1、固井與完井作業(yè)郟志剛渤海石油職業(yè)學(xué)院石油工程系鉆井專業(yè)室固井與完井作業(yè)郟志剛固井概論什 么 是 固 井為 什 么 固 井怎 么 固 井固井概論什 么 是 固 井固井概論簡單地說：固井作業(yè)就是用不同尺寸的高強(qiáng)度無縫金屬圓管（套管），下入鉆開的井眼，之后用水泥將金屬管外部與井眼固住，將井眼與地層分隔開來。固井作業(yè)：向井內(nèi)下入套管，并向井眼和套管之間的環(huán)形空間注入水泥的施工作業(yè)過程，是鉆井過程中的重要作業(yè)環(huán)節(jié)。在鉆井（生產(chǎn)井）作業(yè)中一般至少要有兩次固井，多至45次固井（深探井）。概念固井概論簡單地說：固井作業(yè)就是用不同尺寸的高強(qiáng)度無縫金屬圓管固井概論套管的作用1、防止井塌，防止鉆井液與井壁的過渡沖蝕

2、；2、防止淡水層，低壓力層被污染；3、防止油氣泄漏；4、控制油氣出井量；5、為控制井內(nèi)壓力提供條件；6、以便安裝采油人工舉升裝置；7、為油氣流動提供通道。固井概論套管的作用1、防止井塌，防止鉆井液與井壁的過渡沖蝕；固井概論最上面的固井是表層套管固井，它起的是“泥漿通路，油氣門戶”的作用。在下一次開鉆之前，表層套管上要裝防噴器預(yù)防井噴。防噴器之上要裝泥漿導(dǎo)管，是鉆井液返回泥漿池的通路。鉆井過程中往要下技術(shù)套管固井，它起的是“鞏固后方，安全探路”的作用（地層允許也可直達(dá)儲層）。油層套管起的是“嚴(yán)密封隔，油氣門戶”的作用。油層未鉆穿前，油、氣、水在地層中處于平衡和封隔的狀態(tài)，鉆穿后便連成一體。所以固

3、井時將油、氣、水層嚴(yán)密封隔；完井時只留下油氣藏向井口輸送的通道，關(guān)井時是油氣的臨時倉庫。固井概論最上面的固井是表層套管固井，它起的是“泥漿通路，油氣固井概論固井水泥車固井概論固井水泥車固井概論固井水泥罐車固井概論固井水泥罐車固井概論固井混漿車固井概論固井混漿車固井概論壓裂車固井概論壓裂車常規(guī)生產(chǎn)井固井流程導(dǎo) 管表層套管技術(shù)套管生產(chǎn)套管尾 管常規(guī)生產(chǎn)井固井流程導(dǎo) 管表層套管技術(shù)套管生產(chǎn)套管尾 管固井與完井作業(yè)1課件學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井

4、施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備學(xué)習(xí)情境一 固井施工準(zhǔn)備項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用一、循環(huán)接頭二、固井水泥頭三、固井膠塞四、浮鞋、浮箍五、扶正器項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用一、循環(huán)接頭二、固井水泥頭三、項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用六、聯(lián)頂節(jié)七、尾管水泥頭八、快裝水泥頭項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用六、聯(lián)頂節(jié)七、尾管水泥頭八、快一、循環(huán)接頭1定義用來連接井口套管柱與地面循環(huán)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)循環(huán)的工具稱為循環(huán)接頭。2分類按用途可分為大小頭式循環(huán)接頭和接頭式循環(huán)接頭兩類。3作用(1)下套管過程中，進(jìn)行中

5、途循環(huán)洗井。(2)下套管結(jié)束后，進(jìn)行循環(huán)洗井。一、循環(huán)接頭1定義一、循環(huán)接頭4結(jié)構(gòu)(1)大小頭式循環(huán)接頭一端為套管外螺紋，另一端為鉆桿內(nèi)螺紋式的大小頭。(2)活接頭式循環(huán)接頭一端為套管外螺紋，另一端頂部(或側(cè)面)焊一活接頭短節(jié)的兩通接頭。一、循環(huán)接頭4結(jié)構(gòu)二、固井水泥頭1定義水泥頭是聯(lián)接聯(lián)頂節(jié)和固井管匯之間的完成注水泥作業(yè)的井口裝置。2作用(1)聯(lián)接套管串和各種管匯，通過它來完成循環(huán)、注隔離液、注水泥漿、釋放膠塞、替漿等施工工序。它是固井作業(yè)地面管匯井口總樞紐。(2)承受高壓，適應(yīng)各種工藝固井。(3)如果回壓閥失靈，可實(shí)現(xiàn)憋壓，控制水泥漿倒流。(4)通過它實(shí)現(xiàn)活動套管操作。二、固井水泥頭1定義

