1、完井固井技術完井固井技術 本章主要引見固井套管的設計、本章主要引見固井套管的設計、套管選擇、套管附件、固井方式、套管選擇、套管附件、固井方式、固井工程的主要工序、固井技術、固井工程的主要工序、固井技術、特殊地層固井等。特殊地層固井等。第一節第一節 概述概述 一、前言一、前言固井是將套管下入到井內預定深度，固井是將套管下入到井內預定深度，再在套管和井壁之間注入水泥漿封固。再在套管和井壁之間注入水泥漿封固。由于油氣井淺那么數百米，深那么數由于油氣井淺那么數百米，深那么數千米，乃至萬米，套管和水泥漿要經千米，乃至萬米，套管和水泥漿要經受高溫高壓的惡劣環境，還要接受地受高溫高壓的惡劣環境，還要接受地下

2、油氣水及其它介質的腐蝕竄擾，以下油氣水及其它介質的腐蝕竄擾，以及采油作業中酸化、壓裂等增產措施及采油作業中酸化、壓裂等增產措施的種種考驗，因此，固井對材質、設的種種考驗，因此，固井對材質、設備和工藝有著特殊的要求，可以說固備和工藝有著特殊的要求，可以說固井是一門復雜的涉及面很廣的綜合技井是一門復雜的涉及面很廣的綜合技術，固井質量的好壞關系到油田的開術，固井質量的好壞關系到油田的開發和建立，是油田長期穩產的根底工發和建立，是油田長期穩產的根底工程。程。 二、套管層次二、套管層次 根據不同的目的，根據不同的目的，固井套管層次可固井套管層次可分為：分為： 表層套管表層套管 技術套管也叫技術套管也叫中

3、間套管，可以中間套管，可以是多層是多層 油層套管油層套管表層套管表層套管技術套管技術套管可以是可以是多層多層油層套管油層套管1、表層套管固井、表層套管固井 由于地表土非常松軟，極易坍塌和漏失，于是在鉆井時往往下數十米到幾百米的表層套管進展封固。 表層套管還用于封固地表水層，防止地表水在鉆井中遭到污染。 假設深部地層有高壓油氣層，可在表層套管上安裝防噴器，以便平安地翻開高壓層。 表層套管底腳應封固在致密鞏固的巖石上，套管外的水泥漿通常返到地面。 2、中間套管固井、中間套管固井 在鉆進中，假設遇到高壓層、疏松易塌的礫石層，當采用調理鉆井液密度等措施依然無法抑制時，往往是在這些地層強行鉆過后，立刻下

4、套管封固，以保證繼續鉆進，這層套管叫中間套管，也叫技術套管。 在鉆井過程中，假設鉆進上部地層和下部地層需求采用密度不同的鉆井液時也要下技術套管。如上部為高壓層，下部為易漏層，那么當上部用高密度鉆井液鉆過后，即下中間套管封固，再用低密度鉆井液翻開下部地層。 3、油層套管固井、油層套管固井 一口井鉆達油氣目的層后，下油層套管固井，為今后采油氣建立了一個牢靠的通道，并在其上安裝采油安裝。 同時，一口油井往往有許多油氣層，各油氣層的性質是不同的，為防止各油氣層相互串通，實現分層開采，分層注水，分層管理和分層改造，也必需下油層套管固井，用水泥將各油氣層封固和隔分開來。 表層套管尺寸最大，油層套管尺寸最小

5、，各套管層次之間應有足夠的間隙，以保證套管能順利下入和有足夠厚度的水泥環。 井身構造的設計主要是確定各層次套管尺寸、下入深度和水泥封固高度，以及所需鉆頭尺寸。 另外，井身構造的制定應盡量系列化，以利于鉆頭、套管、井口安裝的消費和供應。 目前，我國各油田井身構造大多采用13975系列，即表層套管133/8，中間套管95/8或7，油層套管為51/2或5。 三、固井工程的主要工序三、固井工程的主要工序 1、固井設計、固井設計 2、井眼預備、井眼預備 3、設備調試就位、設備調試就位 4、套管預備及下套管作業、套管預備及下套管作業 5、注水泥固井施工、注水泥固井施工 6、固井質量評價測井、固井質量評價測

