【導(dǎo)讀】井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)又是整個(gè)鉆井設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是保證一口井能順。合理的井身結(jié)構(gòu)可以保證一口井能順利鉆達(dá)預(yù)定的井。當(dāng)根據(jù)套管的最危險(xiǎn)情況來考慮套管的基本載荷。套管柱的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。合理的鉆桿柱設(shè)計(jì)是確保優(yōu)質(zhì)、快速、安全鉆井的重要條件。計(jì)在整個(gè)過程中就顯得更加重要。返高，以及套管和井眼尺寸的配合。封隔地表淺水層及淺部疏松和復(fù)雜地層；安裝井口、懸掛和支撐后續(xù)各層套管。一層、兩層或更多層。主要用來封隔不同地層壓力層系或易漏、易塌、易卡等井下復(fù)雜地層。是在已下入一層技術(shù)套管后采用，即在裸眼井段下套管、注水泥，而套管柱不延伸到井口。一般深井和超深井。致于壓差卡套管；內(nèi)，具有壓井處理溢流的能力。ρfmin----裸眼井段最小地層破裂壓力的當(dāng)量泥漿密度，g/cm3；定點(diǎn)；否則，另取D31進(jìn)行試算。扶正器、鉆鋌、鉆桿和主動(dòng)鉆桿等組成。

　　

【正文】 膠溶體系。此時(shí)水泥漿仍有流動(dòng)性。 凝結(jié)期 ：水化反應(yīng)由水泥顆粒表面向內(nèi)部深入，溶膠粒子及微晶體大量增加，晶體開始互相連接，逐漸絮凝成凝膠體系。水泥漿變綢，直到失去流動(dòng)性。 硬化期 ：水化物形成晶體狀態(tài)，互相緊密連接成一個(gè)整體，強(qiáng)度增加 ，硬化成為水泥石。 （ 3） 水泥石組成 ①無定性物質(zhì)（水泥膠），它具有晶體的結(jié)構(gòu)，顆粒尺寸大體在0． lmm 左右，互相連接成一個(gè)整體。 ②氫氧化鈣晶體，是水化反應(yīng)的產(chǎn)物。 ③未水化的水泥顆粒。 油井水泥的分類 （ 1） API 水泥的分類 A 級(jí)：深度范圍 0～ m，溫度 ℃。 B 級(jí)：深度范圍 0～ m，屬中熱水泥，溫度至 ℃，有中抗硫和高抗硫兩種。 C 級(jí)：深度范圍 0～ m，溫度至 ℃，高早期強(qiáng)度水泥，分普通、中抗硫及高抗硫三種。 D 級(jí)：深度范圍 ～ 3050 m，溫度 76～ 127℃，用于中溫、中壓條件，分為中抗硫及高抗硫兩種。 E 級(jí)：深度范圍 3050～ 4270 m，溫度 76～ 143℃，用于高溫、高壓條件，分為中抗硫及高抗硫兩種。 F 級(jí)：深度范圍為 3050～ 4880 m，溫度 110～ 160℃，用于超高溫和超高壓條件，分為中抗硫及高抗硫兩種。 G 級(jí)及 H 級(jí)：深度范圍為 0～ 2440 m，溫度 0～ 93℃，分為中抗硫及高抗硫兩種。 J 級(jí)：深度范圍為 3660～ 4880 m，溫度 49～ （ 2）國產(chǎn)以溫度系列為標(biāo)準(zhǔn)的油井水泥 二、水 泥漿性能與固井工程的關(guān)系 水泥漿性能 ①水泥漿密度 干水泥密度 ～ g／ cm3， 水泥完全水化需要的水為水泥重量的 20％左右； 使水泥漿能流動(dòng)加水量應(yīng)達(dá)到水泥重量的 45％～ 50％； 水泥漿密度 ～ g／ cm3之間。 水灰比：水與干水泥重量之比。 ②水泥漿的稠化時(shí)間 水泥漿從配制開始到其稠度達(dá)到其規(guī)定值所用的時(shí)間。 