【正文】 Page 8 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 常用為 508～ (20～ 133 /8 英寸 ), 下深一般為 400～ 1600米。 常用為 114毫米、 178毫米和 (即 41/2 ”、 7”、 95/8” ), 套管柱 應(yīng)作強(qiáng)度校核。 其作用同技術(shù)或生產(chǎn)套管但較其節(jié)省費(fèi)用 , 必要時(shí)以后還可將尾管柱回接到所需的任一深度或至井口。 鉆桿柱是連接有鉆桿接頭的鉆桿，包括普通鉆桿、加重鉆桿；下部鉆具組合包括鉆鋌、穩(wěn)定器、隨鉆震擊器、減震器、擴(kuò)眼器等；有時(shí)為了特殊的工程需要，在下部鉆具組合中則可能包括隨鉆監(jiān)測工具（如 MWD）、測試工具或打撈工具等。下部鉆 具組合是鉆柱的主要部分，它與井斜和鉆頭的工作狀況關(guān)系十分密切，是影響井身質(zhì)量和鉆井速度的主要因素。 第二節(jié) 鉆桿 鉆桿是組成鉆柱的基本部分，目前我國海上鉆井全部采用進(jìn)口的、按 API標(biāo)準(zhǔn)制造的鉆 圖 31 六角方鉆桿 固井基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 Page 10 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 桿。加厚形式有內(nèi)加厚、外加厚和內(nèi)外加厚三種，海上使用的鉆桿以內(nèi)外 加厚為主。一九六四年美國石油學(xué)會(huì)、鉆井和服務(wù)設(shè)備委員會(huì)為了改進(jìn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩式接頭的螺紋連接的工作性能，采用了新型數(shù)字型接頭（ NC）系列。 固井基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 Page 11 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 在數(shù)字型接頭中有幾種和舊的 API標(biāo)準(zhǔn)的接頭有相同的節(jié)圓 直徑、錐度、螺距和螺紋長度，可以互換見表 3 34。下面列舉按 API RP 7G推薦的作法，供參考見表 35。 加重鉆桿的一般長度符合 API的二類（ R2）和三類（ R3）鉆 桿，即總長 （ 30英尺）和 （ 44英尺）左右的兩種，也有用于特殊用途的，例如水平井鉆進(jìn)用的短的加重鉆桿，其長度僅 有 （ 610英尺）左右，海上常用的是二類（ R2）加 固井基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 Page 13 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 重鉆桿。其兩端接頭和中間加厚部分都有耐磨圈。 (3) 中間外加厚段起增加剛度作用，更能適應(yīng)受壓產(chǎn)生的撓曲，比鉆鋌更能適應(yīng)井眼的彎曲。其結(jié)構(gòu)形式和種類見表 34。 (5) 內(nèi)倒角直徑（ dB）應(yīng)等于一個(gè)鉆桿接頭的內(nèi)徑。 轉(zhuǎn)換接頭的螺紋應(yīng)與其連接件的螺紋一致，符合質(zhì)量要求。使用由以上工具組成的下部鉆具結(jié)構(gòu)，概括起來有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)由于在鉆柱下部使用多個(gè)穩(wěn)定器，能有效地限制鉆頭的橫向移動(dòng)及井斜變化率，提高井身質(zhì)量，避免井身出現(xiàn)嚴(yán)重狗腿、鍵槽、螺旋形井眼等的發(fā)生； (2)由于穩(wěn)定器和減震器能吸收鉆頭的振動(dòng)，提高鉆頭軸承的壽命， 固井基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 Page 15 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 這就減少了硬質(zhì)合金齒的折斷和破碎，也減少了金剛石鉆頭的金剛石的碎裂； (3)穩(wěn)定器和減震器能使鉆頭 比較準(zhǔn)確地圍繞其設(shè)計(jì)中心軸線旋轉(zhuǎn)， 這就減少了鉆頭規(guī)徑及裙部的磨損，延長了密封件的使用時(shí)間； (4)保證鉆頭工作平穩(wěn)，減少鉆鋌等振動(dòng)，這樣除了使鉆頭各牙輪所受負(fù)荷均勻，提高鉆頭使用壽命之外，也減少了下部鉆具的損傷和折斷； (5)由于連接有隨鉆震擊器，遇到井下阻卡時(shí)可以馬上活動(dòng)鉆具進(jìn)行震擊解卡，這樣保證了安全生產(chǎn)。 