6、井注水泥流程及附件安裝注水泥流程及附件安裝第二節第二節 套管柱設計方法及套管選擇套管柱設計方法及套管選擇 套管設計包括表層套管、技術套管和消費套管 完井最關注的是消費套管的設計。 消費套管也稱為油層套管，消費套管設計時應根據選定的完井方式，根據井別、油氣層壓力和溫度、地下水性質、PH值、礦化度以及套管的腐蝕程度、天然氣組分和含腐蝕氣體的情況等要素，選擇套管的鋼級、強度、壁厚、螺紋類型、螺紋密封脂以及上扣扭矩等。 假設采用襯管完成，應設計懸掛深度及方式。 對于注蒸汽井，應思索套管受熱時的變化。 對于定向井、程度井，同樣應思索套管的彎曲、受力變化和密封穩定問題。 一、套管類型一、套管類型 1、規范

7、尺寸系列、規范尺寸系列 美國石油學會美國石油學會API已提出了套管尺寸已提出了套管尺寸系列規范，并為國際石油工業界所接受。系列規范，并為國際石油工業界所接受。各廠家消費的套管系列，主要根據各廠家消費的套管系列，主要根據API規規范。非范。非API規范套管由運用者向廠家提出規范套管由運用者向廠家提出特殊定貨特殊定貨規范尺寸系列包括：規范尺寸系列包括：1套管外徑套管外徑2壁厚壁厚3尺寸配合尺寸配合1套管外徑套管外徑 套管外徑從套管外徑從114.3mm41/2in到到508mm20in共共14個尺寸系列。個尺寸系列。 對于消費套管，常用的套管外徑為對于消費套管，常用的套管外徑為 127.0mm5in

8、 .7mm51/2in 177.8mm7in 193.7mm75/8in 244.5mm95/8in等等5個尺寸系列個尺寸系列 有少數運用有少數運用168.3mm65/8in的情況的情況2壁厚壁厚 對于同一套管外徑，對于同一套管外徑，API規范規定了假設干壁厚規范規定了假設干壁厚尺寸，組成不同的強度等級供選用。尺寸，組成不同的強度等級供選用。 以以.7mm51/2in套管為例，套管為例，API規范規定了規范規定了5個壁厚系列：個壁厚系列： 6.20 mm 6.98 mm 7.72 mm 9.17 mm 10.54 mm 同時也可以單位長度的質量來表示套管的壁厚同時也可以單位長度的質量來表示套管

9、的壁厚 3尺寸配合尺寸配合 尺寸配合表達在兩個方面，一是套管與井眼的尺寸配合，二是上下級套管的尺寸配合。 套管與井眼之間應有適宜的間隙。間隙過大會導致太大的井眼尺寸，添加鉆井本錢；間隙過小又會導致下套管及注水泥困難，引起管外竄槽。目前國內外所消費的套管及鉆頭尺寸配合根本確定或在較小范圍內變化。 以以下圖給出了套管和井眼尺寸配合選擇表。 套管和井眼尺寸選擇表套管和井眼尺寸選擇表 運用該表時，先確定套管或尾管尺運用該表時，先確定套管或尾管尺寸，即可根據表中箭頭實線為常用配寸，即可根據表中箭頭實線為常用配合，虛線為不常用間隙配合，查得該合，虛線為不常用間隙配合，查得該尺寸入井時所要求的井眼尺寸，以及

10、經尺寸入井時所要求的井眼尺寸，以及經過該尺寸套管允許下入的鉆頭尺寸下過該尺寸套管允許下入的鉆頭尺寸下段井眼尺寸。段井眼尺寸。 目前國內套管系列普通采用：目前國內套管系列普通采用： 133/8in95/8in51/2in、 133/8in75/8in51/2in擴眼添加間隙擴眼添加間隙 復雜井況，有時也采用復雜井況，有時也采用133/8in103/4in7in2、套管類型、套管類型 按 制 造 工 藝 ， 套 管 可 分 為 無 縫 套 管按 制 造 工 藝 ， 套 管 可 分 為 無 縫 套 管Seamless和直焊縫套管和直焊縫套管ERW：Electric Resistance Weld。

