第4章固井、完井与试油

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第4章固井、完井与试油

第四章固井与完井主要内容第一节固井第二节完井第三节试油

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上节回顾一.固井概念在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。

主要包括：下套管和注水泥两个过程。

固井目的（1）巩固井壁，隔离复杂地层（2）安装井口装臵，控制高压油气水的活动（3）封隔油气水层，创建油气通道

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二.井身结构定义：一口井中下入套管的层次、下入深度、井眼尺寸与套管尺寸的配合，以及各层套管外水泥返高等。

水泥返高：指固井时套管与井壁之间水泥环上升的高度。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 各层套管的作用导管：封隔地表疏松地层，防止钻井液渗入地基影响井架稳定以及在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装臵平面上来形成有控循环。

表层套管：封隔上部松软的易塌、易漏地层，安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象（水泥浆通常返至地面）。

技术套管（中间套管）：封隔某些难以控制的复杂地层（易塌、易漏地层等），以便能顺利地钻达预定的生产目的层（水泥浆通常返至要封隔的复杂地层顶部100m以上）。

生产套管（油层套管）：封隔油、气、水层，保证油井的正常生产（水泥浆通常返至要封隔的油气层顶部150m以上）。

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三、注水泥下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆顶替到管外环形空间设计位臵的作业称之为注水泥。

注水泥质量的基本要求： 1、依照地质及工程设计要求，套管下入深度、水泥浆返高和管内水泥塞高度符合规定 2、注水泥井段环空内的钻井液全部被水泥浆替走 3、水泥环与套管和井壁岩石之间的连接良好 4、水泥石能抵抗油、气、水的长期腐蚀

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第二节完井完井（油气井完成）定义：是使井眼与油气储层连通的工序，是钻井工作的最后环节，包括钻开油气层、确定完井方法、安装井底、井口装臵和试油。

完井质量直接影响到油气井的生产能力和寿命。

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固井基础知识

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、51/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过?0.5MPa，7英寸，95/8英寸分别为10MPa和8MPa，30分钟不超过0.5MPa；103/4—133/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0.5MPa。 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（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、51/2″水泥头销子直径为多少毫米？ 51/2″水泥头销子直径为24mm。 16、常用的套管有哪些规格？ 5″、51/2″、7″、75/8″、85/8″、95/8″、103/4″、123/4″、133/8″、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？ 5×51/4，51/2×71/2，51/2×81/2，51/2×93/4，95/8×121/4，133/8×173/4。 19、上胶塞的作用是什么？

2021年固井与完井试题

固井与完井技术试题 一、选取题 1、井深构造涉及内容有（） A、所下套管层次、直径、各层套管下入深度 B、井眼尺寸（钻头尺寸） C、各层套管水泥返高 D、地层压力和地层破裂压力剖面 2、套管类型涉及（） A、导管、技术套管 B、表层套管、技术套管 C、生产套管（多数是指油层套管）、尾管 D、导管、表层套管、技术套管、生产套管（多数是指油层套管）、尾管 3、表层套管下入深度约在（）m。 A、30~300 B、300~500 C、300~1000 D、30~1500 4、技术套管为井控设备（）提供了条件。 A、安装 B、防喷 C、防漏 D、安装，防喷，防漏，悬挂尾管 5、普通，水泥返至产层顶部（）m以上。 A、50 B、100 C、200 D、500 6、尾管长处是（）。 A、下入长度短 B、费用低 C、节约成本 D、入长度短、费用低、节约成本 7、井身构造设计原则为（） A、能有效地保护油气层，石油气层不受钻井液损害。 B、可以避免漏、喷、塌、卡等复杂状况生产，保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短。 C、钻达下部高压地层时所用较高密度钻井液生产液柱压力，不至于把上一层套管鞋处薄

弱裸露地层压裂。 D、下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间压差，不至于导致压差卡阻套管。 8、井身构造设所需工程数据涉及（） A、抽汲压力Sb B、激动压力系数Sg C、地层压裂安全系数Sf井涌允量Sk D、差值允量△Pn和△Pa 9、套管与井眼之间要有一定间隙，过小会导致下套管困难及注水泥后水泥过早脱水形成水泥桥，间隙过大则不经济。间隙值普通最小在（）mm范畴内。 A、9~10 B、10~12 C、11~15 D、9.5~12.7 10、国内现用套管原则与API原则类似，惯用原则套管外径从114.3mm到（）mm。 A、507 B、508 C、509 D、510 11、下入井中套管柱，重要受（）作用。 A、轴向拉力 B、外挤压力 C、内压力 D、轴向拉力、外挤压力和内压力 12、套管柱在井内所承受轴向拉力，重要是由套管自身重量产生，其大小与套管柱（）等因素关于。 A、长度 B、壁厚 C、外形尺寸大小 D、长度、壁厚和外形尺寸大小 13、套管柱重要有（）几种破坏形式。 A、腐蚀破坏 B、电磁破坏 C、人为破坏 D、拉伸破坏、挤压破坏 14、套管柱附件涉及（） A、引鞋（套管鞋、浮鞋） B、回压阀 C、套管扶正器和磁性定位套管 D、联顶节 15、API原则把油井水泥分为（）级别。 A、A,B,C,D,E,F,G,H,J B、A,B,C,D C、A,B,C,D,E,F D、A,B,C,D,E,F,G, 16、A,B,C级，深度范畴（）m。 A、0~1828.8 B、0~1523.6 C、0~2456.9 D、0~563.8 17、D级，深度范畴（）m。

