固井复杂问题Word格式文档下载.docx

1、 7.钻井液性能不好，没有形成很好的滤饼，井眼摩阻系数大，尤其是高密度、分散型钻井液，发生卡套管的机率大。 8.下套管前对漏失层没有很好地堵漏，加之下套管时速度过快，易压漏地层，造成井塌引起卡套管事故。 9.高压层下套管前没有压稳，在下套管过程中发生溢流，环空夜柱压力下降，易发生井塌，造成卡套管事故。 10.井口不，下套管上扣时反复错扣，下套管时井下套管静止时间长且没有活动套管，易发生卡套管事故。 11.钻井液密度设计不合理，如密度设计较低，造成井眼坍塌或没有压稳蠕动性地层引起井眼缩径，造成卡套管事故。 12.下套管时遇阻，盲目下压，造成下套管由遇阻演变成套管卡死。2） 防发生套管阻卡的技术措

2、施1.下套管前认真通井，对缩径段反复划眼。2.设计合理的钻井液密度，保证压稳地层，防止井眼坍塌，减少蠕动性地层的蠕动速度和井眼缩径。3.中途测试、取心及电测后要求认真通井才能下套管。4.下套管前认真处理好钻井液性能，降低钻井液粘度、切力和失水，并充分循环处理钻井液，方可下套管。5.对于深井、长裸眼井和定向井、水平井等，必要时在下套管前要求加入塑料小球或混入5%10%的原油，降低井眼摩阻系数。6.下套管作业要认真准备（包括人员组织、工具等），仅可能减少下套管时间和中间停待。7.下套管前对漏失层要求很好地堵漏，并控制下套管的速度，防止压漏地层。8.在高压层下套管前要求压稳，防止在下套管过程中发生溢

3、流，保持井内压力平衡。9.在下套管过程中如发生井漏、井塌等复杂情况，一般要求起出套管，下载处理井眼，正常后再重新下套管。10.下套管时如遇阻，应反复活动套管，并接方钻杆或循环头循环处理钻井液，不能盲目下压，防止套管卡死。11.下套管前要校正井口，做到天车、转盘和井口三点一线，防止下套管上扣时错扣。12.必要时使用套管扶正台，采用人工或机械扶正套管，防止下套管上扣时错扣并加快下套管速度。13.尽可能使用自动灌浆设备，减少因灌浆造成的下套管停顿时间，使用自动灌浆设备时要及时注意其工作状况，如失败要采用人工灌浆。14.下完套管后要求先灌满钻井液后再慢慢开泵循环，等循环畅通后慢慢提高循环排量，防止混入

4、空气造成开泵困难和压漏地层。15.采用人工灌浆时，在灌浆间隙要不停地活动套管，上下活动套管距离不小于2米，发现井下有遇阻迹象时要停止灌浆，并采用大距离活动套管或接方钻杆循环等措施，等正常后再灌浆和下套管。16.下套管过程中要及时注意井口返浆，如发现异常应立即停止下套管进行处理，待正常后方可继续下套管。3） 套管阻卡的处理方法套管遇卡后，应在保证套管串不被破坏的前提下开展处理工作，而且，应根据不同的卡套管类型采用不同的处理方法较卡钻相比，套管遇卡处理难度更大，手段也相对较少。 （1）套管粘卡发生套管粘卡后，推荐采用以下步骤进行处理：1.强力活动套管； 发生套管粘卡后一般是先接方钻杆或循环头开泵循

5、环，后在套管和设备（井架、提升系统）安全的条件下，尽最大可能上下活动套管，采用此种方法一般可以消除套管粘卡。如果强力活动次数后（通常为10次左右）仍不能解卡，一般要停止强力活动。此后，在一定范围内活动没有卡住的套管，防止卡点上移。 2. 泡解卡剂； 在强力活动套管无效后，处理套管粘卡的主要方法是通过泡解卡剂的方法来处理套管粘吸卡。其基本步骤一般如下：第一：选择合适的解卡剂。解卡剂一般分为水基、油基两种，其密度要根据井内地层压力选定，对于高压井，要选择高密度的解卡剂。一般油基解卡剂适合大多数地区，但在个别地区，水基解卡剂也取得了较好的应用效果。第二；计算卡点位置。现场一般采用计算在一定拉力条件下

