水平井固井技术讲座全套.ppt

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1、水平井固井技术本讲义分两个部分第一部分水平井的特点、固井要求、固井技术措施描述第二部分油井水泥、外加剂与水平井固井水泥浆体系介绍第一部分水平井的特点、固井要求、固井技术措施描述目录水平井定义完井方式固井的意义注水泥要求问题和技术关键固井设计与工艺技术提高固井质量的措施水泥浆配方实例当最大井斜大于55。～60。时称为大斜度井。井斜达到85。以上时，并在目的层有水平延伸的井段，称为水平井。水平井定义根据曲率半径划分水平井为三类：1）长半径水平井：曲率半径的范围为914～305m;井斜变化为0.66。/m～0.197。/m;水平井段长度610～1524m。2

2、）中长半径水平井：曲率半径的范围为213～28m;井斜变化为0.26。/m～1.64。/m;水平井段长度457～610m。3）短长半径水平井：曲率半径的范围为12～6m;井斜变化为5。/m～10。/m;水平井段长度91～122m。水平井定义1、裸眼完井2、筛管完井3、  筛管及下封隔器完井4、筛管，盲管及下封隔器完井5、一半筛管及下封隔器完井6、一半注水泥一半筛管完井7、同心筛管完井8、套管注水泥、封隔器、筛管完井9、全部套管注水泥完井水平井完井方式1）延长油井的使用寿命；2）提高采油速度；3）可进行增产作业，保证二次、三次采油的技术实施。水平井固井的

3、意义水平井对注水泥的要求由于水平井的井下轨迹特点，下入的套管将可能承受地层纵向下塌应力，因此水泥环的支撑作用的重要性就显得非常重要。另外，水平井很难判定生产层出水或是侵入水，或是环空窜通引起出水，因此水泥作业的质量非常关键。注水泥作业要求为：1）封隔注水泥段内各组产层和其它渗透性岩层，防止层间窜通；2）水泥环必须连续而坚固，支撑和保护套管柱；3）支撑并巩固不坚定的砂岩层等；4）控制地层压力。水平井对注水泥的要求1）为了稳固井壁常常用高密度钻井液，从而造成水泥浆顶替钻井液的难度加大，顶替效率很难提高；2）这些井常常用油基钻井液钻井，这样井下岩石表面由于泥

4、浆的污染而成为亲油特性，亲油物质如何被清除，为固井水泥浆营造良好的亲水界面成为水泥浆能否较好胶结的根本条件，这样固井过程中必须采用良好的冲洗与隔离液体系，有效地清除粘附油基泥浆或油膜成为固井的关键技术之一；问题和技术关键3）这类井为了有效地清除岩屑，防止岩屑沉降，通常也采用具有较高粘度和切力的泥浆，由于泥浆的粘附性强，触变结构大，流动性差，这样有效地顶替泥浆成为很难解决的问题；4）为有效地驱动和清除泥浆，只有增大排量，进行大排量的循环作业，这就带来了漏失、高渗透性地层的稳定等问题，造成下套管不利以及井径不规则，从而影响到水泥的胶结质量。问题和技术关键5

5、）水泥浆在凝固过程中，由于重力作用，易在井眼上侧形成游离液通道，引起油、气、水的窜问题。6）水平井的斜井段常常会形成键槽，岩屑易堆积，造成井眼低侧水泥环窜槽。问题和技术关键7）套管的下入问题。套管能否顺利下入，这涉及到钻井问题，关系到井身剖面质量、井眼轨迹以及钻井液性能，因此对套管柱的强度、管串结构需进行合理的设计，尤其是尾管下入时的加压与冲洗循环技术，注水泥时使用可提放旋转套管工艺以及套管的居中技术问题。问题和技术关键8）井眼几何形状与直井有很大的不同，由于存在椭圆形井眼与岩屑堆积，清除岩屑的沉积和固相颗粒是提高顶替效率的关键技术之一；9）由于套管自

6、重的作用，易靠近井壁下侧，形成严重的偏心，降低了水泥浆的顶替效率；10）地层的垂直应力直接作用在套管柱上，造成套管挤扁变形而强度破坏问题以及水泥环无法进行保护作用的问题。问题和技术关键1、关于钻井设计问题国内外经验：井眼与套管间隙不宜小于38mm，或选择合适的套管/井眼的尺寸比，比值应在0.65～0.77之间。为下套管和改善水泥环质量，有条件时尽量增大曲率半径。固井设计与工艺技术---井眼准备钻井设计实施中的要求：（1）保持井径规则，防止出现大尺寸和小尺寸井眼；（2）井眼轨迹规则，防止出现全角变化率井段；（3）避免形成键槽；（4）钻近过程中漏失时，需进

7、行堵漏和防漏失处理。固井设计与工艺技术---井眼准备2、井眼的处理1）钻井液的处理。钻井液的流变性影响注水泥质量。完井后，井眼几何形状和井身轨迹已无法改变，因此可控因素只有调整钻井液性能，目的是有效地冲洗和携带增斜井段和水平井段的岩屑。固井设计与工艺技术---井眼准备岩屑携带取决于的因素有：（1）流体密度与流变性能（ηp和τ。）；（2）环空流速；（3）岩屑形状、密度与尺寸；（4）井斜角的变化。可控参数为：流速与流体的流变性。固井设计与工艺技术---井眼准备2）冲洗和携带岩屑的流速。最低环空流速由井下条件如承压能力、密度与动切力决定。一般为0.917m/

8、s～1.52m/s的范围。固井设计与工艺技术---井眼准备井身结构（井径×套管外径），mm循环