11、無縫套管：用鋼坯經加熱后熱滾軋、鉆孔、無縫套管：用鋼坯經加熱后熱滾軋、鉆孔、帶芯軸壓軋延伸、熱處置等工序到達規范帶芯軸壓軋延伸、熱處置等工序到達規范尺寸套管，構成無縫套管系列尺寸套管，構成無縫套管系列 直焊縫套管：用高精度熱軋鋼卷板經展平，直焊縫套管：用高精度熱軋鋼卷板經展平，逐漸次序滾軋成管后，用高頻焊接、熱處逐漸次序滾軋成管后，用高頻焊接、熱處置等工序到達規范尺寸套管置等工序到達規范尺寸套管直焊縫套管與無縫套管相比有以下特點直焊縫套管與無縫套管相比有以下特點1尺寸精度高尺寸精度高外徑偏向普通不超越外徑偏向普通不超越0.5%，壁厚不超越，壁厚不超越-5.0%。而無縫套管規范偏向為而無縫套管規

12、范偏向為0.41mm，僅此一項就顯，僅此一項就顯著提高抗擠強度和通徑。著提高抗擠強度和通徑。2韌性優良韌性優良由于實行高強度高韌性焊接，不但保證母材而且保由于實行高強度高韌性焊接，不但保證母材而且保證焊縫具有良好的韌性。證焊縫具有良好的韌性。3抗擠抗擠抗爆裂性能優良抗爆裂性能優良由于由于ERW套管尺寸精度高、韌性好，因此實踐抗套管尺寸精度高、韌性好，因此實踐抗擠性能比擠性能比API無縫套管高無縫套管高30%左右，抗爆性能高左右，抗爆性能高50%左右。左右。 4 本錢低本錢低與同類無縫套管相比低與同類無縫套管相比低10%左右。左右。 3、鋼級、鋼級 由于套管的運用條件比較惡劣，對鋼由于套管的運用

13、條件比較惡劣，對鋼的質量要求很嚴，必需按專門規范或技的質量要求很嚴，必需按專門規范或技術條件消費和檢驗。為確保套管質量，術條件消費和檢驗。為確保套管質量，美國石油學會采取發放認可證美國石油學會采取發放認可證API的的方法組織一些大型企業定點消費。方法組織一些大型企業定點消費。 二、套管柱設計二、套管柱設計一入井套管柱的受力分析一入井套管柱的受力分析 為了保證下入井內的套管不斷、不裂、為了保證下入井內的套管不斷、不裂、不變形，要求套管有一定的強度，足以不變形，要求套管有一定的強度，足以抵抗它所受的外力。為此，需求對井內抵抗它所受的外力。為此，需求對井內套管柱受力情況作個大約的分析。套管柱受力情況

14、作個大約的分析。 1、拉力、拉力 由套管本身分量所引起。越靠上部的套管接受的拉力越大，套管柱越長，套管的尺寸越大，上部套管接受的拉力越大。 因井斜套管靠井壁，上提套管時的磨擦力；注水泥最后碰壓時的套管附加的拉力；下套管過程中猛提猛剎都會使套管遭到比較大的拉力。 在普通情況下，磨擦力或碰壓所附加的拉力和下套管正常操作時添加的拉力常小于套管柱在井內泥漿中的浮力。因此進展套管柱設計時，普通按套管在空氣中的分量計算拉力的大小。 2、外擠力、外擠力 假設下到井中的套管內外部都有泥漿，而且泥漿比重一致，此時套管內外液柱壓力平衡，套管不受外擠力。 誘導油流時需求把套管內的液體逐漸淘空，這樣套管便要接受套管外

15、液柱壓力引起的外擠力。當套管內液體全部淘空時，套管所受的外擠力最大。 進展套管柱設計時，普通從平安著眼，按套管內全淘空時套管所受的外擠力計算，這個外擠力即為套管外泥漿的液柱壓力。但也有人以為，在水泥封固段，可按鹽水柱壓力計算套管的外擠力。 3、內壓力、內壓力 在酸化、壓裂、擠水泥或井噴關井時，套管將接受較大的內壓力，其數值等于擠注作業時最大的內壓力或油、氣的壓力。 設計套管柱時，當套管能滿足抗拉和抗外擠強度要求時，抗內壓往往也能滿足，故普通不作抗內壓強度核算。而在高壓氣井，有時需進展抗內壓強度核算。 二套管柱的設計二套管柱的設計1、 套管柱的設計原那么套管柱的設計原那么 入井的套管柱在外力作用