6、二、固井水泥頭3分類(1)按聯(lián)接螺紋分為鉆桿水泥頭、套管螺紋水泥頭、尾管水泥頭和快裝水泥頭。(2)按形狀結(jié)構(gòu)分為簡易水泥頭、普通水泥頭、帶平衡管水泥頭和帶膠塞指示器水泥頭。(3)按裝膠塞的作用和個數(shù)分為單塞水泥頭和雙塞水泥頭。二、固井水泥頭3分類二、固井水泥頭水泥頭型號表示法二、固井水泥頭水泥頭型號表示法二、固井水泥頭單塞水泥頭 用于常規(guī)固井和非連續(xù)分級注水泥的一種專用井口工具。二、固井水泥頭單塞水泥頭二、固井水泥頭雙塞水泥頭雙塞水泥頭與單塞水泥頭結(jié)構(gòu)基本相同，只是加長了水泥頭本體，同時還裝入了上、下兩個膠塞。在注水泥之前釋放第一個膠塞（下膠塞），水泥漿注完后，再釋放其內(nèi)部的第二個膠塞（上膠塞

7、）。二、固井水泥頭雙塞水泥頭三、固井膠塞膠塞結(jié)構(gòu)：1定義固井作業(yè)中用來隔離不同液體，裝在水泥頭內(nèi)的橡膠制品。2作用(1)隔開并刮凈套管內(nèi)壁上的鉆井液和水泥漿。(2)顯示碰壓并給出信號。(3)保證套管內(nèi)水泥塞長度和套管鞋附近的水泥環(huán)質(zhì)量。3分類固井膠塞按用途可分為：套管上膠塞、下膠塞、自鎖膠塞、尾管膠塞、分級固井膠塞等多種。三、固井膠塞膠塞結(jié)構(gòu)：1定義三、固井膠塞膠塞結(jié)構(gòu)：由內(nèi)心、膠皮碗和簾布層組成。心體用生鐵、鑄鋁、玻璃鋼或硬質(zhì)橡膠等制成，然后將其硫化在內(nèi)心體上即成膠塞?，F(xiàn)在大多內(nèi)心用硬橡膠，在底部加鋁板制成。上膠塞的作用：當(dāng)全部水泥漿注完后，壓上膠塞，它頂著水泥漿下行，用來刮凈粘附在套管內(nèi)壁

8、上的水泥漿，并防止驅(qū)替鉆井液與水泥漿混合，避免尾部水泥漿污染，保證底部水泥膠結(jié)質(zhì)量。當(dāng)?shù)竭_(dá)阻流板時，顯示碰壓，則注水泥作業(yè)結(jié)束。上膠塞（實(shí)心）三、固井膠塞膠塞結(jié)構(gòu)：由內(nèi)心、膠皮碗和簾布層組成。心體用生鐵三、固井膠塞下膠塞：作用：在注水泥漿之前，釋放下膠塞，用來隔開水泥漿與前置液。減少套管內(nèi)所注水泥漿的污染，同時擦凈粘附在套管內(nèi)壁上的鉆井液，并將其推擠到膠塞前面。當(dāng)下膠塞到達(dá)阻流板時，施加一個小壓力即可壓破膠塞上部的橡膠隔膜，從而使水泥漿流經(jīng)膠塞，通過旋流短節(jié)等附件，被驅(qū)替到套管與井壁之間的環(huán)形空間中。下膠塞（中空）型號表示法：三、固井膠塞下膠塞：作用：在注水泥漿之前，釋放下膠塞，用來隔三、固井

9、膠塞膠塞的安裝：(1)卸掉水泥頭壓蓋，打開上擋銷，關(guān)閉下檔銷，將下膠塞安放至上、下?lián)蹁N之間。(2)關(guān)閉上擋銷，將上膠塞安放于上擋銷之上。(3)蓋好壓蓋，并擰緊。型號表示法：三、固井膠塞膠塞的安裝：(1)卸掉水泥頭壓蓋，打開上擋銷，關(guān)四、浮鞋 浮箍浮鞋、浮箍、單流閥：1、套管浮鞋裝在套管柱底部引導(dǎo)套管柱入井，防止套管柱底部插入井壁后遇阻；2、套管浮箍裝在浮鞋以上23根套管處，為膠塞提供碰壓位置，當(dāng)上膠塞到達(dá)浮箍時，泵壓會突然升高，這時候說明膠塞已碰壓，固井替漿結(jié)束。3、浮鞋/箍，都有一個單流閥機(jī)構(gòu)，可防止固井結(jié)束后套管環(huán)空內(nèi)的流體進(jìn)入套管內(nèi)，同時，管串入井時還可減少大鉤載荷。四、浮鞋 浮箍浮鞋、