6、的套管伸长来计算卡点位置。计算公式如下： L=ESI/F式中 L自由套管的长度，m； E钢的弹性系数，2.1105MPa；I自由套管在力F作用下的伸长，m；F自由套管所受超过自身质量的拉力，N；S套管截面积，m2。第三：计算解卡剂的用量。根据计算的卡点位置，在卡点位置及其以下部分注入合适的解卡剂。要求具有一定的附加量，一般在20%左右。第四：井内压力平衡计算。根据井内地层压力、钻井液密度、地层岩性、解卡剂的密度和用量，进行井内压力平衡计算，确保不会发生井涌、井喷和井塌事故。第五：解卡。根据不同的解卡剂的类型、地层特性和现场的实际卡套管的情况，在解卡剂注入一定时间后采用类似强力活动套管处理方法解

7、卡。（2）套管缩径卡和井眼坍塌或砂桥卡1.套管缩径卡时，井内一般可以循环钻井液，可以通过类似套管粘卡的处理方法进行处理。2.井眼坍塌或砂桥卡时，如可以循环钻井液且井口尚能返浆，应坚持先小批量低压循环钻井液，后逐步提高钻井液的密度、切力，正常后固井。3.如果套管已经下到井底，且循环钻井液漏失，应根据现场实际情况进行处理。大多数情况下选择小批量固井的方法，争取把下部地层封固，必要时再对上部地层进行挤水泥作业补救。4.如果套管没有下到井底，可选择先固井，后采用增加一层尾管固井封固下部地层的方法补救。1. 2套管断裂1）套管断裂的原因及影响因素 1.套管设计时安全系数设计偏低，没有考虑如温度变化、套管

8、弯曲等因素对套管强度的影响，造成套管强度不够而发生套管断裂。2.套管本身质量问题，特别是丝扣加工质量不过关，造成丝扣处脱落。3.套管浮箍以上由于没有对套管丝扣联接处加以固定，在钻水泥塞时造成套管脱落。4.钻遇硫化氢气层，钻井液中含有硫化氢而产生 氢脆作用，造成套管断裂。5.在技术套管中钻进，没有采取有效的防护措施，钻杆接头将套管磨穿，造成套管断裂。6.地层水含有腐蚀性物质，如水泥环封固质量不好，易造成套管腐蚀破坏断裂。7.套管遇卡后，施加拉力太大，造成套管脱落。8.在压裂和注水泥施工时，由于施工压力太高，超过了套管的抗压强度，造成套管断裂破坏。9.在热采井内，套管受热膨胀，但由于套管外面又有水

9、泥固结，限制了套管的自由伸长，在套管内部产生压应力，当压应力超过材料的屈服极限时，套管就会断裂。2）防止套管断裂的技术措施 下套管时防止套管错扣，不允许在错扣焊接。2. 套管遇阻卡后，不能强拉强提，上提拉力不能大于套管本体和丝扣抗拉强度的80%。3.表层套管和技术套管下部的留水泥塞套管应用防止螺纹松扣脂或在松扣处采用铆钉固定，防止在钻水泥塞或下部钻进过程中造成套管脱落。4.对于含有硫化氢的井，下套管前必须充分循环钻井液，压稳产层，清除钻井液中的硫化氢。同时，应采用访硫套管和井口装置。5.应尽可能提高表层和技术套管鞋处的固井质量。6.在已下套管的井内钻进，要控制转盘的转速。钻铤未出套管鞋时，转速

