固井工藝技術(shù)與施工流程芻議

范超

【摘要】結(jié)合導(dǎo)管固井、表層套管、技術(shù)套管、生產(chǎn)套管等固井施工類別，就固井工藝技術(shù)與施工流程要點(diǎn)進(jìn)行了論述，以期為固井施工提供技術(shù)借鑒。

【關(guān)鍵詞】固井施工 固井技術(shù) 施工流程

1固井施工類別

1.1導(dǎo)管固井

導(dǎo)管的作業(yè)是在鉆表層井眼時(shí)，將鉆井液從地下引導(dǎo)到鉆井裝置平臺(tái)上來(lái)，這一層關(guān)注的深度變化較大，在堅(jiān)硬的巖石中僅用10—20m，而在沼澤地區(qū)則可能上百米，導(dǎo)管管外的水泥漿應(yīng)返到地面。

1.2表層套管

表層套管其作用是封隔地表部分的易塌、易漏地層和水層，安裝第二次開鉆的井口裝置，控制井噴，支撐技術(shù)套管與生產(chǎn)套管的部分重量。其下入深度，根據(jù)地表部分的易塌、易漏地層和水層的深度而定，一般情況下表層套管的下入深度為30—100m，隨著情況的變化，也有下到幾百米的，其管外水泥漿通常返到地面。

1.3技術(shù)套管

技術(shù)套管用于封隔用鉆井液難以控制的復(fù)雜地層、無(wú)法堵塞的嚴(yán)重漏失層、非目的層的油氣層、壓力相差懸殊而且要求鉆井液性能相互矛盾的油氣層等。其管外水泥漿的返高，一般要求要封隔的復(fù)雜地層頂部100米以上。對(duì)于高壓氣井，為了防止天然氣竄漏，水泥漿也要返至井口。

1.4生產(chǎn)套管

用以把不同壓力和不同性質(zhì)的油、氣、水層分割開來(lái)，建立一條油、氣和實(shí)施增產(chǎn)措施的要求。油層套管的下入深度取決于目的層的深度和完井方法，管外水泥漿一般返至要封隔的油、氣層頂部150m以上。對(duì)于高壓氣井及注水井，管外水泥漿通常要返至地面，以利于加固套管、增強(qiáng)螺紋的密封性、提高套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度。

2固井工藝技術(shù)與施工要點(diǎn)

2.1內(nèi)管注水泥器（插入式固井）

內(nèi)管注水泥器適用于井深較淺，套管尺寸較大的井，為了防止注水泥及替漿過(guò)程中在套管內(nèi)發(fā)生混串，頂替量大，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。同時(shí)用于表層固井還可以節(jié)約水泥用量。

工作原理：在套管下部配有以特殊接箍，供鉆桿插入的插座。插入座密封后便可通過(guò)鉆桿漿水泥漿注入井內(nèi)直接返到環(huán)空，注完水泥后將鉆桿內(nèi)的水泥漿頂替干凈后，提出鉆桿使下部的單流閥關(guān)閉，離開出入接箍5m左右，開泵清洗掉鉆桿內(nèi)及套管內(nèi)殘留的水泥漿，固井施工結(jié)束。

2.2分級(jí)注水泥

分級(jí)注水泥施工流程：注一級(jí)前置液、注一級(jí)水泥漿、壓第一級(jí)頂替液、碰壓、放壓、投打開塞（重力塞）、打開分級(jí)箍通道、循環(huán)洗井候凝、注二級(jí)前置液、注二級(jí)水泥漿、壓關(guān)閉塞、替頂替液、碰壓、關(guān)閉分級(jí)箍通道。

分級(jí)注水泥注意事項(xiàng)：一般要求水泥漿返高在分級(jí)箍一下200m左右。打開通道時(shí)應(yīng)根據(jù)打開塞下落的速度和時(shí)間，確認(rèn)打開塞坐在分級(jí)箍上方可開泵打開分級(jí)箍通道。一般按1m/min來(lái)計(jì)算打開塞的下落速度。分級(jí)箍位置應(yīng)選在井徑規(guī)則、巖性好的井段，過(guò)大斜度會(huì)影響重力塞與內(nèi)套的坐封。分級(jí)箍上下加套管扶正器，保證居中。