近年來 , 國外波特蘭水泥已從原有的 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G和 H級(jí)簡化為 5種 , 即 A、 B、 C、 G、H級(jí)水泥用于井溫 76℃以下的井 。 Al2O3),最大值 ,% 5 15 中抗硫酸鹽型 (MSR) 氧化鎂 (MgO)，最大值， % 三氧化硫 (SO3)最大值 ,% 燒失量 ,最大值 ,% 鋁酸三鈣 (3CaO178。 Al2O3178。 (1)API油井水泥抗壓強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)規(guī)范表 (表 44)。 表 44 抗壓強(qiáng) 度壓力養(yǎng)護(hù)規(guī)范表 規(guī)范表 壓力 psi (千帕 ) 溫度 oF（ oC） 從開始加溫加壓所需要時(shí)間 小時(shí) :分 (177。因此 , 它和尾隨漿密度 (≥ /厘米 3 )配套使用。 (2)稠化時(shí)間 如無特殊要求 , 作業(yè)時(shí)間加上 1～ 2小時(shí)的安全時(shí)間作為稠化時(shí)間就足夠了 , 氣層固井盡可能地縮短稠化時(shí)間。 ③油層套管固井 , 要求自由水小于 API水泥的標(biāo)準(zhǔn) (％ ), 失水量控制在 100～ 300毫升 /30分178。 ⑤大斜度井固井 , 要求自由水為零 , 失水量為 50～ 100毫升 /30分178。 7兆帕 滲透率高的地層 (大于 100毫達(dá)西 ): 35～ 100毫升 /30分鐘178。根據(jù)特殊作業(yè)要求 , 進(jìn)行其它項(xiàng)目試驗(yàn)。 用于油氣井固井作業(yè) , 一般很少采用“原漿”水泥或稱“純”水泥漿進(jìn)行固井。 固井基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 Page 23 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 第五章 注水泥（固井技術(shù)） 第一節(jié) 注水泥設(shè)計(jì)和計(jì)算的基本條件和參數(shù) 1. 注水泥設(shè)計(jì)的主要條件與參數(shù) : (1)井所在區(qū)域 。 (5)井的性質(zhì) , 探井還是生產(chǎn)井 。 (10)套管資料； (11)套管程序 。 (4)自由水含量 。 (8)抗壓強(qiáng)度 。 第二節(jié) 注水泥質(zhì)量控制和安全措施 。 ④地層孔隙壓力 , 薄弱地層破裂壓力準(zhǔn)確 。 , 同一井段不得出現(xiàn)兩套以上的地層壓力 , 套管鞋一定要坐在堅(jiān)硬地層。 (2)高壓油氣層固井 , 水泥返到油氣頂界以上至少 300米 。 , 確定裸眼容積附加數(shù) , 保證產(chǎn)層封固要求。 (4)尾管固井 , 按鉆頭直徑計(jì)算的環(huán)空容積附加數(shù)為 30%75%。 (2)根據(jù)井底靜止溫度 ,確定是否使用防止水泥強(qiáng)度衰退的添加劑。 (4)重視水質(zhì)檢查是保證水泥漿質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。 。 (4)觸變水泥漿體系 , 適用于漏 失層固井。 （ 5)延遲膠凝強(qiáng)度水泥漿體系 , 適用于氣層固井。 (2)根據(jù)地層滲透率和套管程序設(shè)計(jì)水泥漿失水量 , 一般規(guī)定如下 : ①油層井段固井 , 水泥漿失水量控制在 100～ 300毫升 /30分178。 ③尾管固井 , 水泥漿自由水為零 , 失水量控制在 50毫升 /30分178。 ⑤擠水泥作業(yè)的水泥漿失水量依地層滲透率決定 , 詳見本章第四節(jié)。 (3)為保證下套管安全及固井后水泥漿不回流 , 必須同時(shí)使用浮箍和浮鞋。 常用前置液是由表面活性劑、清水、海水和硅酸鈉與纖維素組成的化學(xué)物 。海上前置液實(shí)例介紹如下 : 實(shí)例一 : (60桶 )雙功能水基前置液 (Dual Spacer) 泵入程序 : ① (60桶 )雙功能隔離液 。 