固井与完井试题

固井与完井技术试题 一、选择题 1、井深结构包括的内容有( ） A、所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度 B、井眼尺寸(钻头尺寸） C、各层套管的水泥返高 D、地层压力和地层破裂压力剖面 2、套管的类型包括（） Ａ、导管、技术套管 B、表层套管、技术套管 Ｃ、生产套管(多数是指油层套管）、尾管 D、导管、表层套管、技术套管、生产套管(多数是指油层套管)、尾管 ３、表层套管下入深度约在（）ｍ。 A、３0~30０ B、300~５00 C、3０0~1０00 D、3０~1500 4、技术套管为井控设备的（)提供了条件。 A、安装 B、防喷Ｃ、防漏Ｄ、安装，防喷，防漏,悬挂尾管 5、通常,水泥返至产层顶部（)ｍ以上。 A、5０ B、１00 Ｃ、20０D、500 6、尾管的优点是( ）。 Ａ、下入长度短Ｂ、费用低Ｃ、节约成本D、入长度短、费用低、节约成本 7、井身结构设计的原则为（） A、能有效地保护油气层,石油气层不受钻井液损害。 B、能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况生产,保证全井顺利钻进，使钻井周期达到最短。 C、钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液生产的液柱压力,不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂。 D、下套管过程中，钻井液液柱压力和地层压力之间的压差,不至于造成压差卡阻套管。 8、井身结构设所需工程数据包括( ） A、抽汲压力Sb B、激动压力系数Ｓg Ｃ、地层压裂安全系数Sf井涌允量SｋD、差值允量△Pｎ和△Ｐa 9、套管与井眼之间要有一定间隙,过小会导致下套管困难及注水泥后水泥过早脱水形成水泥桥,间隙过大则不经济。间隙值一般最小在( )mm范围内。 A、9~10 B、10~1２ C、1１～1５Ｄ、9．５~12．7 １0、我国现用的套管标准与AＰI标准类似,常用的标准套管外径从１14.３mm到（）mm。 A、507Ｂ、508 C、50９Ｄ、510 11、下入井中的套管柱，主要受（）的作用。 A、轴向拉力 B、外挤压力 C、内压力 D、轴向拉力、外挤压力和内压力 12、套管柱在井内所承受的轴向拉力，主要是由套管本身的重量产生的，其大小与套管柱的（)等因素有关。 Ａ、长度B、壁厚Ｃ、外形尺寸大小D、长度、壁厚和外形尺寸大小 13、套管柱主要有（）几种破坏形式。

15 固井与完井 well cementing and completion

15 固井与完井well cementing and completion 15.1 油井水泥oil-well cement:适用于油气井或水井固井的水泥或水泥与其他材料的任何混合物。 15.1.1 硅酸盐水泥(波特兰水泥) portland cement:以硅酸钙为主要成分的水泥总称。 是指不加外掺料，只在熟料中加适量石膏共同磨细而成的一种强度较高的水泥。 15.1.1.1 API水泥API cement:美国石油协会(API)把用于油井的水泥称API水泥。且 制定了标准。 15.1.1.2 API水泥分级API cement classification:美国石油协会把油井水泥分为A，B，C，D，E，F，G，H，J九个等级。 15.1.1.3 基本水泥basic cement:指API油井水泥系列中的G，H级水泥。加入外加剂后使用更大的范围。 15.1.1.4 抗硫酸盐水泥sulfate resistant cement:具有较高抗硫酸盐侵蚀性能的水泥，即C3A矿物受到限制的水泥。按GB10238规定：C3A＜8%者为中抗硫酸盐型(MSR);C3A ＜3%,C4AF+2C3A＜24%者为高抗硫酸盐型水泥(HSR)。 15.1.1.5 净水泥neat cement:没有外加剂或外掺料的水泥。 15.1.1.6 水硬性水泥hydraulic cement:在水环境中不被稀释而加速硬化或凝固的水泥。 15.1.2 火山灰水泥pozzolanic cement:由火山灰、烧粘土、粉煤灰等硅质物质与石灰或奎酸盐水泥混合，具有抗高温、高强度、抗腐蚀的水泥。 15.1.3 高铝水泥high alumina cement:铝矾土与石灰石混合，经烧结，磨细而制成耐 火度在1650度以上的一种铝酸盐水泥。 15.1.4 改性水泥modified cement:通过外加剂改变化学或物理性能的水泥。 15.1.4.1 早强水泥high early strength cement(high initial strength cement):提 高水泥石早期强度的水泥。 15.1.4.2 促凝水泥accelerated cement(quick set cement):加有促凝剂，缩短稠化时间的油井水泥。