16、下，必需滿足抗拉、入井的套管柱在外力作用下，必需滿足抗拉、抗擠、抗崩強度的要求，并留有一定的平安余抗擠、抗崩強度的要求，并留有一定的平安余量。根據套管柱在井內不同部位的受力情況和量。根據套管柱在井內不同部位的受力情況和任務條件，結合套管的強度規范和技術性能，任務條件，結合套管的強度規范和技術性能，按照等強設計原理，以確定套管柱各個部位的按照等強設計原理，以確定套管柱各個部位的扣型、鋼級和壁厚，使整個套管柱的設計到達扣型、鋼級和壁厚，使整個套管柱的設計到達平安、經濟和合理的目的。平安、經濟和合理的目的。API套管設計不思套管設計不思索泥漿的浮力，以保證更加平安。索泥漿的浮力，以保證更加平安。 2

17、、管柱的設計方法和步驟、管柱的設計方法和步驟 消費套管設計分三步進展消費套管設計分三步進展 根據腐蝕環境選鋼種根據腐蝕環境選鋼種 硫化氫、二氧化碳、氯化鈉和硫酸鹽等硫化氫、二氧化碳、氯化鈉和硫酸鹽等3大類腐蝕對套管鋼種的選擇具有決議性影大類腐蝕對套管鋼種的選擇具有決議性影響，必需預以特殊思索響，必需預以特殊思索 根據密封要求和載荷選螺紋根據密封要求和載荷選螺紋 不同螺紋類型，其性能不一樣，應根據實不同螺紋類型，其性能不一樣，應根據實踐工況選擇適宜的螺紋類型踐工況選擇適宜的螺紋類型 根據載荷作強度設計選鋼級的壁厚根據載荷作強度設計選鋼級的壁厚 強度系列包括：抗擠強度、管體抗拉屈服強度系列包括：抗

18、擠強度、管體抗拉屈服強度、抗內壓強度等強度、抗內壓強度等3、平安系數、平安系數 實踐任務中的設計系數，設計時應根據上述原那么和該地域實踐閱歷來確定。假設選用API規范套管的強度達不到設計系數的要求時，那么需求思索采用特殊套管柱構造如雙層套管，或專門訂購高精度、特厚壁、特殊螺紋等高強度套管三、套管柱附件三、套管柱附件 套管柱附件主要有引鞋、浮箍、扶正器、套管柱附件主要有引鞋、浮箍、扶正器、聯頂節、水泥頭、膠塞等。聯頂節、水泥頭、膠塞等。1引鞋引鞋普通是圓錐型，安裝在套普通是圓錐型，安裝在套管的最下端，其作用是管的最下端，其作用是引導套管柱入井，防止引導套管柱入井，防止套管在下入時遇阻遇卡。套管在

19、下入時遇阻遇卡。在二次開鉆或三次開鉆中在二次開鉆或三次開鉆中表層套管和中間套管的表層套管和中間套管的引鞋將被鉆頭鉆掉，因引鞋將被鉆頭鉆掉，因此其引鞋需用此其引鞋需用“易鉆易鉆資料制成。常用生鐵引資料制成。常用生鐵引鞋、木質引鞋、鋁質引鞋、木質引鞋、鋁質引鞋、水泥質引鞋等。鞋、水泥質引鞋等。水泥引鞋2浮箍浮箍普通由單向閥和阻流環普通由單向閥和阻流環組成，普通銜接在引組成，普通銜接在引鞋上面一根套管的接鞋上面一根套管的接箍上。單向閥的作用箍上。單向閥的作用是讓水泥漿經套管流是讓水泥漿經套管流入環空，而不讓環空入環空，而不讓環空的水泥漿倒流回套管，的水泥漿倒流回套管，阻流環的作用是注水阻流環的作用是

20、注水泥后阻撓膠塞經過。泥后阻撓膠塞經過。浮箍浮箍3扶正器扶正器固定在套管外壁上，靠它的彈性鋼片固定在套管外壁上，靠它的彈性鋼片扶正套管柱，使套管在井眼里居中，扶正套管柱，使套管在井眼里居中，從而注水泥時套管柱周圍的水泥環從而注水泥時套管柱周圍的水泥環厚度均勻。厚度均勻。4聯頂節聯頂節是用來聯接套管頭和地面固井設備水是用來聯接套管頭和地面固井設備水泥頭的。聯頂節有一定的長度。調泥頭的。聯頂節有一定的長度。調理聯頂節下入鉆臺轉盤面以下的深理聯頂節下入鉆臺轉盤面以下的深度聯入，來控制套管頭顯露地度聯入，來控制套管頭顯露地面的間隔面的間隔 。普通對于低洼井，套管。普通對于低洼井，套管頭的顯露高度應高一