API 標(biāo)準(zhǔn)：從開始混拌到水泥漿調(diào)度達(dá)到 100 BC（水泥稠度單位）所用的時(shí)間。 API 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在初始的 15～ 30 min 時(shí)間內(nèi)，稠 化值應(yīng)當(dāng)小于 30 BC。好的稠化情況是在現(xiàn)場總的施工時(shí)間內(nèi)，水泥漿的稠度在 50 BC 以內(nèi)。 ③水泥漿的失水 一般用 30 分鐘的失水量表示。 ④水泥漿的凝結(jié)時(shí)間從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的時(shí)間。 對于封固表層及技術(shù)套管，希望水泥能有早期較高的強(qiáng)度。以便于盡快開始下一道工序。通常希望固完井候凝 8 左右，水泥漿開始凝結(jié)成水泥石，其抗壓強(qiáng)度可達(dá) 以上即可開始下一次開鉆。 ⑤水泥石強(qiáng)度 能支撐和加強(qiáng)套管。 能承受鉆柱的沖擊載荷。 能承受酸化、壓裂等增產(chǎn)措施作業(yè)的壓力。 ⑥水泥石的抗蝕性 C3A163。3%， C4AF+2C3A 163。24% 加入礦渣、石英砂等提高抗硫能力。 水泥的外加劑 （ 1）加重劑：重晶石、赤鐵粉等。可使水泥漿密度達(dá)到 g／ cm3。 （ 2）減輕劑：硅藻土、粘土粉、瀝青粉、玻璃微珠、火山灰等。可使水泥漿的密度降到 l 45 g／ m3。 （ 3）緩凝劑：丹寧酸鈉、酒石酸、硼酸、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、羧甲基羥乙基纖維素等。 （ 4）促凝劑：氯化鈣、硅酸鈉、氯化鉀等。 （ 5）減阻劑： b— 奈磺酸甲醛的縮合物、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素磺化鈉等。 （ 6）降失水劑：羧甲基羥乙基纖維素、 丙烯酸胺、粘土等。 （ 7）防漏失劑：瀝青粒、纖維材料等。 特種水泥 （ 1）觸變性水泥：當(dāng)水泥漿靜止時(shí)，形成膠凝狀態(tài)，但在流動(dòng)時(shí)，膠凝狀態(tài)被破壞，它的流動(dòng)性是良好的。 （ 2）膨脹水泥：水泥漿凝固時(shí)，體積略有膨脹。一般用于高壓氣井。 （ 3）防凍水泥：用于地表溫度較低地區(qū)的表層套管固井。 （ 4）抗鹽水泥 （ 5）抗高溫水泥 （ 6）輕質(zhì)水泥 三、前置液 將水泥漿與鉆井液隔開，起到隔離、緩沖、清洗的作用，可提高固井質(zhì)量。 沖洗液：低粘度、低剪切速率、低密度。用于有效沖洗井壁及套管壁，清洗 殘存的鉆井液及泥餅。 隔離液：有效隔開鉆井液與水泥漿，以便形成平面推進(jìn)型的頂替效果。通常為粘稠液體。 四、提高注水泥質(zhì)量的措施 對注水泥質(zhì)量的基本要求 （ l）對固井質(zhì)量的基本要求 – 水泥漿返高和水泥塞高度必須符合設(shè)計(jì)要求； – 注水泥井段環(huán)空內(nèi)的鉆井液頂替干凈； – 水泥石與套管及井壁巖石膠結(jié)良好； – 水泥凝固后管外不冒油、氣、水，不互竄； – 水泥石能經(jīng)受油、氣、水長期的侵蝕。 （ 2）在固井中常出現(xiàn)的固井質(zhì)量問題 – 井口有冒油、氣、水的現(xiàn)象。 – 不能有效地封隔各種層位，開采時(shí)各種壓力互竄。 – 因固結(jié)質(zhì)量不良在生產(chǎn)中引起套管變形，使井報(bào)廢等。 影響注水泥質(zhì)量的因素 （ 1）頂替效率低，產(chǎn)生竄槽。 