1中海油服油田化學事業部2008年8月固井工程基礎1中海油服油田化學事業部固井工程基礎2第一講內容一、固井工程基礎知識二、常規套管、尾管柱2第一講內容3一、固井工程基礎知識3一、固井工程基礎知識4一、固井工程基礎（1）概念為了達到加固井壁，保證繼續安全鉆進，封隔油、氣和水層，保證勘探期間的分層測試及在整個開采過程中合理的油氣生產等目的而下入優質鋼管，并在井筒與鋼管環空充填好水泥的作業，稱為固井工程。4一、固井工程基礎（1）概念5固井工程包括了兩部分：下套管作業和注水泥漿作業。下入套管的工藝和注入水泥漿的工藝統稱為固井工藝5固井工程包括了兩部分：6注水泥漿作業：固井是將油井水泥、水和添加劑按一定的比例混合后，通過固井泵泵注入井，并頂替到預定深度的井壁與套管（套管與套管）的環形空間內，使套管與井壁、套管與套管之間形成牢固粘結。圖3-1固井設備總體示意圖圖2-1固井水泥漿充填示意圖6注水泥漿作業：固井是將油井水泥、水和添加劑按一定的比例混合7一、固井工程基礎（2）特點是一口油氣井建井過程中的關鍵環節；多工種聯合施工的作業；是一項應用科學；是一次性工程；是隱蔽性工程，主要流程在井下；直接影響后續工程的進行；施工時間短，工序內容多，作業量大、技術性強的工程。7一、固井工程基礎（2）特點8一、固井工程基礎（3）固井的目的封隔易坍塌、易漏失的復雜地層，鞏固所鉆過的井眼，保證鉆井順利進行。8一、固井工程基礎（3）固井的目的9提供安裝井口裝置的基礎，控制井口噴和保證井內泥漿出口高于泥漿池，以利鉆井液流回泥漿池(見下圖)；圖2-4套管固井后井口連接示意圖9提供安裝井口裝置的基礎，控制井口噴和保證井內泥漿出口高于泥10循環系統和鉆井液鉆井液的作用攜巖冷卻鉆頭平衡地層壓力穩定井壁水力破巖提供井下動力鉆具的動力傳輸井底儀器信號10循環系統和鉆井液鉆井液的作用11封隔油、氣、水層，防止不同壓力的油氣水層間互竄，為油氣的正常開采提供有利條件；圖2-3固井防止層間流體互竄示意圖11封隔油、氣、水層，防止不同壓力的油氣水層間互竄，為油氣的12一、固井工程基礎（4）保護上部砂層中的淡水資源不受下部巖層中油、氣、鹽水等液體的污染；油井投產后，為酸化壓裂進行增產措施創造了先決有利的條件。12一、固井工程基礎（4）保護上部砂層中的淡水資源不受下部巖13一、固井工程基礎（5）鉆井工程對固井的要求套管柱的設計必須保證該套管串的任何部位在相應的井段有足夠抗拉、抗擠、抗崩強度，以保證下入井內的套管不斷、不裂、不變形；套管柱的連接必須保證用規定的上扣扭矩上緊絲扣，保證不錯扣和絲扣不漏失；環形空間的水泥環要求均勻和連續封固到預計的深度，且要求水泥環與井壁及套管緊密膠結和密封良好，以保證環形空間不竄、不漏，滿足油氣井正常生產和分層作業的要求。13一、固井工程基礎（5）鉆井工程對固井的要求14二、常規套管、尾管柱14二、常規套管、尾管柱15一、井身結構（1）井身結構是指一口井中下入套管的層數；各層套管的尺寸及下入深度；管外水泥漿的返回高度；以及與各層套管尺寸相配合的鉆頭直徑。15一、井身結構（1）井身結構16井身結構的確定主要取決于井位所在的地層條件；目的層的深度；現有鉆井技術水平和采油采氣工藝的技術要求；圖2-5井身結構示意圖16井身結構的確定圖2-5井身結構示意圖17一、井身結構（2）井身結構確定的程序首先根據油氣層的壓力、產能及深度確定油層套管或尾管的尺寸和下入深度以及管外水泥返回高度。再根據油氣層頂部以上的地層復雜情況，是否有井漏、井塌、井噴等復雜地層存在及復雜地層在多深的位置，結合現有泥漿技術水平，然后從內到外決定下入技術套管的尺寸和層數，以及相應的鉆頭直徑。然后根據封隔上部易塌易漏地層、保護上部砂層中淡水資源的原則，以及考慮上部地層是否存在淺層氣的問題以確定表層套管尺寸和下入深度及管外水泥返到海底面，以及與表層套管相配合的鉆頭直徑，最后根據井位水深及海底面以下地層的松軟情況，決定隔水導管尺寸和下入深度。17一、井身結構（2）井身結構確定的程序18海上常用的井身結構18海上常用的井身結構19二、常規套管柱套管按用途分類隔水導管（或導管，包括錘打入樁管）表層套管技術套管（中間套管或保護套管）生產套管或尾管。