钻井工程试题及答案(第七章)

第七章固井与完井 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 1．何谓双向应力椭圆？ 答： 在轴向上套管承受有下部套管的拉应力，在径向上存在有套管内的压力或管外液体的外挤力，套管处于双向应力的作用中。根据第四强度理论，列套管破坏的强度条件方程： 2 2 2 (T z+b t - (T t (T z= d s 改写为：( T z/ d s) -( d z d t )/ T s +( T t / T s) =1 得一椭圆方程。 用d z/ d s的百分比为横坐标，用 d t/ d s的百分比为纵坐标，绘出的应力图，称为双向应力 椭圆。 2．何谓前置液体系？ 答：前置液是注水泥过程中所用的各种前置液体的总称。前置液体系是用于在注水泥之前，向井中注入的各种专门液体。 四、简答题 1．简述套管的的种类及其功用。 答： (1)表层套管，表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染。 (2)中间套管，亦称技术套管。介于表层套管和生产套管之间的套管都称中间套管，中间套管的作用是隔离不同地层孔隙压力的层系戒易塌易漏等复杂地层。 (3)生产套管。生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流到地面提供通道。 (4)钻井衬管，亦称钻井尾管。钻井衬管常在已下入一层中间套管后采用，即只要裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。采用钻井衬管可以减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷，同时又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。

2．井身结构设计的原则是什么？ 答： 进行井身结构设计所遵循的原则主要有： （1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。 （2）应避免漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。 （3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管外最薄弱的裸露地层。 （4）下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。 3．套管柱设计包括哪些内容？设计原则是什么？答：套管柱设计包括套管的强度计算；有效外在计算；及套管柱强度设计。 套管柱设计原则： （ 1）应能满足钻井作业、油气层开发和产层改造的需要； （ 2）在承受外载时应有一定的储备能力； （ 3）经济性要好。 4．套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？答：套管柱在井下可能受到的力包括：（ 1）轴向拉力：套管本身自重产生的轴向拉力、套管弯曲引起的附加应力、套管内注入水泥引起的套管柱附加应力及动载和泵压变化等引起的附加应力。 （ 2）外挤压力：主要有套管外液柱的压力，地层中流体的压力、高塑性岩石的侧向挤压力及其他作业时产生的压力。 （ 3）内压力：主要来自地层流体（油、气、水）进入套管产生的压力及生产中特殊作业（压裂、酸化、注水）时的外来压力。 主要受：轴向拉力、外挤压力及内压力。 5．目前主要有几种套管柱的设计方法？各有何特点？ 答： （ 1）等安全系数法：它的设计思路是使各个危险截面上的最小安全系数等于或大于规定的安全系数。 （ 2）边界载荷法：它的优点是套管柱各段的边界载荷相等，使套管在受拉时，各段的拉力余量是相等的，这样可避免套管浪费。 （ 3）最大载荷法：其设计方法是先按内压力筛选套管，再按有效外挤力及拉应力进行强度设计。该方法对外载荷考虑细致，设计精确。 （4） AMOCO设计方法：该方法在抗挤设计中考虑拉力影响，按双轴应力设计，在计算外载时考虑到接箍处的受力，在计算内压力时也考虑拉应力的影响。

第4章固井、完井与试油

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第4章固井、完井与试油 第四章固井与完井主要内容第一节固井第二节完井第三节试油 1/ 58

上节回顾一.固井概念在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。 主要包括：下套管和注水泥两个过程。 固井目的（1）巩固井壁，隔离复杂地层（2）安装井口装臵，控制高压油气水的活动（3）封隔油气水层，创建油气通道

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二.井身结构定义：一口井中下入套管的层次、下入深度、井眼尺寸与套管尺寸的配合，以及各层套管外水泥返高等。 水泥返高：指固井时套管与井壁之间水泥环上升的高度。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 各层套管的作用导管：封隔地表疏松地层，防止钻井液渗入地基影响井架稳定以及在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装臵平面上来形成有控循环。 表层套管：封隔上部松软的易塌、易漏地层，安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象（水泥浆通常返至地面）。 技术套管（中间套管）：封隔某些难以控制的复杂地层（易塌、易漏地层等），以便能顺利地钻达预定的生产目的层（水泥浆通常返至要封隔的复杂地层顶部100m以上）。 生产套管（油层套管）：封隔油、气、水层，保证油井的正常生产（水泥浆通常返至要封隔的油气层顶部150m以上）。 5/ 58