21、些，以便于安頭的顯露高度應高一些，以便于安裝采油安裝。裝采油安裝。5水泥頭水泥頭用于聯接聯頂節和注水泥管匯，用于聯接聯頂節和注水泥管匯，并裝有膠塞，注水泥時，膠塞并裝有膠塞，注水泥時，膠塞用鎖銷鎖住，注水泥后釋放入用鎖銷鎖住，注水泥后釋放入井。水泥頭上還裝有壓力表，井。水泥頭上還裝有壓力表，察看注水泥及試壓時的壓力。察看注水泥及試壓時的壓力。膠塞尾隨水泥漿進入套管內，膠塞尾隨水泥漿進入套管內，靠其尾翼將粘附在套管內壁的靠其尾翼將粘附在套管內壁的水泥漿刮掉，防止以后測井時水泥漿刮掉，防止以后測井時遇阻，當膠塞下行到浮箍處阻遇阻，當膠塞下行到浮箍處阻流環位置時，封鎖循環通道，流環位置時，封鎖循環通

22、道，標志著水泥漿已到達環空預定標志著水泥漿已到達環空預定位置。位置。水泥頭水泥頭6膠塞膠塞是由內嵌鑄鐵或鋁和易鉆料的橡膠制是由內嵌鑄鐵或鋁和易鉆料的橡膠制成，帶有尾翼：注水泥后被鉆掉。成，帶有尾翼：注水泥后被鉆掉。第三節第三節 注水泥固井工藝注水泥固井工藝 1、注水泥施工要求、注水泥施工要求注水泥施工后要構成一個完好的水泥環，注水泥施工后要構成一個完好的水泥環，使水泥與套管、水泥與井壁固結好，使水泥與套管、水泥與井壁固結好，水泥膠結強度高，油氣水層封隔好、水泥膠結強度高，油氣水層封隔好、不竄、不漏。不竄、不漏。要到達以上要求，就必需全面縝密思索要到達以上要求，就必需全面縝密思索各種影響要素，精

23、心設計、精心施工。各種影響要素，精心設計、精心施工。一、概述一、概述2、完井要求、完井要求 水泥漿是由水泥、水、各種化學外加劑組成的具有一定密度的混合液體。由于水泥漿的濾失量較鉆井液的濾失量大得多，因此水泥漿不可防止地對各類油氣層都會呵斥不同程度的損傷，主要有 水泥漿顆粒引起的損傷 水泥漿濾液對油氣層的損傷 水泥漿濾液中無機物結晶沉淀對油氣層的損傷 裂痕性漏失 減少損傷主要取決于控制水泥漿濾失量、完井液性能、液柱壓差3、油、氣井開采要求、油、氣井開采要求 滿足最小支持強度 提高熱穩定性 加強抗腐蝕才干 天然氣井注水泥應思索加防氣竄劑，以防止竄槽 對特殊井況：低壓、高壓地層，有漏失地層、鹽巖層、

24、高溫地層，均應有針對性措施二、注水泥方式二、注水泥方式 注水泥方式主要有 一次注水泥、 分級注水泥 封隔器注水泥 注水泥固井應根據不同類別的井對水泥性能和返高的要求，油氣層壓力情況、地層中腐蝕氣體含量、以及不同井筒任務形狀等井筒環境，選擇固井方式和水泥漿配方 對于地層穩定性好，地層空隙壓力高的井可以思索一次注水泥固井， 對于井筒中存在低壓易漏地層，可以思索運用分級注水泥，分級注可分為兩級或兩級以上，應根據封固井段和施工平安來選擇注水泥的級數。二、固井施工工藝二、固井施工工藝 一常規水泥漿固井施工技術一常規水泥漿固井施工技術常規固井作業包括下套管、洗井、注前置常規固井作業包括下套管、洗井、注前置