10、不大于60r/min，钻铤出套管鞋后也不要超过150r/min.对于深井和复杂井，钻井周期长，对套管要采取相应的保护措施。7.对于热采井固井，应采用优质钢材，在固井时要提拉一定的预应力，消除因温度升高，钢材受热膨胀产生的压应力。1、3 套管挤毁 管挤毁的原因及影响因素 1.套管强度设计不合理，造成套管挤毁。 2.灌钻井液不及时，造成在下套管过程中掏空太长，引起套管挤毁。3. 套管加工质量不好，如壁厚不均匀或椭圆度太长或钢材性能达不到标准。4. 在挤水泥时，没有下挤水泥封隔器，挤水泥施工压力超过上部套管的抗内压强度，造成上部大直径套管挤毁。5. 存在特殊地层，如岩盐层，由于岩盐层蠕动，蠕变压力大

11、于套管的抗外挤强度，就会造成套管挤毁。2）防止套管挤毁的技术对策1.下套管时要及时灌浆，控制套管掏空深度。2.在岩盐层等蠕动性特殊地层段套管强度设计应采用蠕变压力设计，并考虑不均匀载荷的影响。3.挤水泥作业设计时要考虑套管抗压和抗外挤强度的影响。4.控制下如套管的质量，防止不合格的套管入井。6. 尽可能提高封固段的水泥石胶结质量，尤其是蠕动性特殊地层，提高套管抗外挤能力。1、4管附件和工具复杂情况 1）浮箍、浮鞋复杂情况 1.浮箍、浮鞋堵塞：下完套管后，循环不通，开泵压力持续上升，井口不反浆。预防措施：对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物。解决措施是在浮箍、浮鞋以上套管射孔，重新建立循

12、环后固井。2.浮箍、浮鞋失效：下完套管或注水泥结束后，浮箍、浮鞋失效或密封不严。a.对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物对浮箍浮鞋的损害；b.如果浮箍浮鞋已经失效，对于常规固井可以采用关井候凝的方式，对于尾管固井或双极固井，则采用管内外液柱平衡压力固井方式。2）双极箍复杂情况 双级箍打不开双级箍打不开是指一级固井结束后，不能顺利打开双级箍的二级固井循环孔，造成二级固井无法正常进行。造成双级箍不能顺利打开的可能原因有：非连续式双级箍打开塞与打开塞座密封不严，无法施加压力，造成无法打开双级箍；双级箍本身加工质量和设计有缺陷，双级箍在重力作用下本体变形或双级箍本体与打开套配合间隙过小，造成双

13、级箍打开套下行阻力大，无法打开双级箍；一级固井水泥浆性能设计不当，如稠化时间短，返到双级箍以上时水泥浆已经稠化，或是水泥浆与钻井液相容性差，造成双级箍处的水泥浆胶凝，无法顺利打开双级箍；一级固井后发生环空堵塞，造成双级箍无法打开；双级箍放置位置不合适，井斜角大且狗腿度大，打开塞未座牢，造成双级箍无法打开；井口连接双级箍时打钳位置不对，双级箍内外套发生微变形。防止双级箍打不开的技术措施有：禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；选择质量好，设计合理的双级箍产品；尽可能设计水泥浆不要返到双级箍以上位置，如一级固井水泥浆必须返到双级箍以上，其稠化时间要附加重力塞的下落时间，且选用性能良好的固井隔

14、离液防止双级箍处的水泥浆胶凝；双级固井前要充分循环处理钻井液，确保井眼稳定；选择合适的双级箍放置位置，对于常规的机械打开双级箍，其井斜角一般不要大于6080；对于大斜度井采用液压式双级箍。双级箍打不开的处理方法有：如果水泥浆没有返到双级箍，在套管内 下入小钻具，下压双级箍的打开套，靠机械式打开双级箍；如果水泥浆已经返到双级箍以上，先测声幅，在水泥浆面以上50m左右射孔，建立循环，进行二级固井；如果双级箍以上没有特殊地层且没有高压地层，可下入专用工具关闭双级箍，再钻开内套，进行试压，如满足下次开钻要求或油气生产测试要求，可从井口反注水泥浆固井。 双级箍关闭不上双级箍 关闭不上是指在二级固井后，关