完井与井下作业

《完井与井下作业》综合复习资料 一、判断题（对的打“√”，错的打“╳”） 1、同一类型的油气藏可采用不同的完井方式。 2、目前射孔作业用的射孔弹一般为高压聚能射孔弹。 3、低渗油气藏的孔隙度和渗透率很低，因此受污染的程度较小。 4、国外常用API度表示原油的密度，API度越大，表示原油的密度越大。 5、分支井技术是对水平井技术的发展和改进。 6、与射孔完井方法，衬管完井对产层的损害较大。 7、孔隙度大于20%的地层称为高孔隙地层。 8、一般砂岩的孔隙度较低，在砂质岩石中易形成孔隙性的油气藏。泥页岩、碳酸岩等岩石的孔隙度一般都较高，易形成裂缝性油藏。 9、与普通的衬管完井相比，膨胀衬管完井具有更好的预防井壁坍塌及防砂效果。 10、分支井的完井方式分为1～6及6S 共7 个等级，其中1级完井难度最大。 11、在水泥中掺加大量的细石英砂可提高水泥石的抗高温性能。 12、裸眼砾石充填完井是直接在裸眼井筒内充满砾石的完井方法。 13、由于大多沉积岩地层具有层状结构，表现出各向异性，因此，在不同方向上岩石的渗透性具有一定的差异。 14、射孔相位角的大小对油井完善系数无影响。 15、采用衬管完井时，一般都要在衬管外注水泥固井。 16、高密度水泥浆体系可减小水泥浆失重引起的气窜，提高固井质量 17、膨胀管柱主要有膨胀套管（或膨胀式衬管）和膨胀式管外封隔器等组成。 18、衬管完井方式属于敞开式完井底结构。 19、目前，化学防砂主要以化学固沙为主。 20、在水平井中广泛采用电缆传输射孔。 21、完井方式与油气层的性质和采油工艺有关。 22、射孔完井法是目前适用范围最广，采用最多的完井方法。 23、产层中的原油粘度在100 mPa.s以下的称为常规油层。 24、钻井液对产层的伤害与固相含量、颗粒大小及失水量有关，与产层性质无关。 25、裸眼砾石充填完井是在衬管与裸眼井壁之间充填砾石。 26、对裂缝型油气藏，最好采用水平井和裸眼或衬管完井方式进行开发。 27、裸眼完井可获得较高的油气产量，因此，它是目前最常用的完井法。 28、与普通的衬管完井相比，膨胀衬管完井具有更好的预防井壁坍塌及防砂效果。 29、射孔相位角的大小对油井完善系数无影响。 30、在水泥中掺加大量的细石英砂可提高水泥石的抗高温性能。 二、填空题 1、高孔隙地层的孔隙度大于；低渗透地层渗透率小于。 2、水平井的主要完井方式有、、和等。 3、射孔过程中对产层产生的污染有、和。 4、油气井出砂的主要原因有、和。 5、常用的机械防砂方法有、和。 6、对长封固段的固井，为了减少对产层的污染，目前一般采用或固井方式。 7、砾石充填完井分为、和。 8、衬管的种类分为、和。 9、钻井液地层流体之间的三个不平衡是指、和。