注水泥段： 注水泥段任一截面： 竄槽：由于水泥漿不能將環(huán)空中的鉆井液完全替走，而使環(huán)形空間局部出現(xiàn)未被水泥漿封固住的這種現(xiàn)象。 形成竄槽的原因： ； ； 。 接觸時(shí)間、頂替速度及流態(tài)、水泥漿流變性等。 （ 2）水泥漿凝結(jié)過程中油氣水上竄 引起油氣水上竄的原因： ①水泥漿失重：水泥漿柱在凝結(jié)過程中對其下部或地層所作用的壓力逐 漸減小的現(xiàn)象。 ②橋堵引起失重，從而引起油氣水上竄； ③水泥漿凝結(jié)后體積收縮；收縮率小于 %。 ④套管內(nèi)原來有壓力，放壓后使套管收縮。 ⑤泥餅的存在，影響地層 —— 水泥間（第二界面）的膠結(jié)。 提高注水泥質(zhì)量的措施 （ 1）提高頂替效率，防止竄槽； ①采用套管扶正器，改善套管居中條件； ②注水泥過程中活動(dòng)套管，增大水泥漿流動(dòng)的牽引力 ③調(diào)整水泥漿性能，使其容易頂替鉆井液； ④注水泥過程中使水泥漿在環(huán)空的流動(dòng)形成紊流或塞流，有利于水泥漿的頂替； ⑤在注水泥前，打入一定量的隔離液或清洗液，增加二者的密度差，形成有利的“漂浮”。 （ 2）防止油氣水上竄 ①采用多級(jí)注水泥或兩種凝速（上慢下快）的水泥； ②注完水泥后及時(shí)使套管內(nèi)卸壓，并在環(huán)空加回壓； ③使用膨脹性水泥，防止水泥收縮； ④ 用刮泥器，清除井壁泥餅。 參考文獻(xiàn) [1 ]劉希圣 鉆井工藝原理 北京；石油工業(yè)出版社 1988 [2 ]武漢地質(zhì)學(xué)院 鉆探工藝學(xué) 北京：地質(zhì)出版社 1980 [3 ]徐小荷 余靜 巖石破碎學(xué) 北京；煤炭工業(yè)出版社 1984 [4 ]史立涅爾 巖石力學(xué)的物理基礎(chǔ) 北京：石油工業(yè)出版社 1957 [5 ]沈忠厚 油井設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和計(jì)算 北京：石油工業(yè)出版社 1988 [6 ]王瑞和 鉆井工藝技術(shù)基礎(chǔ) 東營：石油大學(xué)出版社 1995 結(jié) 論 1. 通過對一口井的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，可以更好地對井的井身結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的深入了解和分析，從而更好地掌握地層各種復(fù)雜情況。 2. 在通過井的調(diào)整設(shè)計(jì)更好地設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu) ,并為此做出合理的調(diào)整方案 ,了解地層壓力做出預(yù)測 . 3. 采用有效合理設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況設(shè)計(jì)出適應(yīng)于當(dāng)?shù)氐你@具組合、選用合理的鉆頭及合理的鉆井參數(shù)。 4. 采用全掏空設(shè)計(jì)，視情況決定固井 設(shè)計(jì) ,即：套管柱強(qiáng)度的設(shè)計(jì)、固井參數(shù)的設(shè)計(jì)。 5. 通過對一口井的設(shè)計(jì)為更好地掌握一口井開施工時(shí)間，并對各種成本的開支，原料的節(jié)約做出了一個(gè)詳細(xì)的清單。從而使我們的各項(xiàng)開支作的有的放矢。