固井基础知识

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1、第二部分 固井基础知识第一章 基本概念1、什么叫固井？ 固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆，把 套管与井壁紧固起来的工作。2、什么叫挤水泥？ 是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。3、固井后套管试压的标准是什么？5 英寸、5 1/2 英寸试压 15MPa，30 分钟降压不超过 0.5MPa，7 英寸，9 5/8 英寸分别为 10MPa 和 8MPa，30 分钟不超过 0.5MPa；10 3/413 3/8 英寸不超过6MPa, 30分钟压降不超05MPa。4、什么叫调整井？ 为挽回死油区的储量损失,改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调 整平面矛盾严重地段的开

2、发效果所补钻井叫调整井。5、什么叫开发井？ 亦属于生产井的一种,是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。6、什么叫探井？ 在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。7、简述大庆油田有多少种不同井别的井？ 有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。8、什么叫表外储层？ 是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层）。包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多 少米？固井质量要求,调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25 米 （探井不少于15米）。10、调整井（

3、小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井 （小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？调整井按质量标准井斜不大于3度。探井按质量标准井斜不大于5度。11、调整井（小于等于1500 米）井底最大水平位移是多少？探井（小 于等于 3000 米）井底最大水平位移是多少？调整井井底最大水平位移是40 米。探井井底最大水平位移80 米。12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？（1）常规固井（2）双密度固井（变密度固井）（3）双级注固井（4） 低密度固井（5）尾管固井13、目前大庆油田形成几套固井工艺？（1）多压力层系调整井固井工艺技术。（2）水平井固井工艺技术。（3）斜直井固井工艺技

4、术。（4）小井眼固井工艺技术。（5）深井及长封井固井工艺技术。（6）欠平衡固井工艺技术。14、水泥头是用来完成注水泥作业的专业工具，常用的有哪几种？（1）简易水泥头；（2）单塞水泥头；（3）双塞水泥头；（4）尾管固井水泥 头。15、5 1/2水泥头销子直径为多少毫米？5 1/2水泥头销子直径为24mm。16 、常用的套管有哪些规格？5、 5 1/2、 7、 7 5/8、 8 5/8、 9 5/8、 10 3/4、 12 3/4、 13 3/8、 20等。17、简述技术套管及油层套管的作用？ 技术套管是封隔复杂地层，保证固井顺利进行，安装井口装置，支承 油层套管重量，必要时可当油层套管使用。油层

5、套管是封隔油、气、水层与其它不同压力的地层，如因保护套管 形成油气通道，满足开采和增产措施的需要。18、常用扶正器的规格有哪些？5x5 1/4, 5 1/2x7 1/2, 5 1/2x8 1/2, 5 1/2x9 3/4, 9 5/8x12 1/4, 13 3/8x17 3/4。19 、上胶塞的作用是什么？（1）在管内隔开水泥浆和泥浆或清水；（2）刮掉管内壁上的泥浆和水泥浆混合物。（3）传递替泥浆终止信号。（4）进行油层套管试压。20、实际施工时间和稠化时间的关系？稠化时间所规定的稠度值一般 取多少 BC？实际施工时间再加 1 个小时或 1 个半小时即稠化时间，稠化时间所规 定的稠度值一般取

6、5070BC。21、大庆长垣由北向南包括几个三级构造？ 自北向南依次为顺序为：喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、高台子、太平屯 葡萄花、敖包塔等七个构造。22、大庆油田中部含油组合的油层组有哪些？大庆油田共有 10 个油层组，依次是萨零组、萨一组、萨二组、萨三组、 葡一组、葡二组、高一组、高二组、高三组、高四组。23、大庆油田的标准层是指哪一段，岩性是什么？ 标准层是指嫩二段底部的一层劣质油页岩。24、大庆油田的断层属于哪一类型？ 主要属于断距不大，延伸不太长的正断层。25、扶正器作用是什么？目前使用类型有几种？ 套管能下至预定井深并促使套管位于井眼中心。 目前使用的扶正器类型有弓形扶正器，弹性限位扶正