15、闭塞不能顺利关闭双级箍的二级固井循环孔，造成双级箍处密封不严。造成双级箍不能顺利关闭的可能原因有：管内外静压差大，造成关闭双级箍压力高；双级箍 本身加工质量和设计有缺陷，双级箍 在重力作用下本体变形或双级箍本体与关闭套配合间隙过小，造成双级箍关闭套下行阻力大，无法关闭双级箍 ；连接双级箍打钳位置不对，双级箍本体发生微变形，造成双级箍无法关闭；第一次施加的关闭压力不够，再施加关闭压力时，关闭塞与塞座密封不严。防止双级箍关不住的技术措施有：提高双级箍本身加工质量，设计合理的关闭套配合间隙；采用重浆替浆，尽可能减少管内外压差，减少最终关闭压力值；在双级固井二级固井投关闭塞后尾随0.51.0方水泥浆，

16、万一双级箍不能正常关闭，提高双级箍关闭套密封能力；提高第一次关闭压力。双级箍关不住的处理方法有：继续增加关闭压力试关闭双级箍；如果高压下仍然关闭不上，关井候凝；对于双级箍没有关闭的井，在下钻钻双级箍附件时注意用钻具尝试关闭双级箍关闭套。3）尾管复杂情况尾管固井工艺对尾管悬挂器的要求是“下的去、挂的住、密封严、倒的开、提的出”。其复杂情况主要包括以下几种：下尾管中途遇阻下尾管中途遇阻一般分两种情况，一种是在上层套管内遇阻，二是在裸眼段遇阻。如果在上层套管内遇阻，一般是由于尾管悬挂器的卡瓦提前座挂引起的，在裸眼段遇阻除悬挂器原因外还可能是地层的原因。尾管悬挂器（液压式）的卡瓦提前座封的原因有：对于

17、液压尾管悬挂器由于尾管遇阻，开泵循环泵压超过悬挂器座封销钉剪切压力，造成尾管悬挂器的卡瓦提前座封；下尾管速度太快，也可能造成卡瓦提前座挂而遇阻；尾管悬挂器本体锥体本位外径设计太大，如上层套管内壁不干净、稍有变形或井眼缩径，就可能引起下尾管中途遇阻。防止尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的技术措施有：如果下尾管遇阻，需要循环钻井液，控制开泵循环泵压不超过悬挂器座挂销钉剪切压力；控制下尾管速度，一般一根套管下放时间不少于20s,一个立柱下放时间不少于45s;在尾管悬挂器本体锥体上下各加一个外径大于锥体的刚性扶正器；适当提高悬挂器的座挂剪钉压力。尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的处理方法是：一般液压尾管都带有复位弹簧

18、，上提尾管使其复位，后慢慢下尾管，并注意指重表悬重变化。尾管悬挂器座挂不上尾管悬挂器座挂不上是指在尾管悬挂器不能有效地将尾管重量悬挂在上层套管上。尾管悬挂器座封不上的原因有：上层套管内壁没有刮壁不干净、套管内壁磨损严重、或套管壁厚小强度低或座挂位置正好处于接箍等原因可能造成悬挂不上；悬挂器本身设计缺陷，如：座挂卡瓦锥度设计不当，不能实现自锁，尾管悬挂器座封液压缸设计间隙不合适，造成活塞不能有效上行等；尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；悬挂重量大，悬挂器本体发生变形，活塞上行阻力大；钻井液固相含量高，性能不稳定，造成座挂液压缸堵塞。防止尾管悬挂器座封不上的技术措施有：下尾管前对上层套管内壁