井口基本定义

4-1 什么是砂岩体和油砂体？答案：砂岩体：独立存在的，周围被泥质岩或非渗透岩石所隔开的砂岩层，它是构成砂层组的单元。油砂体：含油的砂岩体。 4-2 什么是圈闭？答案：圈闭是指适合于油气聚集、形成油气藏的场所，它由三部分组成，即盖层、储层和从各个方向阻止油气继续运移，造成油气聚集的遮挡物，如盖层的弯曲、断层、岩性变化等。 3 什么叫储集层?答案：凡是具有使流体（油、气、水）储存和具有允许流体通过的岩层，称为储集层。 4-4 石油及天然气储量计算方法有哪些？答案：石油储量计算方法有静态法（容积法、油藏描述法）和动态法（物质平衡法）；天然气储量计算主要有容积法和压降法。 4-5 哪种方法是计算石油储量应用最普遍、最基本的方法？答案：计算石油储量应用最普遍、最基本的方法是容积法。容积法主要依据客观地质情况（储油层分布面积、厚度、孔隙度、含油饱和度等参数）作出的计算。由于容积法计算原理比较简单，适用于各种驱动类型的油田，在不同勘探、开发阶段都适用，所以容积法是目前应用最普遍、最基本的方法。在不同的勘探、开发阶段，由于获取资料的数量多少不同及认识程度的差异，计算误差也有差别。4-6 如何采用容积法计算石油地质储量？答案：根据GBn269-88规范要求，容积法按下式计算石油地质储量： N＝100A o H oφo S oρo/B oi 式中：N――石油地质储量(104t) A――含油面积(km2) H――平均有效厚度(m) Φ――平均有效孔隙度，小数 S o――平均含油饱和度，小数 p o――平均地面原油密度(g/cm3) B oi――原始原油体积系数 利用容积法计算石油储量时，重要的是准确、合理地确定以上各项参数。尤其是含油面积、有效厚度、含油饱和度。这些参数若求不准，对储量的可靠性影响很大。为此，往往需要进行大量分析、对比和研究工作。 4-7 如何计算原油中的原始溶解气储量？ 答案：按下式计算原油中的原始溶解气储量: G s=10-4N o R si 式中：G s――溶解气地质储量(108m3) R si――原始溶解气油比(m3/t) N――石油地质储量(104t) 4-8 什么是可采储量？答案：可采储量是指在当前的技术和经济条件下，可采出来的油气总量。 4-9 什么是井口油压?答案：油压是石油从井底流到井口的剩余压力。油压=井底流动压力－井筒混合液柱压力－摩擦阻力－滑脱损失。

固井与完井基础定义

固井与完井 1、油井水泥oil well cement适用于油、气水井固井的水泥。 2、硅酸盐水泥：portland cement 也叫波特兰水泥以硅酸钙为主要成分，在熟 料中加适量石膏共同磨细面成的水泥。 3、API水泥：API cement 美国石油学会把油井水泥分为A、B、C、D、E、 F、G、H八个等级 4、基本水泥：basic cement API油井水泥系列中的G级和H级水泥 5、抗硫酸盐水泥：sulfateresistant cement 具有低抗硫酸盐侵蚀性能的水泥 6、净水泥：neat cement没有加入外加剂或外掺料的水泥 7、火山灰水泥：pozzolan cement 由火山灰、烧粘土、粉煤灰等硅质物质与 石灰或硅酸盐水泥混合，具有高强度、抗高温、抗腐蚀性的水泥。 8、高铝水泥：high alumina cement 以铝酸钙为主，含铝量在50%-60%的熟料 磨制而成的水泥 9、改性水泥：modlified cement 通过外加剂（或外掺料）改变化学或物理性能 的水泥。 10、早强水泥：high early strength cement 水泥石早期强度增长迅速的水 泥。 11、促凝水泥：accelerated cement 加有促凝剂，缩短了水泥浆稠化时间的 油井水泥 12、石膏水泥：gypsum cement 加有半水石膏，以提高早期强度的水泥。 13、缓凝水泥：slow setting cement 硅酸盐水泥中由于减少C3S含量和增加 C3S含量或在硅酸盐水泥中加入化学缓凝剂，而延长水泥浆稠化时间的水泥。 14、膨胀水泥：expansive cement 在凝固过程中体积适量膨胀的水泥。 15、高寒水泥：permafrost cement 用石膏与水泥或高铝水泥混合，在永久 冻土区使用的水泥。 16、高温水泥：high temperature cement 在110度以上的温度下能延缓强 度衰减的水泥。 17、填充水泥：filter cement掺混有填充材料的水泥 18、触变水泥：thixotropic cement 加有触变剂，增强水泥浆触变性的水泥。 19、纤维水泥：fiber cement在干水泥或水泥浆中加有纤维物质，以提高堵 漏性能和增强水泥石韧性的水泥 20、水泥浆：cement slurry 水泥与配浆液按一定比例混拦所形成的浆体。 21、高密度水泥浆：weithted cement slurry 密度高于2.10 g/ cm3的水泥浆. 22、常规密度水泥浆：:normal density cement slurry密度介于 1.75g/ cm3-2.10 g/ cm3之间的水泥浆. 23、低密度水泥浆：light weight cement slurry :密度介于1.30g/ cm3-1.75 g/ cm3之间的水泥浆. 24、超低密度水泥浆：ultra-light weight cement slurry :密度低于1.30g/ cm3 的水泥浆. 25、泡沫水泥浆：foamed cement slurry 通过混以氮气或空气与表面活性剂 配制而成的水泥浆。 26、胶乳水泥浆：latex cement slurry 由胶乳剂、表面活性剂、水和水泥等 混合配制的水泥浆。