7、器，刚性扶正器 旋流扶正器。26、A 级水泥使用深度及温度是多少？A级水泥使用深度范围018288井深，温度至76.7C。27、G 级水泥使用深度及温度是多少？G 级水泥使用深度范围 02440 米井深，温度至 93C。28、固井后，出现水泥塞的可能原因有哪些？（1）钻井液性能不好，石粉沉淀，出现假塞现象；（2）套管长度与实际长度不符；（3）浮箍、浮鞋失灵，敞压时管内回流水泥浆；（4）替泥浆时，泥浆中混有水泥浆。29、什么叫水泥浆“失重”现象？固井后，水泥浆在凝固过程中由于胶凝和桥堵原因，其液柱压力降低 的现象称为水泥浆“失重”。30、什么叫多级注水泥固井？ 根据井下条件，需利用双级箍实现两次

8、或多次注水泥的特殊工艺固井 方法。31、使用封隔器的作用是什么？（1）密封技术套管，防止下部灵敏地层受泥浆和水泥浆污染。（2）防止高压层间的相互沟通。（3）可隔离循环漏失层，减轻水泥对地层的压力。（4）双级注水泥时，不必等待一级凝固时即可注入第二级水泥。32、尾管固井有哪些特点？（1）水泥浆稠化时间的确定：从混配水泥浆起至多余水泥浆完全循环 出井口为止。考虑一定安全系数。（2）对尾管悬挂器及短方钻杆等工具，要进行认真全面检查。（3）下井钻杆要认真通内径。（4）对下井套管内径要用通径规检查。（5）尾管与套管重叠段选150-300 米，对尾管挂进行悬挂能力校核。（6）对钻具长度，钻杆收缩距，要认真

9、计算。（7）要进行流变学设计。（8）在注水泥施工结束时，要保持回压、以防管外水泥浆倒返。33U 型管效应是怎样形成的？答：所谓 U 型管效应即固井时套管内出现的真空现象，一般这种情况 是由于水泥浆密度大于泥浆密度，由于密度不同在注水泥时造成管内外的 静压差，当管内外的静压差大到一定值，使这个值足够克服整个流体的沿 程阻力之和时，管内流体便会产生自由落体运动。随着自由落体运动速度 的增大，泵入的流体不能填满管内便形成一真空段，即发生了 U 型管效应。34生位到井底是如何规定的？为什么？答：生位到井底这段距离一般约为每 1000 米井深为 10 米，这主要是 为了替泥浆时胶塞刮掉套管内壁泥饼存于此

10、而定的，一般认为 1000 米的管 内泥饼约需 10 米的套管内容积。35高压异常地层（憋压层）会给固井质量造成一定的影响，目前常见的憋压层类型有哪些？答：常见的憋压层类型有：（1）透镜体型（2）砂岩层尖灭型（3）渗 透率变化型（4）断层遮挡型（5）套断型（6）复合型（7）堵水型。36易漏井有哪几种施工工艺技术？ 答：主要是应用双级注注水泥工艺技术、双密度注水泥工艺技术，施 工时主要是控制水泥密度和泵压、泵速。37固有高压层的井，主要有何种措施？ 答：主要是考虑使用套管外封隔器，使用抗窜的特种水泥和外加剂， 隔离液要适当减少，水泥浆密度控制好。38流动阻力主要受哪几种因素影响？ 答：影响流动阻

11、力的主要因素有：流体的流速、密度和流度参数，以 及流体通过的当量直径等。39隔离液的设计应注意哪些？ 答：隔离液的设计首先要考虑充分隔离开水泥浆和钻井液另外还要考 虑隔离液的使用，因其一般密度较低，会对环空液柱压力造成一定影响， 影响压稳。40有碰压显示，试不住压怎么办？ 答：即有碰压显示，说明已碰压，在排除假碰压可能的情况下，检查 地面管汇和泵车管汇，看是否有短路部分，如果有整改后重新试压，确保 地面无问题，可判定为套管串有短路部分，应停止试压活动。第四章 固井设计知识 固井设计包括套管柱设计和注水泥施工设计 一、套管柱设计 套管柱设计的目的在于保证套管安全下入，使套管柱满足注水泥作业 和后

