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1、固井施工技術1§1水泥漿與固井 工程的關系2慨述固井是怎個建井周期的重要環(huán)節(jié)，固井質量的好壞直接關系到油.氣田的勘探與開發(fā)，一口井的成功與否，往往與工程設計和施工工藝技術有著密切的聯(lián)系。隨著鉆井技術的發(fā)展.深井.定向井.大斜度井.調整井是今后鉆井發(fā)展的方向。因此對固井工程來講，就面臨著更大的挑戰(zhàn)，難度也就更大。要想成功的固好一口井，就必須采用新的方法.新的工藝.新的技術。固井工程是一個系統(tǒng)工程,固井質量的好壞，它與鉆井到完井過程中所有技術的實施有著很重要的關系。因此，影響固井質量的原因是一個綜合因素。為了能獲得較好的.甚至優(yōu)質的固井質量，就必須對影響固井質量的
2、因素有一個較為全面的了解，這樣才能提出一個合理的設計方案。3一.固井質量的基本要求1.保證良好的層間封隔，無竄流；2.要有保證支撐套管、承受壓裂的水泥石強度；3.具有耐地層水腐蝕的能力。目的：下次開鉆能順利進行—滿足開采工藝—延長生產壽命4二.影響固井質量的主要問題1.頂替不完全主要反映在：竄槽﹑混漿（聲學特性差﹑聲幅值偏高）2.漏失與竄流液柱壓力與地層壓力達不到平衡3.水泥漿體系設計不合理超緩凝﹑外加劑相溶性差﹑水泥漿與泥漿相溶性差5出現(xiàn)上述質量問題所采取的補救措施往往需要花費大量的資金，根據(jù)美國在海洋鉆井的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以說明： 表1質量問題與補救費用﹑問題出
3、現(xiàn)機率（%）補救費用（$）修補作業(yè)費（$）返高不足3556001960管鞋出水25261006525頂替竄槽53000150氣竄5259001295單井修補費用99306表2補救作業(yè)成本與基本注水泥作業(yè)費用關系作業(yè)類型基本作業(yè)費（$）補救作業(yè)費（$）補救基本費（%）表層18100993055技術52200760015尾管2220026600120產層固井2380019900847綜上所述，要獲得較好的固井質量，必須遵循以下兩點：1.要有完善的水泥漿設計包括:體系，性能，漿柱結構。2.科學化的注水泥設計8三.水泥漿設計1.水泥漿設計的約束條件A.了解油藏特性（主
4、要針對尾漿）①水泥漿所在位置深度的油，氣，水流體性質；②完井開采方式。裸眼，射孔，酸化，壓裂，注水，熱采等。B.地質條件限制（主要針對體系的選擇）①井深，巖性，井溫；9②地層壓力，孔隙壓力，漏失壓力，坍塌壓力；③有無鹽層或腐蝕性流體。C.施工條件的限制（主要針對注替工藝）①井眼幾何尺寸，注水泥工藝方法；②混配方法，施工設備能力；③密度控制能力，完井液處理情況。102.固井作業(yè)對水泥漿的基本要求①配制和注替過程中,保持可控的流動能力;②在井下溫度和壓力條件下保持足夠的可泵時間;③靜止后應具有快速凝固和體系穩(wěn)定的特性,并保持體積不變;④凝固后的水泥石強度滿足施工要
5、求,致密性好,抗腐蝕;⑤有一定塑性,能抵抗射孔的震動和沖擊;⑥應具有一定的防竄能力.113.水泥漿性能設計①密度硅酸鹽水泥本身的密度波動范圍是：3.05~3.20g/cm3其中：C3S—3.15g/cm3C2S—3.28g/cm3C3A—3,04g/cm3C4AF—3.77g/cm3施工中水泥漿的密度主要與設計的水灰比，外摻料的密度及加量有關。確定水泥漿密度的基本原則：水泥漿密度>下套管時完井液的密度即:?C–?m>0.24g/cm312施工中若密度波動大則將導致水泥漿整體性能的改變：如：固化強度，致密性，水泥的收縮程度，穩(wěn)定性等因此，施工中控制水泥漿的密度變
6、化范就顯得尤為重要。13②流變性水泥漿和泥漿均屬非牛頓液體，它的流動規(guī)律與牛頓液體有很大的差別，掌握水泥漿的流變性主要用于：a.計算注水泥和替泥漿時的施工參數(shù)（排量，壓力）選擇相適應的施工設備；b.根據(jù)地層承壓能力，確定水泥漿的上返速度，以及流態(tài)的確定；14③析水率析水率的大小主要反映出漿體的穩(wěn)定性。水泥漿屬于多相不穩(wěn)定體系，根據(jù)斯托克司方程可計算出固相顆粒的下沉速度。V=2（?s-?w）gd2s/9?公式中可以看出：a.下降速度與固相顆粒的直徑成正比；b.與液相的粘度成反比。因此，析水率的大小與外摻料顆粒直徑的級配有很大的關系。根據(jù)API標準要求：析水率﹤1
7、.4%15控制水泥漿的析水,其根本目的是保證水泥漿的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性的好壞主要表現(xiàn)在漿體靜止過程中漿柱密度的整體差異，若漿柱上下密度差值大，則水泥石的凝結特性將發(fā)生根本的改變，其后果將導致油、氣、水竄。特別是對于定向井、大斜度井來講，該項指標尤為重要。16④失水量水泥漿濾失性能對注水泥施工和固井質量的影響一直是鉆井界非常關心和有爭議的問題。水泥漿的API失水量一般都很大，未進行失水控制的濾失量一般都在1000ml/30min以上，含自由水較多的水泥漿在井下環(huán)形空間流動和候凝時，自由水有可能進入地層，從而引起水泥漿性能發(fā)生變化，這些變化主要包括：17a.水灰比的變
8、化、b.密度的變化、c.流變性的變化、