第七章讨论题及作业

第七章固井与完井 一、思考题部分： 第一节思考题 1．井身结构设计的概念以及设计的内容。 2．简述套管的种类及其功用 3．井身结构设计的原则和依据？ 4．裸眼井段应满足的力学平衡条件有哪些？ 5．什么是井涌允量？ 6．压差卡套管的概念以及压差的取值。 7. 简述井身结构设计的主要思路。 8. 在正常钻进和溢流关井条件下作用的井底的压力那个较大？为什么？ 9. 套管-钻头尺寸合理配合的原则？ 10.各层套管及对应钻井钻头尺寸的设计顺序和依据？ 第二节思考题 1．常用的套管钢级和尺寸有哪些？ 2．常用的API套管扣型有哪些？ 3．气密封扣有哪几种？主要对应原理。 4．套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？ 5. 何谓双向应力椭圆？何时考虑双向应力？（或双向应力作用下套管轴向拉力对套管强度的影响？或双向应力作用下套管轴向压力对套管强度的影响？） 6. 套管柱的概念，为什么采用组合套管柱？ 7. 套管串的下部结构有哪些？各自的作用？ 8. 目前主要有几种套管柱的设计方法？各有何特点？ 9. 等安全系数法的概念以及进行套管柱设计的原则。 10. 等安全系数法进行套管柱设计的主要思路。 11.假设以抗外挤强度设计套管下深为1999m，能否取整下入2000m的深度？ 12.以抗拉强度设计得出套管的使用段长为899.8m，能否使用段长取为900m？第三节思考题 1．固井的概念以及固井的特点。

2．油井水泥的主要成分及主要成分对水泥浆性能影响。 3．简述油井水泥的凝结和硬化过程。 4．水灰比、稠化时间、水泥浆稳定性、凝结时间（初凝时间和终凝时间）概念5．水泥浆性能与固井质量有何关系？ 6．稠化时间与初凝时间哪个更长一点？为了满足固井施工的需要，固井施工时间与稠化时间应具有什么样的关系？ 7.水泥浆密度设计的原则是什么？。 8. 顶替效率、窜槽、水泥浆失重、稠化时间的概念。 9. 何谓前置液体系？有何作用？ 10．注水泥设计的要求有哪些？ 11．注水泥的工艺技术主要有哪些？各自的优缺点。 12. 固井过程或固井完成后易产生的问题有哪些？ 13. 影响窜槽的主要因素有哪些？如何防止窜槽的发生？ 14. 影响油气水窜的主要因素有哪些？如何防止油气水窜的发生？ 15．提高注固井质量应该采取哪些措施？ 第四节思考题 1. 完井的基本要求有哪些？ 2．钻开生产层采用的钻井液不合理对储层造成的伤害有哪些？ 3. 如何合理钻开生产层？ 4. 完井的井底结构有哪些类型？ 5．先期裸眼完井法的概念以及优缺点、适用范围。 6．射孔完井法的概念以及优缺点、适用范围。 7．衬管完井法的概念以及优缺点、适用范围。 8 ．防砂完井有哪些类型? 二、分组讨论题目 (分组做PPT 第十五周星期一（？），题号即是组号) 1、套管柱强度设计的方法及各自的优缺点。 2、三轴应力套管强度设计。 3、页岩气层固井水泥将性能的设计。

完井基础

一、完井流程 完井的大致流程：组装井口和防喷器组→刮管洗井，探人工井底→射孔→再次刮管，探砂面→下沉砂封隔器（桥塞）→下防砂管柱（→防砂）→下生产管柱→拆防喷器，移井架。 二、总体认识： 1、组装井口及防喷器总成：拆下9-5/8"套管保护盖，切割套管，留高170mm，将套管切割处的内外边打磨成45°′2mm倒角；组装防喷器，对防喷器进行功能试验。 2、刮管洗井：下入刮管管柱，在射孔段和封隔器座封位置上下50m 至少刮管3次，然后反循环洗井，至返出液浊度持续30min小于30时停止洗井，接着替入射孔液和工作液。刮管洗井的目的是清除套管壁及井内的脏物。 3、负压复合射孔：负压值的选择以不卡枪为原则尽量接近设计负压值；按照顺序下入射孔管柱；射孔枪下到位后，下放至最低，然后上提至上提悬重，保持上提状态，座卡瓦，电测校深，配长达到射孔深度要求后，连接测试树、方井口和地面管线，投棒点火。 4、起射孔枪，刮管冲砂。 5、电缆座封底部封隔器，进行防砂作业。 6、起钻，下生产管柱：生产管柱分普通合采管柱、"Y"型分采管柱和"Y"型合采管柱。