2.3尾管注水泥器

尾管注水泥器是將尾管掛在套管內(nèi)壁上的一中特殊裝置，并有倒扣和中心管裝置，要保證注水泥作業(yè)，并在注水泥結(jié)束后漿鉆具提出。

施工步驟：下套管、接尾管懸掛器、稱重、下鉆具，循環(huán)、投球、做掛、倒扣；試壓、注前置液、注水泥漿、壓鉆桿膠塞、替漿，大小膠塞重合、碰壓、放回水，上提中心管憋壓循環(huán)。尾管注水泥器注意事項(xiàng)：水泥漿稠化時(shí)間的確定：從配水泥漿起至水泥漿完全循環(huán)出井口為止，考慮一定的安全系數(shù)。對(duì)尾管懸掛器及短鉆桿等工具，要進(jìn)行全面檢查。入井鉆具要認(rèn)真檢查。對(duì)入井套管內(nèi)徑要用通徑規(guī)檢查。記錄好尾管串重量。尾管與套管重疊一般選150m—200m，對(duì)尾管掛進(jìn)行懸掛能力的考核。對(duì)鉆具長(zhǎng)度丈量準(zhǔn)確，認(rèn)真計(jì)算鉆桿收縮距。應(yīng)進(jìn)行流變學(xué)設(shè)計(jì)。應(yīng)觀察記錄循環(huán)鉆井液時(shí)立罐壓力表讀數(shù)。在注水泥漿施工結(jié)束時(shí)，要保持回壓，以防止管外水泥漿倒返

2.4反循環(huán)注水泥

由于常規(guī)注水泥可能壓漏地層，同時(shí)井口上部地層漏失性小或具有上一層套管條件。當(dāng)改變灌注浮箍浮鞋結(jié)構(gòu)，則可從井口環(huán)空注水泥漿。反循環(huán)注水泥適合于上部有高壓或淺層氣、下部存在易漏層的井。反循環(huán)注水泥對(duì)下部地層的流動(dòng)壓降小，同時(shí)避免水泥漿頂不出套管留水泥塞事故的發(fā)生。施工難點(diǎn)：水泥量與充填量不易掌握，容易造成管內(nèi)返高。

2.5延遲凝固注水泥

通過(guò)鉆桿向井筒內(nèi)注入具有較長(zhǎng)的凝固時(shí)間的緩凝水泥漿，注入結(jié)束后，將鉆桿起出，在下入未凝固的水泥漿井段內(nèi)下入底端封閉的套管柱，靠套管擠壓水泥漿上溢，而完成注水泥充填作業(yè)。

2.6擠水泥

擠水泥是一種補(bǔ)救注水泥或修井作業(yè)。利用液體壓力擠壓水泥漿，使之進(jìn)入地層縫隙的一種方法。其目的：不久注水泥不合格井，擠堵竄槽，補(bǔ)救水泥返高不夠及套管與水泥石及地層縫隙或間隙?？刂朴蜌獗?，使油層與相近的氣層分隔開。分堵油層下邊的水層，控制大量出水和出氣。封堵漏層。對(duì)多層注入井中的一層或多層封堵，使注入液進(jìn)入預(yù)計(jì)層位。

補(bǔ)修套管腐蝕孔洞或擠堵炮眼。處理報(bào)廢層、液體流竄或裸眼完成井的枯竭層。

施工工藝流程：下入擠水泥管串。循環(huán)洗井。試擠，側(cè)吸水指數(shù)一般要以0.3m²/min以上，20MPa以內(nèi)看是否連續(xù)泵入。試壓、前置液、水泥漿、關(guān)井?dāng)D注。

2.7水泥塞

打水泥塞主要用于處理鉆井過(guò)程中的井漏、定向鉆井的側(cè)鉆和造斜、堵塞報(bào)廢井及回填枯竭層位、提供襯套式測(cè)試工具承座基礎(chǔ)及隔絕地層。主要方法有，平衡塞法：漿注灰管柱下至水泥塞設(shè)計(jì)深度，注完水泥漿后，替出水泥漿，管內(nèi)留夠水泥容積，是水泥面高于環(huán)空水泥塞面高度，慢慢起出管柱是水泥塞留在元位置。預(yù)置法：先在井筒下部（預(yù)計(jì)水泥塞下部）壓入一直固定橋塞。使用傾卸簡(jiǎn)裝一定量水泥漿，由電纜送至水泥深度，在該深度通過(guò)機(jī)械方法或電流法使傾筒開關(guān)打開，上提傾卸筒水泥漿倒出。雙塞法：現(xiàn)在水泥塞下部壓入橋塞。在管柱底部有特殊擋圈，下膠塞可通過(guò)擋圈從鉆桿內(nèi)脫出，上膠塞則被膠塞座阻擋，并有該塞控制水泥漿回流。讓后上提鉆具反循環(huán)沖洗管內(nèi)水泥及管外多余水泥漿。

水泥塞施工注意事項(xiàng)：其特點(diǎn)在于要將相對(duì)體積較少的水泥漿置于大的井眼中去，而流經(jīng)管道均比套管小，存在泥漿污染、沖稀、升溫快、流阻大、壓差大易失水等一系列問(wèn)題。

掌握準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)量和記錄量。水泥量附加要考慮注替過(guò)程中被沖稀或污染影響水泥塞質(zhì)量問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)配置密度較高的水泥漿，進(jìn)行批量配置要求均勻程度好和流動(dòng)性好，井下靜止溫度超過(guò)120℃，應(yīng)加入35%的硅粉。使用足夠量的隔離液。注替水泥漿完畢，上提鉆具應(yīng)慢，防止過(guò)大的抽吸作用引起污染。