19、刮壁，尤其是钻井周期长或老井侧钻的井；选择合理的座挂位置，应避开套管内壁磨损严重和套管接箍等位置；控制尾管下放速度，防止尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；合理的尾管悬挂器座挂液压缸设计间隙，并在地面做拉伸试压座挂试验；提高钻井液稳定性能，并设计合理的液压缸防堵塞结构；悬挂器一经座挂不宜再上提解挂，重新座挂；液压尾管悬挂器下部的浮鞋应设计有旁通孔，万一座挂不上可以座井底倒扣完成固井施工。尾管悬挂器座挂不上的处理方法有：尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂，首先要校对悬挂器座挂位置，如座挂位置处于套管内壁磨损严重和套管接箍等位置，应放压，改变座挂位置，重新憋压座挂；如果尾管悬挂器在设计压力不能有

20、效座挂，应采取逐步升高座挂压力的方式反复尝试座挂，不可盲目升压，以免一次将座挂球座打通；如座挂球座已经打通还没有座挂成功，可采用大排量循环钻井液的方法座挂尾管悬挂器；如最终悬挂器座挂不上，且下部尾管重量不是很大，可选择座井底倒扣注水泥方式固井，否则，只好提套管。尾管悬挂器密封失效尾管悬挂器密封失效是指尾管悬挂器中心管与密封芯子之间的密封件失去密封能力，造成尾管注水泥“短路”。尾管悬挂器密封失效的原因有：密封芯中密封圈在组装时损坏；密封圈不耐高温；在判断是否已经倒开扣时上下提中心管造成密封圈损坏。防止尾管悬挂器密封失效的技术措施有：精心组装密封圈，防止在组装时发生反转或损坏；提高中心管的光洁度，

21、防止在倒扣或判断是否倒开扣时造成密封圈损害；尾管悬挂器入井前必须进行密封性能试压；密封圈要耐高温。尾管悬挂器密封失效后的处理方法：一般只能将送放工具提出，在尾管内下封隔器注水泥。尾管悬挂器倒不开、提不出尾管悬挂器倒不开、提不出是指尾管下到井底后，悬挂器倒扣装置和尾管连接的反扣部位倒不开扣，或者倒开后无法提出送放工具，造成悬挂器无法脱手。尾管悬挂器倒不开的原因有：倒扣时，倒扣螺母处受力，造成倒扣困难；倒扣螺母处有脏物，造成粘扣；倒扣螺母设计强度低，在下尾管时已经变形；井斜角大，且井眼狗腿度大，倒扣时倒扣扭矩无法正常传到井底。防止尾管悬挂器倒不开的技术措施有：尾管悬挂器在入井前要进行严格仔细的检查

22、。尾管悬挂器倒不开的处理方法有：如倒扣时，反转严重，应仔细计算中和点，保证倒扣螺母处不受力，并较少倒扣摩阻；在增加倒扣扭矩时，注意一次倒扣的圈数不要超过钻杆的允许的抗扭强度，防止钻杆扭断；如判断扣已经倒开，则通过适当迅速上提下放的方法，使悬挂器脱手。2水泥浆性能复杂情况固井水泥浆性能复杂情况是指由于水泥浆性能设计不当或水泥浆性能发生变化造成固井施工复杂情况。主要包括：水泥浆闪凝、水泥浆过度缓凝、水泥石强度衰退等。2.1水泥浆闪凝水泥浆闪凝是指在注水泥或替浆过程中由于水泥浆性能发生突变，水泥浆提前发生稠化或凝固，造成固井失败。水泥浆闪凝的原因 材料方面的原因。用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆

23、用水与实验室实验用的不一致或由于材料质量控制不好，造成水泥浆稠化时间或凝固时间与实验室测试结果不一致。 实验条件不同造成的。由于实验室测试条件与现场实际情况不符，尤其是温度对水泥浆稠化时间和凝固时间影响很大，如果实验温度远小于实际温度或遇到异常高温层则易发生水泥浆闪凝。 现场施工的原因。在现场施工过程中配置的水泥浆密度远高于设计值可能导致水泥浆闪凝。另一方面，水泥浆外加剂混配不匀也可能造成水泥浆闪凝。 井内流体混入水泥浆中，尤其是高矿化度盐水会严重缩短水泥浆稠化时间和凝固时间。固井水泥浆与钻井液相溶性差，钻井液混入水泥浆中。防止水泥浆闪凝的技术措施控制固井材料质量和稳定性。用于配置水泥浆的水泥