25、液，混配注入水泥漿、壓膠塞、替鉆井液，混配注入水泥漿、壓膠塞、替鉆井液、碰壓、試壓、水泥候凝、質量檢測液、碰壓、試壓、水泥候凝、質量檢測等工序。等工序。其中中心任務是混配并注入水泥漿，要靠其中中心任務是混配并注入水泥漿，要靠配套的固井地面設備來完成。配套的固井地面設備來完成。 1、固井地面設備、固井地面設備固井地面設備主要有水泥車、下灰安裝、配漿安裝、固井地面設備主要有水泥車、下灰安裝、配漿安裝、水泥頭及管匯等組成。水泥頭及管匯等組成。1水泥車水泥車水泥車泵送設備可以以不同的排量延續任務。水泥車泵送設備可以以不同的排量延續任務。2下灰安裝下灰安裝水泥由下灰安裝供應，下灰安裝主要由空氣緊縮機、水

26、泥由下灰安裝供應，下灰安裝主要由空氣緊縮機、輸氣管、貯灰罐、出灰管、碟形閥門等組成輸氣管、貯灰罐、出灰管、碟形閥門等組成3配漿安裝配漿安裝配漿安裝主要由供水管線、混灰漏斗、噴嘴、混合配漿安裝主要由供水管線、混灰漏斗、噴嘴、混合器、排出管及灰漿池等部分組成。器、排出管及灰漿池等部分組成。2、注水泥施工過程、注水泥施工過程1洗井注水泥預備洗井注水泥預備下完套管后，注水泥之前，循環鉆井液洗井普通要下完套管后，注水泥之前，循環鉆井液洗井普通要兩周左右兩周左右2注前置液和水泥漿注前置液和水泥漿在此過程中要堅持延續施工和水泥漿混配密度均勻、在此過程中要堅持延續施工和水泥漿混配密度均勻、適宜適宜3壓膠塞壓膠

27、塞水泥漿注完后，在膠塞頂部先替入一定量的清水，水泥漿注完后，在膠塞頂部先替入一定量的清水，將膠塞壓下，叫將膠塞壓下，叫“壓膠塞壓膠塞4替鉆井液與碰壓替鉆井液與碰壓當膠塞下行坐于浮箍上的阻流環時，將循環孔堵塞，當膠塞下行坐于浮箍上的阻流環時，將循環孔堵塞，壓力便忽然升高，叫做壓力便忽然升高，叫做“碰壓。標志著替漿終碰壓。標志著替漿終了了注水泥終了后，套管要進展注水泥終了后，套管要進展“試壓。檢查套管的密封性，試壓。檢查套管的密封性，而后水泥漿而后水泥漿“候凝。最后進展固井質量檢測。候凝。最后進展固井質量檢測。 第四節第四節 復雜類型井復雜類型井的消費套管及固井技術的消費套管及固井技術 本節擬就各

28、種復雜類型井的消費套管及本節擬就各種復雜類型井的消費套管及注水泥任務加以歸納總結，指出應思索注水泥任務加以歸納總結，指出應思索的主要問題及處理問題的根本思緒與方的主要問題及處理問題的根本思緒與方法法一、高溫高壓氣井一、高溫高壓氣井1、主要問題、主要問題高壓氣井固井后，地層流體層間互竄及高壓氣井固井后，地層流體層間互竄及井口冒氣是國內外迄今固井質量存在井口冒氣是國內外迄今固井質量存在的問題的問題高壓氣井油氣竄冒的主要緣由就是由于高壓氣井油氣竄冒的主要緣由就是由于水泥漿失重呵斥的水泥漿失重呵斥的水泥漿在凝固過程中，漿柱壓力不斷降水泥漿在凝固過程中，漿柱壓力不斷降低，稱水泥漿失重。失重后，地層流低，

29、稱水泥漿失重。失重后，地層流領會侵入環形空間構成竄槽，破壞水領會侵入環形空間構成竄槽，破壞水泥石的密閉作用；有時還會竄入其它泥石的密閉作用；有時還會竄入其它低壓儲層，構成層間互竄低壓儲層，構成層間互竄 高溫高壓氣井的溫度與壓力對套管影響很大，是套管設計必需思索 高溫下，套管的強度會降低 氣井消費過程中，假設井口部位斷裂或走漏，在消費套管的薄弱處能夠導致內壓破壞 由于氣體特性，對套管螺紋的密封性提出了更高的要求2、高溫高壓氣井消費套管的選擇、高溫高壓氣井消費套管的選擇鋼管資料屈服強度超越鋼管資料屈服強度超越861MPa的套管稱超的套管稱超高強度套管。由于高強度不可防止地會高強度套管。由于高強度不