12、期完井作业需要。因此要求入井套管必须有足够的强度（但不浪费）， 合适的居中度。（一）套管强度计算方法套管柱强度包括：抗拉强度、抗挤强度、抗内压强度 中油集团公司颁布的“固井技术规定”中要求，在设计套管柱时，抗拉强 度必须大于 1.61.8（技套、表层 1.6 以上）；抗挤强度大于 1.125；抗内 压强度大于 1.1。1、套管的轴向拉力及拉抗强度F0=Zqlx1O-3F套管承受的轴向拉力，KNq套管单位长度的各义重力，N/mI一套管段长，m上式计算为井口处套管所承受的轴向拉力。 实际上在一口井上，井口套管承受的轴向力最大，在抗拉强度设计中 井口最为关键。在实际下套管过程中，套管要受到钻井液的浮

13、力，因此套管上各处所 受的拉力要比在空气中小，考虑浮力时，井口套管所受的拉RFm，为Fm=列（l-pd/ps）xl0-3式中：Pd钻井液密度，g/cm3ps钢材（套管）密度（取7.8） g/cm3 我国在对套管设计时，一般不考虑浮力的减轻作用。通常用套管在空 气中的重力来考虑轴向拉力，认为浮力被套管柱与井壁之间摩擦抵销。在定向井及水平井中，套管弯曲会引起附加应力。 当注入水泥浆量较大，在水泥浆未返出套管底部时，管内液体较重， 将对套管产生一个附加接应力， Fc：才9卫/1000）5/4式中：Fc注水泥产生的附加力，KN；h管内水泥浆高度，mPc、Pd水泥浆、钻井液密度，g/cm3dci n套管

14、内径。当注水泥过程中，流动套管时，应考虑该力。 其它附加力：下套管过程中的动载，如上提时附加力；注水泥时泵压 变化等。这些附加力很难计算。抗拉安全系数 St 计算St=F/F0F 为双套管理论上能承受的最大拉伸力（接头拉伸强度）， KN；F。一计算点以下井段套管在空气中重力。2、套管承受的外挤力及抗挤强度 套管承受的外抗压力，主要来自管外液柱压力，地层中流体压力，高 塑性岩石的侧向力及其它作业时产生的压力。一般情况下，在常规套管设计中，外抗压力按最危险的情况考虑，即 按套管内全部掏空；套管承受钻井液柱压力计算，其最在外挤压力为：Poc=9 81xpdxDxlO-2P0c套管承受的外挤力。MPa

15、pd管外钻井液密度D计算的井深,m从式中可以看出，套管底角所受的外挤力最大，井口处最小。套管的抗挤强度：指套管在外挤力作用下，失圆、挤扁时的最大外挤 压力数值，一般从甲方手册查阅。在有轴向载荷时的抗挤强度 在轴向力作用下，套管能够承受外挤或内压能力是会发生变化的，或 者说，是与地面做的抗挤或抗内压强度是不一样的。假定套管自重引起的轴各拉应力为Oz，由外挤或内压引起的圆周向应 力为Oro因套管为薄壁管，Or比Ot小得多，可忽略不计，因此可只考虑轴 向拉应力Oz和周向应力Ot二维应力，按照第四强度理论，套管发生破坏的 强度条件为：O2z+O2t-OzOt=O2sOs 为套管钢材屈服强度， Mpa（Oz/Os）2-OzOt/Os+（Ot/Os）2=1即为椭圆方程：Oz/Os为横轴，Ot/Os为纵轴，为画出应力图轴为双轴应 力椭圆。考虑轴向拉应力时，套管的抗挤强度计算为近的采用下式：Pcc=Pc（1.03-0.74Fm/Fs）式中:Pcc存在轴向拉力时的最大允许抗外挤强度，MpaPc原轴向力时的套管抗外挤强度（手册P160-177）Fm轴向拉力，K