7、拆防喷器、移井架，装采油树，座封过电缆封隔器。 一、刮管洗井 由于钻井完毕后，井内有许多钻井液悬浮物粘于套管内壁，如不将其清除,会刮伤封隔器胶皮影响座封效果。同时也防止射孔后污染地层。具体工序为: 首先要放入防磨补芯，组装升高短节及防喷器组。（仔细清洗各钢圈槽，涂好黄油，检查钢圈状况。拧螺丝时要确保钢圈进槽。）对防喷器组进行功能试验。关剪切闸板对套管试压3000Psi*10Min，压降≤2%为合格，放压。连接钻台流程并确认管线。组下刮管管柱：8-1/2”牙轮钻头+9-5/8”套管刮管器+X/O+5”HWDP+5”DP（水平井在接近尾管处缓慢下放，因为在此处易发生卡钻），下压2吨，探人工井底并记录，此时井底为钻井液悬浮物和地层砂的沉淀。在射孔段上下50m及封隔器座封位置上下刮管三次。上提钻具（注意钻杆接箍远离防喷器3m），关万能防喷器并对其进行试压：低压500Psi×5min，高压2000Psi压降≤2%为合格。放压，关闸板防喷器，并对其进行试压：低压500Psi×5min，高压3000 Psi×10min压降≤2%为合格，放压。接循环头用过滤海水大排量进行正循环洗井两周,确保将井底沉淀全部清除出井。（正循环一般对井底冲刷大但携砂能力差，反循环正好相反。）正替套管清洗剂至井底，再以小排量正替过滤海水将套管清洗剂顶替至井口。改反循环将清洗剂再推至井底，浸泡。再反替地层

固井技术基础

固井技术基础（量大、多图、易懂） 概述 1、固井的概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层测试及 在整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。 2、固井的目的 1. 封隔易坍塌、易漏失的复杂地层，巩固所钻过的井眼，保证钻井顺利进行； 2. 提供安装井口装置的基础，控制井口喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池，以利钻井液流回 泥浆池； 3. 封隔油、气、水层，防止不同压力的油气水层间互窜，为油气的正常开采提供有利条件； 4.保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染； 5.油井投产后，为酸化压裂进行增产措施创造了先决有利的条件； 3、固井的步骤 1. 下套管 套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。为保证固井 质量和顺利地下入套管，要做套管柱的结构设计。根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。 2. 注水泥 注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。 3. 井口安装和套管试压 下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况。注平衡液等作业。 4. 检查固井质量 安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联 接的密封试压。探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋2~3米后（技术套管）

钻井工程：第七章 固井与完井

第七章固井与完井 1．简述套管的的种类及其功用。 答： （1）表层套管，表层套管是开始下入的最短最浅的一层套管，表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染。 （2）中间套管，亦称技术套管。介于表层套管和生产套管之间的套管都称中间套管，中间套管的作用是隔离不同地层孔隙压力的层系戒易塌易漏等复杂地层。 （3）生产套管。生产套管是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流到地面提供通道。 （4）钻井衬管，亦称钻井尾管。钻井衬管常在已下入一层中间套管后采用，即只要裸眼井段下套管注水泥，套管柱不延伸至井口。采用钻井衬管可以减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷，同时又可节省大量套管和水泥，降低固井成本。 2．井身结构设计的原则是什么？08 答： 进行井身结构设计所遵循的原则主要有： （1）有效地保护油气层，使不同地层压力的油气层免受钻井液的损害。 （2）应避免漏、喷、塌、卡等井下复杂情况的发生，为全井顺利钻进创造条件，以获得最短建井周期。（3）钻下部地层采用重钻井液时产生的井内压力不致压裂上层套管外最薄弱的裸露地层。 （4）下套管过程中，井内钻井液柱的压力和地层压力之间的压力差，不致产生压差卡套管现象。 3．某井油层信于2600m，预测地层压力的当量钻井液密度为1.30g/cm3，钻至200 m下表层套管，液压实验测得套管鞋外地层破裂压力的当量钻井液密度为1.85 g/cm3，问不下技术套管是否可以顺利钻达油层？已知：S b=0.038 g/cm3, S k=0.05 g/cm3, S f=0.036 g/cm3, S g=0.04 g/cm3。 答： 4．套管柱设计包括哪些内容？设计原则是什么？ 答：套管柱设计包括套管的强度计算；有效外在计算；及套管柱强度设计。 套管柱设计原则： （1）应能满足钻井作业、油气层开发和产层改造的需要； （2）在承受外载时应有一定的储备能力； （3）经济性要好。 5．套管柱在井下可能受到哪些力的作用？主要有哪几种力？08 答：套管柱在井下可能受到的力包括： （1）轴向拉力：套管本身自重产生的轴向拉力、套管弯曲引起的附加应力、套管内注入水泥引起的套管柱附加应力及动载和泵压变化等引起的附加应力。

