必威体育精装版固井与完井教学课件PPT.ppt

* 第一节 井身结构设计 主要包括套管层次和每层套管的下深，以及套管和井眼尺寸的配合。 一、套管的分类及作用 1、表层套管 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。 2、生产套管（油层套管） 钻达目的层后下入的最后一层套管，用以保护生产层，提供油气生产通道。 3、中间套管（技术套管） 在表层套管和生产套管之间由于技术要求下入的套管，可以是一层、两层或更多层。主要用来封隔井下复杂地层。 4、尾管（衬管） 二、井身结构设计的原则 1、有效地保护油气层； 2、有效避免漏、喷、塌、卡等井下复杂事故的发生，保证安全、快速钻进； 3、当实际地层压力超过预测值而发生井涌时，在一定压力范围内，具有压井处理溢流的 能力。 第二节 注水泥技术 注水泥目的：固定套管、有效封隔井内的油气水层。 注水泥的基本要求： （l）水泥浆返高和套管内水泥塞高度必须符合设计要求； （2）注水泥井段环形空间内的钻井液全部被水泥浆替走，不存在残留现象； （3）水泥石与套管及井壁岩石有足够的胶结强度，能经受住酸化压裂及下井管柱的冲击； （4）水泥凝固后管外不冒油、气、水，环空内各种压力体系不能互窜； （5）水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。 一、油井水泥 油井水泥是波特兰水泥（硅酸盐水泥）的一种。 对油井水泥的基本要求： （1）水泥能配成流动性良好的水泥浆，且在规定的时间内， 能始终保持这种流动性。 （2）水泥浆在井下的温度及压力条件下保持性能稳定； （3）水泥浆应在规定的时间内凝固并达到一定的强度； （4）水泥浆应能和外加剂相配合，可调节各种性能； （5）形成的水泥石应有很低的渗透性能等。 1、油井水泥的主要成分 （1）硅酸三钙3CaO·SiO2（简称C3S） 水泥的主要成份，一般的含量为 40％～65％。 对水泥的强度，尤其是早期强度有较大的影响。 高早期强度水泥中含量可达60％～65％，缓凝水泥中含量在40％～45％。 （2）硅酸二钙2CaO·SiO2（简称C2S）， 含量一般在24％～30％之间； 水化反应缓慢，强度增长慢； 对水泥的最终强度有影响。 （3）铝酸三钙3CaO·Al2O3（简称C3A） 促进水泥快速水化； 其含量是决定水泥初凝和稠化时间的主要因素； 对水泥浆的流变性及早期强度有较大影响； 对硫酸盐极为敏感； 对于有较高早期强度的水泥，其含量可达15％。 （4）铁铝酸四钙4CaO2·Al2O3·Fe2O3（简称C4AF）， 对强度影响较小，水化速度仅次于C3A， 早期强度增长较快，含量为 8％～12％。 除了以上四种主要成份之外，还有石膏、碱金属的氧化物等。 2、水泥的水化 水泥与水混合成水泥浆后，与水发生化学反应，生成各种水化产物。逐渐由液态变为固态，使水泥硬化和凝结，形成水泥石。 （1）水泥的水化反应 水泥的主要成分与水发生的水化反应为： 3CaO· SiO2＋2H2O?2CaO· SiO2· H2O十Ca(OH)2 2CaO· SiO2＋H2O ? 2CaO· SiO2· H2O 3CaO· Al2O3＋6H2O ? 3CaO· Al2O3· 6H2O 4CaO·Al2O3＋Fe2O3＋6H2O?3CaO·Al2O3·6H2O＋aO·Fe2O3·H2O 除此之外还发生其他二次反应，生成物中有大量的硅酸盐水化产物及氢氧化钙等。在反应的过程中，各种水化产物均逐渐凝聚，使水泥硬化。 （2）水泥凝结与硬化 水泥的硬化分为三个阶段： 溶胶期：水泥与水混合成胶体液，开始发生水化反应，水化产物的浓度开始增加，达到饱和状态时部分水化物以胶态或微晶体析出，形成胶溶体系。此时水泥浆仍有流动性。 凝结期：水化反应由水泥颗粒表面向内部深入，溶胶粒子及微晶体大量增加，晶体开始互相连接，逐渐絮凝成凝胶体系。水泥浆变绸，直到失去流动性。 硬化期：水化物形成晶体状态，互相紧密连接成一个整体，强度增加，硬化成为水泥石。 水泥石主要由三部分组成： 无定性物质（水泥胶），它具有晶体的结构，颗粒尺寸大体在0．lmm左右，互相连接成一个整体。 氢氧化钙晶体，是水化反应的产物。 未水化的水泥颗粒。 3、油井水泥的分类 （1）API水泥的分类 A级：深度范围 0～1828.8 m，温度76.7℃。 B级：深度范围 0～1828.8 m，属中热水泥，温度至 76.7℃，有中抗硫和高抗硫两种。 C级：深度范围0～1828.8 m，温