固井工艺技术与施工流程刍议

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　　【摘要】结合导管固井、表层套管、技术套管、生产套管等固井施工类别，就固井工艺技术与施工流程要点进行了论述，以期为固井施工提供技术借鉴。
　　【关键词】固井施工 固井技术 施工流程
　　1固井施工类别
　　1.1导管固井
　　导管的作业是在钻表层井眼时，将钻井液从地下引导到钻井装置平台上来，这一层关注的深度变化较大，在坚硬的岩石中仅用10—20m，而在沼泽地区则可能上百米，导管管外的水泥浆应返到地面。
　　1.2表层套管
　　表层套管其作用是封隔地表部分的易塌、易漏地层和水层，安装第二次开钻的井口装置，控制井喷，支撑技术套管与生产套管的部分重量。其下入深度，根据地表部分的易塌、易漏地层和水层的深度而定，一般情况下表层套管的下入深度为30—100m，随着情况的变化，也有下到几百米的，其管外水泥浆通常返到地面。
　　1.3技术套管
　　技术套管用于封隔用钻井液难以控制的复杂地层、无法堵塞的严重漏失层、非目的层的油气层、压力相差悬殊而且要求钻井液性能相互矛盾的油气层等。其管外水泥浆的返高，一般要求要封隔的复杂地层顶部100米以上。对于高压气井，为了防止天然气窜漏，水泥浆也要返至井口。
　　1.4生产套管
　　用以把不同压力和不同性质的油、气、水层分割开来，建立一条油、气和实施增产措施的要求。油层套管的下入深度取决于目的层的深度和完井方法，管外水泥浆一般返至要封隔的油、气层顶部150m以上。对于高压气井及注水井，管外水泥浆通常要返至地面，以利于加固套管、增强螺纹的密封性、提高套管抗内压强度。
　　2固井工艺技术与施工要点
　　2.1内管注水泥器（插入式固井）
　　內管注水泥器适用于井深较浅，套管尺寸较大的井，为了防止注水泥及替浆过程中在套管内发生混串，顶替量大，时间过长。同时用于表层固井还可以节约水泥用量。
　　工作原理：在套管下部配有以特殊接箍，供钻杆插入的插座。插入座密封后便可通过钻杆浆水泥浆注入井内直接返到环空，注完水泥后将钻杆内的水泥浆顶替干净后，提出钻杆使下部的单流阀关闭，离开出入接箍5m左右，开泵清洗掉钻杆内及套管内残留的水泥浆，固井施工结束。
　　2.2分级注水泥
　　分级注水泥施工流程：注一级前置液、注一级水泥浆、压第一级顶替液、碰压、放压、投打开塞（重力塞）、打开分级箍通道、循环洗井候凝、注二级前置液、注二级水泥浆、压关闭塞、替顶替液、碰压、关闭分级箍通道。
　　分级注水泥注意事项：一般要求水泥浆返高在分级箍一下200m左右。打开通道时应根据打开塞下落的速度和时间，确认打开塞坐在分级箍上方可开泵打开分级箍通道。一般按1m/min来计算打开塞的下落速度。分级箍位置应选在井径规则、岩性好的井段，过大斜度会影响重力塞与内套的坐封。分级箍上下加套管扶正器，保证居中。
　　2.3尾管注水泥器
　　尾管注水泥器是将尾管挂在套管内壁上的一中特殊装置，并有倒扣和中心管装置，要保证注水泥作业，并在注水泥结束后浆钻具提出。
　　施工步骤：下套管、接尾管悬挂器、称重、下钻具，循环、投球、做挂、倒扣；试压、注前置液、注水泥浆、压钻杆胶塞、替浆，大小胶塞重合、碰压、放回水，上提中心管憋压循环。尾管注水泥器注意事项：水泥浆稠化时间的确定：从配水泥浆起至水泥浆完全循环出井口为止，考虑一定的安全系数。对尾管悬挂器及短钻杆等工具，要进行全面检查。入井钻具要认真检查。对入井套管内径要用通径规检查。记录好尾管串重量。尾管与套管重叠一般选150m—200m，对尾管挂进行悬挂能力的考核。对钻具长度丈量准确，认真计算钻杆收缩距。应进行流变学设计。应观察记录循环钻井液时立罐压力表读数。在注水泥浆施工结束时，要保持回压，以防止管外水泥浆倒返
　　2.4反循环注水泥
　　由于常规注水泥可能压漏地层，同时井口上部地层漏失性小或具有上一层套管条件。当改变灌注浮箍浮鞋结构，则可从井口环空注水泥浆。反循环注水泥适合于上部有高压或浅层气、下部存在易漏层的井。反循环注水泥对下部地层的流动压降小，同时避免水泥浆顶不出套管留水泥塞事故的发生。施工难点：水泥量与充填量不易掌握，容易造成管内返高。
　　2.5延迟凝固注水泥
　　通过钻杆向井筒内注入具有较长的凝固时间的缓凝水泥浆，注入结束后，将钻杆起出，在下入未凝固的水泥浆井段内下入底端封闭的套管柱，靠套管挤压水泥浆上溢，而完成注水泥充填作业。
　　2.6挤水泥
　　挤水泥是一种补救注水泥或修井作业。利用液体压力挤压水泥浆，使之进入地层缝隙的一种方法。其目的：不久注水泥不合格井，挤堵窜槽，补救水泥返高不够及套管与水泥石及地层缝隙或间隙。控制油气比，使油层与相近的气层分隔开。分堵油层下边的水层，控制大量出水和出气。封堵漏层。对多层注入井中的一层或多层封堵，使注入液进入预计层位。
　　补修套管腐蚀孔洞或挤堵炮眼。处理报废层、液体流窜或裸眼完成井的枯竭层。
　　施工工艺流程：下入挤水泥管串。循环洗井。试挤，侧吸水指数一般要以0.3m2/min以上，20MPa以内看是否连续泵入。试压、前置液、水泥浆、关井挤注。
　　2.7水泥塞
　　打水泥塞主要用于处理钻井过程中的井漏、定向钻井的侧钻和造斜、堵塞报废井及回填枯竭层位、提供衬套式测试工具承座基础及隔绝地层。主要方法有，平衡塞法：浆注灰管柱下至水泥塞设计深度，注完水泥浆后，替出水泥浆，管内留够水泥容积，是水泥面高于环空水泥塞面高度，慢慢起出管柱是水泥塞留在元位置。预置法：先在井筒下部（预计水泥塞下部）压入一直固定桥塞。使用倾卸简装一定量水泥浆，由电缆送至水泥深度，在该深度通过机械方法或电流法使倾筒开关打开，上提倾卸筒水泥浆倒出。双塞法：现在水泥塞下部压入桥塞。在管柱底部有特殊挡圈，下胶塞可通过挡圈从钻杆内脱出，上胶塞则被胶塞座阻挡，并有该塞控制水泥浆回流。让后上提钻具反循环冲洗管内水泥及管外多余水泥浆。
　　水泥塞施工注意事项：其特点在于要将相对体积较少的水泥浆置于大的井眼中去，而流经管道均比套管小，存在泥浆污染、冲稀、升温快、流阻大、压差大易失水等一系列问题。
　　掌握准确的设计量和记录量。水泥量附加要考虑注替过程中被冲稀或污染影响水泥塞质量问题。应当配置密度较高的水泥浆，进行批量配置要求均匀程度好和流动性好，井下静止温度超过120℃，应加入35%的硅粉。使用足够量的隔离液。注替水泥浆完毕，上提钻具应慢，防止过大的抽吸作用引起污染。
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