固井项目工程技术基础学习知识

目录前言 第一章固井概论 第一节固井概念 第二节固井的目的和要求 第二章套管、固井工具、附件和材料第一节API套管标准和规范 第二节固井工具、附件 第三节固井材料 第三章固井工程技术基础 第一节固井工艺 第二节固井水泥浆 第三节注水泥施工程序

第一章固井概述 一、固井概念 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理的油气生产等目的而下入优质钢管，并在井筒于钢管环空充填好水泥的作业，称为固井工程。因此固井包括了两部分：下入套管的工艺和注入水泥浆的工艺叫做固井工艺。 固井作业 固井作业是通过固井设计，应用配套的固井设备、辅助设备及工具，将油井水泥、水和添加剂按一定的比例混合后，通过固井泵泵注入井，并顶替到预定深度的井壁与套管、（套管与套管）的环形空间内，使套管与井壁、（套管与套管）之间形成牢固粘结。

固井设备总体示意图 二、固井目的和要求 1、固井的目的 一口油井深达数千米，在钻井过程中常常遇到井漏、井塌、井喷等复杂情况，影响正常钻进，严重时甚至导致井眼报废。遇到上述情况就应下套管固井，封隔好复杂地层后，再继续钻进，直到建立稳定的油气通道为止。因此,为了优质快速钻达目的层，保证油气田的开采，就要采用固井，固井工程的主要目的为： 1）、在钻进过程中封隔易坍塌、易漏失等复杂地层，巩固所钻过的井眼保证钻井顺利进行。

（如图1-1所示），当从A点钻进至B点，如果在A点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达B点所用泥浆密度在A点产生的压力就会大于A点地层破裂压力，造成A点地层破裂，发生井漏。同理，当从B点钻进至C点，如果在B点井深处没下套管固井，那么随着井深的变化，钻达C点所用泥浆密度在B点产生的压力就会大于B点地层破裂压力，造成B点地层破裂，发生井漏。 2）、封隔油、气、水层，防止层间互窜。 固井工程不仅关系到钻进的速度和成本， 还影响到油气田的开发。（如图1-2所示），如 果油、气层与水层间水泥固结不好，层间互相 窜通，那么会给油气田开发带来很大困难。当 油、气层压力大于水层压力时，油、气便会窜 入水层内，既污染了水层又影响到油气的产 量；当水层压力大于油、气层压力时，水便会 图1-1 下套管固井原理示意图 图1-2 固井防止层间流体互窜示意图

8固井、完井与试油

第八章固井、完井与试油 ●固井● 试油 ●油气井完成第一节固井 固井：在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程。主要包括：下套管和注水泥两个过程。 一、固井的目的 1、安装井口装置：控制钻进过程中遇到的高压油气水层； 2、巩固疏松井段，隔离复杂地层； 3、封隔地下油气水层，防止上下串通； 4、封隔暂不开采的油气层； 5、钻井或作业中出现井喷时，不会因压井而压裂地层； 6、为油气生产建立长期稳定的通道。 二、井身结构 保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的洗井液体冲垮 巩固上部比较疏松易塌 的不稳定岩层；安装防喷器等井口设备，控制钻开高压层时可能发生的井喷现象封隔某些难以控制的复杂地层，以便能顺利地钻达预定的生产目的层 封隔油、气、水层，保 证油井的正常生产生产套管技术套管表层套管导 管 指井内所下套管层数、尺寸、深度、水泥返高等。 三、下套管 1、定义：将按强度要求设计好的套管及其附件组成的套 管柱下入井眼内的工艺2、套管性质：油井用套管使用无缝钢管制成的，长度一 般为10m左右，要满足钻井和采油的需要，必须要有足够的强度。⑴套管抗拉强度：套管柱是由丝扣连接而成的，因此丝扣 是套管柱最薄弱的环节⑵套管抗挤强度：当套管受外挤压力大于本身的抗挤强度 时就会发生失稳挤扁、破坏⑶套管抗内压强度：套管的切向应力达到钢材平均屈服极限 时的内压力3、套管柱设计：尺寸设计、强度和密封性设计 ①套管设计目的：在最经济的条件下使得井眼得到可靠的保证——下入井内的套管不断、不裂、不变形，套管强度满足井下受力要求。 ②套管设计顺序：由内向外、由下向上即油层套管→技术套管→表层套管 ③套管设计理论和方法：等安全系数法、双轴应力法、等拉力余量法。 根据套管柱可能存在的破坏形式，按照强度和外载相平衡的原则进行套管柱设计。 套管的主要破坏形式 ?滑扣：主要由于受拉力作用引起；?挤扁：主要由于受外挤力作用引起；?屈服破坏：主要由于受内压力作用引起。4、套管柱下部结构 ?引鞋：引导套管入井，防止套管插入井壁或刮削井壁。?套管鞋：引导钻具顺利进入套管，防止钻具的接头、 钻头被套管底部挂住。