19二、常規套管柱套管按用途分類20各層套管固井的作用導管主要用來隔離海水，引導鉆頭入井和井內泥漿從井口返回泥漿池，封隔海底面以下的疏松易塌地層，用以支承表層、技術和油層套管的重量。20各層套管固井的作用導管21表層套管用來封隔上部不穩定的松軟地層和水層及淺層氣，安裝井口裝置以控制井涌井噴，同時支承技術套管和油層套管或尾管的重量。21表層套管22技術套管或中間套管：主要用來封隔難以控制的復雜地層以保證鉆井工作順利進行下去。22技術套管或中間套管：23生產套管主要用來把生產層和其他地層封隔開，把不同壓力的油、氣、水層封隔開來，在井內建立一條油、氣通路，保證長期生產，并能滿足合理開采油、氣和酸化壓裂等增產措施的要求。23生產套管24尾管柱

按功能為為鉆井尾管、生產尾管、回接尾管等套管的頂端不延伸至井口的套管稱為尾管重疊段：懸掛的尾管與外層套管相重疊的套管段24尾管柱套管的頂端不延伸至井口的套管稱為尾管重疊段：懸掛25鉆井尾管：功能相當于技術套管的尾管稱為鉆井尾管。使用鉆井尾管的意義：封隔漏失層、高壓層、或封隔鍵槽井段等；節約鉆井成本；滿足使用復合鉆具要求；控制套管磨損（滿足后期回接）。25鉆井尾管：功能相當于技術套管的尾管稱為鉆井尾管。26生產尾管：功能相當于生產套管的尾管稱為生產尾管。使用生產尾管的意義：封隔油、氣、水層；節約鉆井成本；滿足使用復合油管要求；回接尾管：主意用于修復尾管以上套管，回接套管至井口或回接套管至上層套管內任何深度。26生產尾管：功能相當于生產套管的尾管稱為生產尾管。27常見套管串結構插入式/內管固井套管串結構常用套管尺寸:30”、24”、20”、13-3/8”；單級固井套管串結構常用套管尺寸:13-3/8”、9-5/8”、7”；雙級固井套管串結構常用套管尺寸:13-3/8”、9-5/8”、7”

尾管固井管串結構常用套管尺寸:13-3/8”、9-5/8”、7”、5”/4-1/2”

