文档介绍：第六章固井、完井和试油
第一节固井
定义:固井就是将套管下入井内,并在套管与井眼之间注以水泥。
一、井身结构
(一)、固井的目的
1)封隔地下各油、气、水层,使互不串通。
2)为井的投产建立生产通道。
3)封闭暂时尚不开采的油气层
4)保证井自始自终处于人的控制之下,当遇紧急情况需要压井时,不会压裂地层增加问题的严重性。对海洋很重要。
5)为安装井口防喷装置创造条件。
6)封隔对钻井液要求相互矛盾的地层。
7)钻井时遇到的井塌、井漏、高压层等情况,用调整钻井液性能不易解决或可能留有隐患时,用下套管、注水泥的办法封隔,清除隐患,保证钻井的顺利进行。
地层
套管
水泥
(二)、井身结构
定义:是指1)下几层套管,即套管层次、尺寸;2)各层套的直径是多少及各下多深。3)各层套管的水泥返高多少;4)套管、钻头直径如何配合,井身结构设计是钻井工程设计的基础设计,是实施,如图8-1。
导管
套管
水泥
喇叭口
钻井液出口
水泥
(三)、各层套管的功用
1、导管:它不属于井身结构各层套管之内。钻进时需要循环钻井液,返出的钻井液要经过振动筛、钻井液槽等固控设计流回,这就需一个高度。这时就是利用导管将钻井液出口抬高。导管是薄壁管子,下入导管坑中用水泥砂浆固定。
2、表层套管:为了控制溢流、井喷等紧急情况,需要安装井口防喷装置。这些装置就安装在表层套管上。井喷关井时的巨大向上载荷就由表层套管承担。它是无缝钢管,是第二次下入井内的套管,直径最大。
它的功用是:1)安装井口,承担井喷关井时的向上载荷。
2)承担以后几层套管的部分重量。
3)加固地表层松软土层、流砂层,保证钻井
4)封隔地层破裂压力小的地层,防止井喷压井时压裂地层,见图。
3、技术套管:亦称中间套管,是为了保证钻井工作的顺利进行而下的,其功用是:
1)按可能使用的最大钻井液密度考虑,保护有可能被压裂的地层;
2)封隔漏、塌、喷地层;
3)解决上部与下部地层对钻井液密度提出的相互矛盾的要求。
4)解决可能出现的各种困难(或复杂)问题。
它是下在表层套管与油层之间的。
可以下多层,也可以不下,由具体情况条件而定。
浅井:地质条件不复杂,技术套管少或没有
深井:地质条件复杂,技术套管层多。
技术套管保证满足不等式Pf≥Pd≥Pp。
4、油层套管:油井钻完以后下的最后一层套管,直径最小。
功用以封隔油、气、水层,以及不同物性的油气层,以利于分层开采,防止底水并形成生产通道,或用以封堵不开采的油气层。
(四)、井身结构的确定
1、各层套管下入深度,按地层破裂压力设计各层下入深度。
2、地层的各压力参数是钻井工程设计和施工的基础参数,依此才能进行合理的井身结构设计。
地层的四个压力参数(或四个压力剖面)即:
a、地层压力;b、破裂压力;c、坍塌压力;d、地应力
所谓地层压力剖面就是地层压力随井深的变化。如图8-2,就是随井深的加深而增大的。
3、按实际情况决定各层套管下入深度
如确知井下压力不高,不压裂地层之时,可不必按破裂压力来确定各层套管的下入深度。而按该地区的实际情况而定,这样节省套管,节省水泥,减少施工程序。
1)导管5-10m
2)表层套管,下到地层较坚硬处,一般50-100m或更深
3)技术套管,由具体情况而定
4)油层套管,下到设计井深,由完井方法定
4、水泥返高: 注水泥的目的是为了封隔地层,也是为了封固地层,防止以后钻进、修井等作业时碰撞晃动而脱落,各层套管的水泥返升高度由井底算起。
1)表层套管,返至地面
2)技术套管,返至到拟封闭地层以上50-100m,但最少应有150-200m的返高,以固定套管。
3)油层套管,水泥通到油层以上50-100m,对高压井的防止漏气,有时返至地面。