24、、外加剂或配浆用水与实验室实验用的材料要求一致，外加剂要求混配均匀。准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值。在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03kg/L范围内。注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体。采用优质冲洗液、隔离液有效分隔钻井液和固井水泥浆。做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作。水泥浆闪凝后的处理方法水泥浆发生闪凝后要立即根据现场施工情况，在保证设备和井下安全的条件下用高泵压顶替，如果可能，应迅速接水泥车顶替，尽可能多将水泥浆替到环空内，后采用挤水泥的方法补注水泥。2.2 水泥浆触变性水泥浆触变性是指由于水泥浆在流动时具有较好的流动性能，但稍静

25、止其迅速形成胶凝结构，水泥浆失去流动能力。水泥浆形成触变性的原因材料方面的原因。如水泥浆中添加了超细材料或钙质含量较高的外加剂，易形成较强的网状结构，造成水泥浆触变性强。 井内流体混入水泥浆中，尤其是高含钙离子的地层水也会引起水泥浆触变性。高密度钻井液中固相含量高，水灰比小，也易形成触变性水泥车混合能力偏低，混合能小，混配的水泥浆的触变性一般较强。 防止水泥浆触变性的技术措施 采用高效的分散剂，改善水泥浆流变性。 注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体，防止地层流体侵入水泥浆中。 采用大功率、高混合能力的水泥车施工。 保持注水泥施工连续，防止停泵。 水泥浆发生触变后的处理办法水泥浆发

26、生触变性后要根据现场施工情况，可在配浆水中加入分散剂，并确保连续施工。2.3水泥浆过度缓凝水泥浆过度缓凝是指由于水泥浆稠化时间过长，造成水泥石强度发展缓慢甚至不凝固，造成无法有效封固油气水层。水泥浆过度缓凝的原因 水泥浆中添加了过量混凝剂。 施工时混配的水泥浆密度远低于设计密度。 井下实际温度远低于实验温度，由于温度对水泥浆强度发展影响很大，温度愈低，水泥浆强度发展愈缓慢。 水泥浆顶替效率低，水泥浆中混入钻井液，造成水泥浆过度缓凝。防止水泥浆过度缓凝的技术措施添加合适的水泥浆缓凝剂，在保证施工安全的条件下，稠化时间在施工时间的基础上一般附加3060min. 采用水泥浆促凝剂或水泥浆早强剂加快水

27、泥浆早期强度的发展。 在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03Kg/L范围内。 采取有效措施，提高水泥浆顶替效率。 准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值，按实际温度进行室内水泥浆实验。 做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作，大样不合格的水泥浆不允许入井。水泥浆过度缓凝后的处理办法水泥浆过度缓凝后只能延长水泥浆候凝时间，待水泥浆凝固后才能进行下步作业。2.4水泥石强度衰退水泥石强度衰退是指在井下条件下，水泥石发生强度退化，封隔能力降低的现象。在高温下，常规的油井水泥在大于110条件下一般会发生强度衰退。水泥石强度衰退的原因 常规水泥浆一般在110以下，水化后形成低渗透率、高强度的雪硅钙石，当温度进一步升高，其强度降低，渗透率增加，封隔能力下降。 水泥石渗透率较高，遇到高腐蚀的地层流体侵入水泥石，造成强度衰退。 在高温热采内，由于注入蒸汽，造成井下水泥石受高温发生强度衰退。 防止水泥石强度衰退的技术措施当井底静止温度大于110时，添加水泥浆高温强度稳定剂（硅