27常見套管串結構28Clicktoedittitlestyle問題？28Clicktoedittitlestyle問題29中海油服油田化學事業部2008年8月固井工程基礎1中海油服油田化學事業部固井工程基礎30第一講內容一、固井工程基礎知識二、常規套管、尾管柱2第一講內容31一、固井工程基礎知識3一、固井工程基礎知識32一、固井工程基礎（1）概念為了達到加固井壁，保證繼續安全鉆進，封隔油、氣和水層，保證勘探期間的分層測試及在整個開采過程中合理的油氣生產等目的而下入優質鋼管，并在井筒與鋼管環空充填好水泥的作業，稱為固井工程。4一、固井工程基礎（1）概念33固井工程包括了兩部分：下套管作業和注水泥漿作業。下入套管的工藝和注入水泥漿的工藝統稱為固井工藝5固井工程包括了兩部分：34注水泥漿作業：固井是將油井水泥、水和添加劑按一定的比例混合后，通過固井泵泵注入井，并頂替到預定深度的井壁與套管（套管與套管）的環形空間內，使套管與井壁、套管與套管之間形成牢固粘結。圖3-1固井設備總體示意圖圖2-1固井水泥漿充填示意圖6注水泥漿作業：固井是將油井水泥、水和添加劑按一定的比例混合35一、固井工程基礎（2）特點是一口油氣井建井過程中的關鍵環節；多工種聯合施工的作業；是一項應用科學；是一次性工程；是隱蔽性工程，主要流程在井下；直接影響后續工程的進行；施工時間短，工序內容多，作業量大、技術性強的工程。7一、固井工程基礎（2）特點36一、固井工程基礎（3）固井的目的封隔易坍塌、易漏失的復雜地層，鞏固所鉆過的井眼，保證鉆井順利進行。8一、固井工程基礎（3）固井的目的37提供安裝井口裝置的基礎，控制井口噴和保證井內泥漿出口高于泥漿池，以利鉆井液流回泥漿池(見下圖)；圖2-4套管固井后井口連接示意圖9提供安裝井口裝置的基礎，控制井口噴和保證井內泥漿出口高于泥38循環系統和鉆井液鉆井液的作用攜巖冷卻鉆頭平衡地層壓力穩定井壁水力破巖提供井下動力鉆具的動力傳輸井底儀器信號10循環系統和鉆井液鉆井液的作用39封隔油、氣、水層，防止不同壓力的油氣水層間互竄，為油氣的正常開采提供有利條件；圖2-3固井防止層間流體互竄示意圖11封隔油、氣、水層，防止不同壓力的油氣水層間互竄，為油氣的40一、固井工程基礎（4）保護上部砂層中的淡水資源不受下部巖層中油、氣、鹽水等液體的污染；油井投產后，為酸化壓裂進行增產措施創造了先決有利的條件。12一、固井工程基礎（4）保護上部砂層中的淡水資源不受下部巖41一、固井工程基礎（5）鉆井工程對固井的要求套管柱的設計必須保證該套管串的任何部位在相應的井段有足夠抗拉、抗擠、抗崩強度，以保證下入井內的套管不斷、不裂、不變形；套管柱的連接必須保證用規定的上扣扭矩上緊絲扣，保證不錯扣和絲扣不漏失；環形空間的水泥環要求均勻和連續封固到預計的深度，且要求水泥環與井壁及套管緊密膠結和密封良好，以保證環形空間不竄、不漏，滿足油氣井正常生產和分層作業的要求。13一、固井工程基礎（5）鉆井工程對固井的要求42二、常規套管、尾管柱14二、常規套管、尾管柱43一、井身結構（1）井身結構是指一口井中下入套管的層數；各層套管的尺寸及下入深度；管外水泥漿的返回高度；以及與各層套管尺寸相配合的鉆頭直徑。15一、井身結構（1）井身結構44井身結構的確定主要取決于井位所在的地層條件；目的層的深度；現有鉆井技術水平和采油采氣工藝的技術要求；圖2-5井身結構示意圖16井身結構的確定圖2-5井身結構示意圖45一、井身結構（2）井身結構確定的程序首先根據油氣層的壓力、產能及深度確定油層套管或尾管的尺寸和下入深度以及管外水泥返回高度。再根據油氣層頂部以上的地層復雜情況，是否有井漏、井塌、井噴等復雜地層存在及復雜地層在多深的位置，結合現有泥漿技術水平，然后從內到外決定下入技術套管的尺寸和層數，以及相應的鉆頭直徑。然后根據封隔上部易塌易漏地層、保護上部砂層中淡水資源的原則，以及考慮上部地層是否存在淺層氣的問題以確定表層套管尺寸和下入深度及管外水泥返到海底面，以及與表層套管相配合的鉆頭直徑，最后根據井位水深及海底面以下地層的松軟情況，決定隔水導管尺寸和下入深度。17一、井身結構（2）井身結構確定的程序46海上常用的井身結構18海上常用的井身結構47二、常規套管柱套管按用途分類隔水導管（或導管，包括錘打入樁管）表層套管技術套管（中間套管或保護套管）生產套管或尾管。

19二、常規套管柱套管按用途分類48各層套管固井的作用導管主要用來隔離海水，引導鉆頭入井和井內泥漿從井口返回泥漿池，封隔海底面以下的疏松易塌地層，用以支承表層、技術和油層套管的重量。20各層套管固井的作用導管49表層套管用來封隔上部不穩定的松軟地層和水層及淺層氣，安裝井口裝置以控制井涌井噴，同時支承技術套管和油層套管或尾管的重量。21表層套管50技術套管或中間套管：主要用來封隔難以控制的復雜地層以保證鉆井工作順利進行下去。22技術套管或中間套管：51生產套管主要用來把生產層和其他地層封隔開，把不同壓力的油、氣、水層封隔開來，在井內建立一條油、氣通路，保證長期生產，并能滿足合理開采油、氣和酸化壓裂等增產措施的要求。23生產套管52尾管柱

按功能為為鉆井尾管、生產尾管、回接尾管等套管的頂端不延伸至井口的套管稱為尾管重疊段：懸掛的尾管與外層套管相重疊的套管段24尾管柱套管的頂端不延伸至井口的套管稱為尾管重疊段：懸掛53鉆井尾管：功能相當于技術套管的尾管稱為鉆井尾管。使用鉆井尾管的意義：封隔漏失層、高壓層、或封隔鍵槽井段等；節約鉆井成本；滿足使用復合鉆具要求；控制套管磨損（滿足后期回接）。25鉆井尾管：功能相當于技術套管的尾管稱為鉆井尾管。54生產尾管：功能相當于生產套管的尾管稱為生產尾管。使用生產尾管的意義：封隔油、氣、水層；節約鉆井成本；滿足使用復合油管要求；回接尾管：主意用于修復尾管以上套管，回接套管至井口或回接套管至上層套管內任何深度。26生產尾管：功能相當于生產套管的尾管稱為生產尾管。55常見套管