隔離液組成 : 清水 (1200加侖 ) + 雙功能隔離液母料 (Dual Spacer) (600磅 ) + 輔助劑 (MIX Aid) (4加侖 ) + 消泡劑 (4加侖 ) + 加重晶石調(diào)整至所需要密度。 ④ (10桶 )鉆井水。注水泥設(shè)備除了具有長時(shí)間泵注能力外 , 它還必須具有水泥漿混合系統(tǒng) , 提高水泥漿密度均勻性 , 保證固井質(zhì)量。 API標(biāo)準(zhǔn) 10A 已規(guī)定了各級(jí)純水泥的用水量 , 因而可以獲得相應(yīng)的水泥漿密度、造漿率。例如 , API規(guī)定 , 每添加 1％的搬土粉 (水泥重量比 )需增加 ％ (水泥重量比 )的水 , 但并非所有加入的固相添加劑都需增加用水量 , 如哈里波頓的 SSA2(粗目硅粉 )和常用的加重材料赤鐵礦粉都不需增加水泥 漿系統(tǒng)中的用水量。 Wc──水泥重量 公斤 。 Vw──水體積 升 。 API每袋水泥是以 公斤 (94磅 )為重量標(biāo)準(zhǔn)。 1000 = (克 /厘米 3) 造漿率 Ys = 總體積 /袋 Ys = (升 /袋 ) (2)加入添加劑需增加水的水泥漿計(jì)算水泥漿密度、 造漿率和用水量。 固井基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 Page 28 of 84 中中 海海 油油 田田 服服 務(wù)務(wù) 股股 份份 有有 限限 公公 司司 固固 井井 CEMENTINGCNOOC SERVICES,Ltd. 表 53 加入添加劑需增加水的水泥漿計(jì)算 組 分 重 量 組分密度 絕對(duì)體積 總體積 (公斤 ) (克 /厘米 3) (升 /公斤 ) (升 ) 水 泥 水 1 搬 土 粉 增 加 水 1 。 ％179。水泥漿組分列于表 52 表 52 G級(jí)水泥純水 泥漿計(jì)算 水泥漿組分 重 量 組分密度 絕對(duì)體積 總體積 (公斤 ) (克 /厘米 3) (升 /公斤 ) (升 ) 水 泥 水 1 總 和 SGs = 179。 水泥漿密度是以一袋水泥為基礎(chǔ)計(jì)算的 , 其單位是克 /厘米 3。 Wa──添加劑重量 公斤 。 水泥漿密度等于水泥漿各組合的質(zhì)量總和除以它們所占的絕對(duì)體積之和。 上表中的用水量僅是純水泥用水量 , 而不是水泥漿體系中的用水量。 第三節(jié) 注水泥計(jì)算 注水泥計(jì)算通常包括如下內(nèi)容 : 水泥漿計(jì)算 水泥量計(jì)算 頂替量計(jì)算 碰壓前最高壓力計(jì)算 作 用在地層上的靜液柱壓力計(jì)算 水泥漿流型計(jì)算 : 按 API規(guī)范 10(SPE C10)第 5版 (1990年 7月 1日 )附件 J“水泥漿在管內(nèi)和環(huán)空壓力降塞流和紊流流量計(jì)算程序”進(jìn)行。 當(dāng)上述材料攪拌至出現(xiàn)較高粘度后加重晶石調(diào)至所需密度。 ② (10桶 )鉆井水 。 ③ (20桶 )化學(xué)清洗劑 。 多功能隔離液 , 它既可用于水基鉆井液也可用于油基鉆井液 。前置液類型分水基型和油基型兩類 ,分別適用于水基鉆井液和油基鉆井液。一般固井作業(yè) , 稠化時(shí)間等于作業(yè)時(shí)間加上 1～ 2小時(shí) , 但對(duì)于高壓氣層固井 , 在保證安全施工的條件下 ,應(yīng)盡量 縮短稠化時(shí)間 ,避免氣竄。 ④大斜度固井自由水為零 , 失水量控制在 100毫升 /30分178。 ②高壓氣層井段固井 , 水泥漿失水量控制在 20～ 50毫升 /30分178。 : (1)水泥漿密度 , 必須大于鉆井液密度。最后由于流動(dòng)阻力增加 , 漏失層被堵塞。 (2)低失水水泥漿體系 , 適用于技術(shù)套管固井作尾隨水泥漿 。海上用泥漿池配混合水時(shí) , 一定要將泥漿池清洗干凈 , 否則 , 會(huì)因鉆井液材料而影響水泥漿質(zhì)量 。 (3)根據(jù)井底循環(huán)溫度選用緩凝劑和其它添加劑。 : (1)根據(jù)井溫和地層液體性質(zhì)選擇水泥類 別。 (2)表層套管固井 , 按鉆頭直徑計(jì)算的環(huán)空容積附加數(shù)為 100％ 。 (4)技術(shù)套管固井 , 水泥一般返到上層套管鞋內(nèi)以上 100米左右 。 浮箍位于油氣層底界以下不少于25米。