30、可防止地會添加硬度，所以高強度套管對外表缺陷添加硬度，所以高強度套管對外表缺陷和應力腐蝕較敏感，因此能選低一級鋼和應力腐蝕較敏感，因此能選低一級鋼級的套管，就不選高一級鋼級套管，特級的套管，就不選高一級鋼級套管，特別是氣井中含有別是氣井中含有H2S、CO2成分。成分。處理深井抗拉與抗內壓強度，可運用復合處理深井抗拉與抗內壓強度，可運用復合套管柱套管柱3、高溫高壓氣井注水泥的特殊問題、高溫高壓氣井注水泥的特殊問題 水泥封固段長，特別是小間隙長封固段水泥封固段長，特別是小間隙長封固段質量不易得到保證，質量不易得到保證， 深井尾管固井同樣在小間隙尾管段固井深井尾管固井同樣在小間隙尾管段固井質量難保證

31、；質量難保證； 水泥漿失重呵斥氣竄影響水泥凝固水泥漿失重呵斥氣竄影響水泥凝固固井工藝上應采取的措施：固井工藝上應采取的措施：限制水泥返高限制水泥返高在長封固段內，采用不同稠化時間的水泥漿在長封固段內，采用不同稠化時間的水泥漿固井固井環形空間憋壓環形空間憋壓在注水泥前添加環空鉆井液密度在注水泥前添加環空鉆井液密度利用多級注水泥工藝利用多級注水泥工藝選用選用H級水泥并提高水泥漿的密度級水泥并提高水泥漿的密度運用改性水泥運用改性水泥膨脹水泥、不浸透水泥、硅石微粒水泥、觸膨脹水泥、不浸透水泥、硅石微粒水泥、觸變水泥、延遲膠凝強度水泥、可緊縮水泥變水泥、延遲膠凝強度水泥、可緊縮水泥等等二、酸性氣體井二、

32、酸性氣體井1、主要問題、主要問題酸性氣體主要是指酸性氣體主要是指H2S和和CO2。H2S是一種無色、劇毒、強酸性氣體。是一種無色、劇毒、強酸性氣體。對金屬會產生電化學腐蝕、氫脆和對金屬會產生電化學腐蝕、氫脆和硫化物腐蝕開裂，往往呵斥消費套硫化物腐蝕開裂，往往呵斥消費套管柱的忽然斷裂，危害極大。管柱的忽然斷裂，危害極大。CO2極易溶于水，構成碳酸，使水溶極易溶于水，構成碳酸，使水溶液呈酸性而對鋼材發生腐蝕。經液呈酸性而對鋼材發生腐蝕。經CO2腐蝕后，管柱的疲勞強度可降腐蝕后，管柱的疲勞強度可降低低40%左右。左右。2、套管腐蝕類型及資料選擇、套管腐蝕類型及資料選擇3、H2S和和CO2分壓對鋼材選

33、擇的影響分壓對鋼材選擇的影響 總之，對酸性氣體固井及消費應做到：總之，對酸性氣體固井及消費應做到： 要選擇抗腐蝕套管鋼種，其接箍與螺紋應要選擇抗腐蝕套管鋼種，其接箍與螺紋應選用金屬端面密封，在下套管時應涂特殊選用金屬端面密封，在下套管時應涂特殊螺紋密封脂；螺紋密封脂； 注水泥原那么上應返至地面或返至上一層注水泥原那么上應返至地面或返至上一層套管鞋以上，并應選用抗腐蝕水泥；套管鞋以上，并應選用抗腐蝕水泥； 消費時油管底部下永久封隔器，阻隔產層消費時油管底部下永久封隔器，阻隔產層流體對套管腐蝕；流體對套管腐蝕； 油管與套管環空應定期注緩蝕劑，以降低油管與套管環空應定期注緩蝕劑，以降低對套管內腐蝕對