10、浮箍、單流閥：1、套管浮鞋裝在套管柱四、浮鞋 浮箍1、浮鞋：1）定義 帶回壓裝置，下套管時能產(chǎn)生浮力的套管引鞋稱為浮鞋。2）特點(diǎn)耐高溫，密封性好，可鉆性好，連接方便，成本低，制造簡單?？捎糜诒韺犹坠?、技術(shù)套管和淺油層套管。浮鞋可形成空心管柱，對套管產(chǎn)生一定的浮力，下放時減少由套管自重引起的井架負(fù)荷。使用浮鞋還可減少套管對地層的沖擊壓力。四、浮鞋 浮箍1、浮鞋：1）定義四、浮鞋 浮箍2、浮箍：1）定義帶回壓閥并用混凝土澆注而成的能產(chǎn)生浮力的套管接箍短節(jié)稱為浮箍。2）作用用于技術(shù)套管或先期完成井，其作用與回壓閥的作用相同。四、浮鞋 浮箍2、浮箍：1）定義四、浮鞋 浮箍3、回壓凡爾：1、用途 適用于

11、射孔完成井生產(chǎn)套管的固井施工作業(yè)。2、特點(diǎn) 套管回壓凡爾分為球座式、半球式、組合式三類； 球座式回壓凡爾密封性能好，一般用于小斜度井的固井作業(yè)； 半球式回壓凡爾強(qiáng)度高、耐高溫，多用于超深井； 組合回壓凡爾可起雙保險作用，應(yīng)用廣泛；四、浮鞋 浮箍3、回壓凡爾：1、用途五、扶正器1定義 裝在套管體外面，起扶正、居中套管作用的裝置稱為套管扶正器。 2作用a、用來扶正套管，保持套管在井眼中居中，為驅(qū)替洗井液提供均勻暢通的流道，保證套管柱與井壁環(huán)形空間的水泥漿分布均勻，提高水泥環(huán)質(zhì)量。b、防止套管在高滲透地層段粘卡，減少套管磨損，保證套管順利下井。c、還可刮掉井壁上的疏松泥餅，提高水泥與地層的膠結(jié)質(zhì)量。

12、3安放原則要使扶正器能起到扶正作用，必須合理設(shè)計扶正器的安放位置、數(shù)量及相鄰兩個扶正器之間的距離。一般原則是：安放在油氣層部位、井徑和井斜方位變化較大的井段。五、扶正器1定義 五、扶正器4分類套管扶正器分為彈性扶正器和剛性扶正器，彈性扶正器又分彈簧式和焊接筋條式兩大類。(1)彈性扶正器按組裝方式可分為焊接式、鉚接式、組裝式、沖壓式和限位式五種。(2)彈性扶正器按形狀可分單弓扶正器、雙弓扶正器、導(dǎo)流板式扶正器及小井眼扶正器。(3)剛性扶正器屬于焊接筋條扶正器，它主要應(yīng)用于水平井的水平段。為提高固井質(zhì)量、減少阻卡。五、扶正器4分類五、扶正器(4)剛性螺旋扶正器的扶正條與軸線夾角為30度，螺旋式比常

13、規(guī)直條式更為優(yōu)越。一是當(dāng)井壁不規(guī)則時，下套管過程 ，對螺旋扶正器產(chǎn)生一定的橫向分力，使扶正器產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，從而減輕下套管的阻力；二是在管外環(huán)空中，當(dāng)水泥漿穿過螺旋片時，產(chǎn)生旋流，從而提高水泥漿的頂替效率，對提高固井質(zhì)量十分有利。五、扶正器(4)剛性螺旋扶正器的扶正條與軸線夾角為30度，螺五、扶正器6性能參數(shù)要求(1)啟動力：使扶正器進(jìn)入設(shè)計套管中所需的力。(2)復(fù)位力：扶正器作用于井眼而驅(qū)使套管離開井壁的力。(3)永久變形：是指弓形彈簧片經(jīng)過12次壓平或拉直試驗(yàn)，而弓形高度保持不變時，則認(rèn)為彈簧片沒有永久變形。5.型號表示方法五、扶正器6性能參數(shù)要求5.型號表示方法六、聯(lián)頂節(jié)1定義 聯(lián)接套管串與固

