情况下，套管首波幅度的对数与套管周围水泥未胶结部分所占套管周长的百分数之间存在线性关系，套管胶结的水泥越多，所接收的声幅越小，而当管外全为钻井液时，所接收的声幅最大。,声幅测井曲线示意图 井段B的相对声幅大于30%，为不合格井段。,声幅测井示意图 1电缆 2发射器 3接收器 4套管 5水泥环 6地层,3. 声波变密度测井 声幅测井测量记录的是套管首波幅度。声波变密度
5、测井（VDL，简称变密度测井）是用接收器将套管波、地层波等声波幅度按到达时间先后全部测量记录，再用一定的方法显示，以评价水泥环质量的测井方法。当进行变密度测井时，同时进行声幅测井。 变密度测井因为能够测量记录地层波，因此能够反映出水泥与地层（俗称第二界面）的胶结情况。将变密度测井结果与声幅测井结果对比分析，可以更全面地评价水泥环质量。,水泥胶结变密度测井示意图 1电缆 2发射器 3CBL接收器 4VDL接收器 5套管 6水泥环 7地层,三、水泥添加剂,随着降失水剂的应用，各种改善水泥浆性能的添加 剂在发展。目前已有如下8大类型： （1）速凝剂：缩短凝固，加快强度.如CaCl2,加速 C3S的水
6、化作用。 （2）缓凝剂：延长凝固时间。如木质素黄酸盐，吸 附在硅酸钙水化物上，影响其水化作 用。 （3）填充剂：降低密度/提高造浆率。如膨润土和微球,（4）加重剂：增加水泥密度。如钛铁矿、赤铁矿和重晶石等。 （5）分散剂：降低水泥浆粘度，降低水泥浆屈服值。 如磺酸盐类； （6） 降失水剂： 控制水泥浆失水量，控制滤饼滤失。将纯水泥浆大于1500ml/30min的失水量降低到小于50ml/30min保证固井要求。最初使用的是膨润土，目前乳胶已成为最常用的颗粒性材料降失水剂。水泥浆失水是影响固井最严重的问题，因此降失水剂也是最重要的外加剂。,乳胶是降失水剂发展至今最好的降失水剂之一。乳胶是乳化聚合
7、物属于颗粒材料，粒度在200500m之间。 固井用的乳胶是聚乙烯类产品： (1) 醋酸乙烯脂、乙烯-丁二烯树脂：可用到50 (2) 苯乙烯-丁二烯树脂：可用到176 乳胶是固相聚合物颗粒的水分散体，靠表面活性剂保 护胶体。 表面活性剂如Stabilizer 434B可用到160 ; Stabilizer 434C可用到193,水溶性聚合物：控制失水，降低滤饼的渗透率 (1) 纤维素衍生物，如羟乙基纤维素； (2) 非离子人工合成聚合物； (3) 阴离子人工合成聚合物； (4) 阳离子聚合物；,（7） 堵漏剂：控制水泥浆漏失。 1) 堵漏材料。如硬沥青和颗粒煤；塞璐玢片 2) 触变性水泥。产生高胶凝强度常用的是膨润 土。其含量可分别在5%2%(BWOC) （8） 特种添加剂： 消泡剂:消除水泥浆气泡，如聚乙二醇乙醚 稳定剂：高温稳定剂、乳胶稳定剂等 悬浮材料、 防气窜材料等。,
