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固井设计规范 第五讲内容 一、固井设计规范 一、固井工艺设计依据 主要依据 设计的井深结构或实际的井深结构、套管规范、下入深度及固井水泥的返高要求； 实钻地层岩性和地质分层数据； 油、气、水层或其他要求封固地层的孔隙压力梯度和温度梯度； 要求封固地层的最小破裂压力梯度； 井径、井斜及方位等井眼基本数据； 实钻井眼的钻井液性能数据和钻井工程概况；（通常探井只打直井，不打斜井） 地质和钻井工程或生产开发工程对固井提出的其他特殊要求。 二、固井工艺设计原则 1.1 平衡压力设计原则 候凝过程 控制失重 防止窜流 Pa + Pc Pp Pc：地层流体在水泥浆的流动阻力， 与水泥浆的静胶凝强度发展有关。 套管居中：定向井、大斜度井、大位移井或水平井的油、气、水层及间隔层段套管偏心度小于30%。 提高顶替效率：在满足平衡压力和套管居中的前提下，顶替钻井液工艺设计应满足水泥浆有效驱替偏心环空窄间隙钻井液的要求。 安全施工：固井工艺设计应满足固井全过程连续施工，以避免发生井漏、井喷和异常憋压等现象。 安全施工：固井工艺设计应满足固井全过程连续施工，以避免发生井漏、井喷和异常憋压等现象。 4.2 平衡注水泥基本要素 准确掌握各种地层压力范围值. 设计满足压力控制要求的水泥浆. 准确测定各种入井流体流变性并具有可调能力. 优化组配环空浆柱结构的密度和流变性. 确保施工水泥浆密度达到设计要求. 三、套管扶正器安放间距设计 安放位置应选较致密和井眼较规则井段。 应根据主要封固井段的地层岩性、井眼条件、钻井液性能以及钻井实际情况，确定套管扶正器的安放间距和使用数量。 推荐以下位置“2根套管装1只” 现场实际经验原则 甲方认定的上部目的层段顶以上至少100m（气层要求至少200m）到井底每3根套管加放2个弹性扶正器； 主要分隔层、夹层，适当补加弹性/刚性扶正器 对于没有特殊封固要求（即非目的层封固段）的前置浆封固段要求两层套管重叠段间的封固段至少加放4个弹性扶正器，裸眼段至少加放2个弹性扶正器，整个前置浆封固段加放弹性扶正器总数不少于6个。 据上措施，参照cemSAIDS模拟实际井眼轨迹的结果，再作适当的调整。 具体情况根据油层位置和地质情况，现场进行适当调整。 2、直井油气层套管和尾管 应根据主要封固井段的地层岩性、井眼条件、钻井液性能以及钻井实际情况，确定套管扶正器的安放间距和使用数量。以下情况每2根套管宜安装1只符合要求的弹性扶正器或/和刚性扶正器： A、套（尾）管鞋以上的五根套管； B、油、气、水层及间隔层等主要封固段及其上下各 50米的套管； C、尾管重叠段进入上层套管内的5根套管、尾管悬 挂器以下2根套管； D、分级箍上下各2根套管； 3、斜井和水平井的技术套管、油气层套管、尾管的扶正器安放 应符合直井油气层套（尾）管的安放要求，并计算出主要封固层段的套管偏心度，并满足以下要求 。 二个弹性扶正器之间的套管最大偏心距： 1个刚性扶正器和1个弹性扶正器间的套管最大偏心距： 4、套管摩阻计算 套管扶正器安放间距计算完成后，应进行下套管摩阻计算。当计算摩阻超过设计下套管允许阻力时，可适当减少扶正器的数量，但应满足套管在主要油、气、水层及它们的间隔层内的偏心度小于30%。 四、平衡压力固井设计 计算固井注替过程中不同阶段环空流体的静液柱压力，和流动摩阻压力，其环空总压力应大于地层孔隙压力，不超过主要封固地层的破裂压力。 冲洗液、隔离液的密度、返高和返速以及分级箍或管外封隔器的安放位置应满足钻井工程要求和井内压力系统设计要求。 五、环空水泥浆返高设计 1、设计原则 应满足下一步安全钻井或完井作业、油田安全开发以及今后采取增产措施的需要； 应能有效的封固油、气、水层，以及要求必须封固的腐蚀性、蠕变、垮塌、漏失等复杂地层； 应满足钻井工程对套管保护提出的特殊要求，如：提高套管抗挤、抗内压强度或避免套管因过度磨损而发生断裂等； 应满足抵御海洋恶劣环境和保护环境所提出的要求； 应符合平衡压力固井原则； 六、水泥浆返高常规设计 七、水泥浆附加量设计 八、顶替水泥浆设计 九、前置液设计 接触时间 接触时间定义：是指顶替过程中流体（清洗液、隔离液和水泥浆）流过环形空间某一点所经历的时间。 只用冲洗液或紊流隔离液时，要求用量满足10min 接触时间，其用量可计算如下： q=10·Qc·60/1000 ? q－－－－冲洗液用量，m3 Qc－－－-顶替临界排量，L/s ?当计算的冲洗液用量在环空中的长度超过250m时，则以冲洗液封固250m环空所需的用量为准。 前置液对顶替效率的影响 十、固井分级箍位置设计原则 油气层分级箍设置应满足平衡压力固井的要求； 1、高压油