14、井水泥頭的一根短套管稱為聯(lián)頂節(jié)。實(shí)際上就是一根具有嚴(yán)格長度的短套管。2用途在下完套管后，聯(lián)頂節(jié)安裝在套管串頂部，選用適當(dāng)長度的短套管，可以使;套管柱下到預(yù)定的深度和得到標(biāo)準(zhǔn)的套管井口高度，從而滿足安裝防噴器和采油樹對井口高度的要求。3長度計算（P14）聯(lián)頂節(jié)=接箍長+吊卡高+墊塊厚+聯(lián)入長即 ：L = L1 + L2 + L3 + h六、聯(lián)頂節(jié)1定義 七、尾管水泥頭尾管水泥頭結(jié)構(gòu)：尾管水泥頭與套管水泥頭的結(jié)構(gòu)基本相同，主要用于尾管作業(yè)期間存放和泵送膠塞，其本體下部為鉆桿螺紋，內(nèi)部裝有鉆桿膠塞，并且有擋銷存放系統(tǒng)。下圖為液壓式懸掛器配套的注水泥井口裝置。七、尾管水泥頭尾管水泥頭結(jié)構(gòu)：尾管水泥頭的

15、操作(1)檢查尾管水泥頭各部件并裝入鉆桿膠塞。(2)安裝水泥頭注替控制閘門，連接好固井管線并試壓。(3)通過注水泥入口，將前置液和水泥漿泵入鉆桿內(nèi)。(4)注水泥漿結(jié)束，關(guān)閉注水泥閘門，開擋銷，通過頂膠塞入口壓膠塞。(5)確認(rèn)膠塞進(jìn)入鉆桿后，通過注替水泥漿入口泵入鉆井液，將鉆桿膠塞頂替至尾管懸掛器，使鉆桿膠塞與尾管懸掛器內(nèi)的尾管膠塞復(fù)合(此時泵壓略有變化)。(6)復(fù)合膠塞剪斷固定尾管膠塞的剪切銷釘后，隨著頂替一起在尾管里下行，直至碰壓。(7)井口釋放壓力，觀察浮箍回壓閥的工作狀況。尾管水泥頭的操作(1)檢查尾管水泥頭各部件并裝入鉆桿膠塞。八、快裝水泥頭快裝水泥頭結(jié)構(gòu)：快裝水泥頭的結(jié)構(gòu)與其他類別的

16、水泥頭基本相同，只是在水泥頭本體下端具有三個縱向槽的梯形螺紋，與快速連接接頭配合，可實(shí)現(xiàn)快速裝卸。此接頭的下端為套管外螺紋，上端是梯形螺紋，在梯形內(nèi)螺紋中沿周向銑出三條等距離的縱向槽。該槽應(yīng)與水泥頭本體下端縱向槽對應(yīng)，裝水泥頭時，本體下端螺紋垂直插進(jìn)快速接頭的上端螺紋，向右旋轉(zhuǎn)60度，然后用快速連接接頭上的鎖緊裝置鎖緊，以防松動。八、快裝水泥頭快裝水泥頭結(jié)構(gòu)：快裝水泥頭的結(jié)構(gòu)與其他類別的水項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用標(biāo)準(zhǔn)套管頭項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用標(biāo)準(zhǔn)套管頭項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用高壓活動彎接頭項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用高壓活動彎接頭項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用蝶閥項(xiàng)目一

17、：常規(guī)固井工具的檢查使用蝶閥項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用安全閥（彈簧式）項(xiàng)目一：常規(guī)固井工具的檢查使用安全閥（彈簧式）學(xué)習(xí)情境二：固井施工準(zhǔn)備項(xiàng)目三：固井設(shè)備的維護(hù)使用學(xué)習(xí)情境二：固井施工準(zhǔn)備項(xiàng)目三：固井設(shè)備的維護(hù)使用項(xiàng)目三固井設(shè)備的維護(hù)使用一、維護(hù)使用混合器（一）漏斗式混合器項(xiàng)目三固井設(shè)備的維護(hù)使用一、維護(hù)使用混合器（一）漏斗式混合器一、維護(hù)使用混合器（二）普通密閉式混合器一、維護(hù)使用混合器（二）普通密閉式混合器固井設(shè)備的維護(hù)使用二、水泥泵工作原理(雙作用活塞泵)固井設(shè)備的維護(hù)使用二、水泥泵工作原理(雙作用活塞泵)固井設(shè)備的維護(hù)使用CPT986水泥泵工作原理（單作用柱塞泵）固井設(shè)備的維護(hù)使用CPT986水泥泵工作原理（單作用柱塞泵）固井設(shè)備的維護(hù)使用往復(fù)泵泵工作原理固井設(shè)備的維護(hù)使用往復(fù)泵泵工作原理固井設(shè)備的維護(hù)使用SNC-H300水泥泵工作原理固井設(shè)備的維護(hù)使用SNC-H300水泥泵工作原理固井設(shè)備的維護(hù)使用固井車水泥泵工作原理固井設(shè)備的維護(hù)使用固井車水泥泵工作原理固