34、套管內腐蝕三、低壓裂痕型油井三、低壓裂痕型油井1、主要問題、主要問題地層壓力低且裂痕發育，油層既是裂痕層地層壓力低且裂痕發育，油層既是裂痕層也是漏失層，在鉆井和固井過程中，呵也是漏失層，在鉆井和固井過程中，呵斥大量漏失，使油層部位未封固或封固斥大量漏失，使油層部位未封固或封固不好，影響油井消費，同時由于水泥漿不好，影響油井消費，同時由于水泥漿上返高度不夠，易呵斥層間竄通。上返高度不夠，易呵斥層間竄通。2、處理方法、處理方法1常用方法常用方法用先期完井的方法，將技術套管下到油氣用先期完井的方法，將技術套管下到油氣層頂部，然后采取尾管射孔或割縫襯管層頂部，然后采取尾管射孔或割縫襯管完井完井2其它方

35、法其它方法分級注水泥方法，降低液柱壓力分級注水泥方法，降低液柱壓力 低密度水泥漿固井低密度水泥漿固井泡沫水泥固井泡沫水泥固井四、注蒸汽熱采井四、注蒸汽熱采井1、主要問題、主要問題注蒸汽是當前開采稠油最有效的方法之一，由于注蒸汽是當前開采稠油最有效的方法之一，由于熱采井在消費期將承愛高溫條件，套管和水泥會熱采井在消費期將承愛高溫條件，套管和水泥會遭到嚴峻考驗遭到嚴峻考驗蒸汽注入溫度可達蒸汽注入溫度可達360度，套管受熱，內部產生壓度，套管受熱，內部產生壓應力，當超越資料屈服極限時，套管將發生斷裂應力，當超越資料屈服極限時，套管將發生斷裂或破壞或破壞蒸汽注入或停頓，屢次反復，會導致接箍漏失和蒸汽注

36、入或停頓，屢次反復，會導致接箍漏失和螺紋滑脫損壞螺紋滑脫損壞隨溫度升高，水泥石的抗壓強度會大幅度下降，隨溫度升高，水泥石的抗壓強度會大幅度下降，從而失去對套管的支撐密閉作用從而失去對套管的支撐密閉作用2、處理方法、處理方法 采用熱采井套管柱 套管思索熱應力及熱應力循環 耐熱密封螺紋 耐高溫水泥 提高水泥漿的熱穩定性，選用G級水泥加30%石英砂 熱采井環空全部封固 完井方法 熱采井套管破壞與完井方法親密相關。先期完成的井比射孔完井更不易遭到熱應力的破壞 降低熱應力對套管破壞影響的技術 提拉預應力固井 采用特殊設計，使套管可部分自在伸縮五、鹽巖層固井五、鹽巖層固井1、主要問題、主要問題鹽巖層會破壞

37、鉆井液和固井水泥漿性鹽巖層會破壞鉆井液和固井水泥漿性能，而且在鉆井過程出現的溶、塌、能，而且在鉆井過程出現的溶、塌、縮卡并由此構成不規那么井徑，呵縮卡并由此構成不規那么井徑，呵斥電測遇阻卡，水泥環與堿層膠結斥電測遇阻卡，水泥環與堿層膠結差，固井質量不好等復雜情況。差，固井質量不好等復雜情況。 1鹽巖層蠕變，將套管擠扁、擠毀而鹽巖層蠕變，將套管擠扁、擠毀而使油井報廢物使油井報廢物2由于鹽巖層溶解，水泥漿遭到污染由于鹽巖層溶解，水泥漿遭到污染而改動性能，降低了頂替效率，膠而改動性能，降低了頂替效率，膠結強度遭到影響，固井質量差結強度遭到影響，固井質量差2、處理方法、處理方法1套管設計套管設計采用雙軸應力方法做消費套管柱設計采用雙軸應力方法做消費套管柱設計提高鹽巖層的套管抗擠平安系數，選用高提高鹽巖層的套管抗擠平安系數，選用高強度套管強度套管技術套管下深應能夠超越鹽巖層技術套管下深應能夠超越鹽巖層100m，與，與消費套管一同在鹽層段構成雙層套管水消費套管一同在鹽層段構成雙層套管水泥環封固泥環封固選用金屬密封方式的特殊螺紋套管選用金屬密封方式的特殊螺紋套管2注水泥設計注水泥設計運用過飽和鹽水水泥漿運用過飽和鹽水水泥漿飽和鹽水水泥漿密度應控制大于鉆井液密飽和鹽水水泥漿密度應控制大于鉆井液密度度0.05-0.2g/cm3，失不小，失不小參與足量適宜的相關外加劑參與足量適宜的