《固井工艺技术的研究》-毕业论文设计（学术).doc

毕 业 设 计（论 文） 专 业： 石油工程 考 号： 姓 名： 题 目： 固井工艺技术的研究 指导教师： 年 月 日 摘 要 固井工程是钻井完井工程中的一个重要环节，固井工艺技术的好坏关系到油气寿命和采油气作业效果，提高固井工艺技术是固井工作者十分关注并致力解决的重要技术问题。固井质量一般受到很多因素的影响，因此，在设计中能否全面地、合理地考虑到这些因素，对获得一个合理的设计结果是至关重要的。固井是一项综合的工程，想要固好井必须从各方面入手，采取有效措施，降低各项因素对固井的影响。在油气井固井工程中，时常由于注水泥方案设计和施工过程控制不合理而发生漏失、窜槽、气窜及替空等复杂情况。如果能在固井前对设计方案的可行性、合理性及实施效果做出评价，在施工过程中对施工参数和井下注替参数的动态变化进行实时监测，就可以大大提高固井设计和施工过程控制的准确性。固井工艺技术发展，对提高固井质量和作业安全性起到了非常积极的作用。 关键词： 固井工程；固井工艺技术；固井质量；油井水泥目 录 第1章 概 述 1 第2章 固井套管及套管柱强度设计研究 2 2.1 固井套管外载分析与计算 2 2.2 固井套管强度设计研究 8 第3章 油井水泥 17 3.1 油井水泥的物理性能 19 3.2 油井水泥外加剂 22 第4章 固井工艺中注水泥技术研究 23 4.1 提高注水泥顶替效率的措施 23 4.2 水泥浆在凝结过程中的失重与油、气、水窜问题 27 4.3 注水泥基本设计 29 第5章 固井质量检测评价 32 5.1 注水泥的质量要求 32 5.2 水泥环质量检测和评价 32 第6章 水平井固井工艺技术研究实例与应用 35 第7章 结 论 39 参考文献 40 致 谢 41 概 述 固井是钻井完井工程中的一个重要环节， ， ， ： (1) ； (2) ； (3) (窜) 设计或防漏(窜) 机理研究； (4) ； (5) ； (6) (渗) 气井固井技术、完井方法； (7) ； (8) ； (9) ； (10) ； (11) ()深井钻井液转化水泥浆(M TC) 技术； (12) 固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度（占20%～30%）。固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。固井又是一个系统工程，影响因素复杂多样，具有其特殊性，主要表现在以下几个方面： BT5~MYBl ?固井作业是一个一次性工程，如质量不合格，即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。 h#|Acfz ?固井作业是一项系统工程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科，施工时未知因素多，风险大。 -PiZvge ?固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。 FvBnmYn W ?因此，要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工，并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案，确保优质高效地完成固井作业固井套管及套管柱强度设计研究 套管柱的主要功能 ：抗压，抗挤，抗内压，密封 对套管的要求：圆度，壁厚均匀性，抗腐蚀，最小的流动阻力，良好的上扣性能及重复互换性能，耐磨（硬度指标） 套管柱的组成：由不同强度的套管段组成 原因：套管受到各种类型外力作用，须具有一定强度。 外载大小、类型不同，所需的强度要求也不同，须有一系列不同尺寸、不同强度的套管。即套管系列。 套管柱的类型：表层套管技术套管（中间套管）、生产套管（油层套管）、尾管（技术尾管、生产尾管）、回接套管。 固井套管外载分析与计算 .外挤压力 管外钻井液液柱压力：（水泥不返到井口时，上部有一段套管外为钻井液。该段套管称为自由套管） ，水泥浆液柱压力，地层中流体压力，易流动岩层的侧压 力等，有效外压力： （2-1） 式中 Poe——有效外压力； Po——外压力； Pib——支撑内压力。 表层套管：井漏造成全掏空 技术套管：井漏发生，但不可能造成发生全漏空的情况，因此技术套管的下部还有支撑内压力作用 油层套管：一般在采油后期产层压力降得很低的时候产生最大有效外压力（开发后期可能抽油或气举采油），因为这时套管内的内压力会降得很低。若近似认为内压力为零，则其受载情况与表层套管类似，即为全掏空。 （1）外压力 在水泥面（环空内水泥的顶面）以上应按钻井液液柱压力计算。 对于水泥封固段，当发生上述最大有效外压力时，管外环空中的水泥已经凝固，水泥环（水泥浆在环空内凝固后的环状水泥石称为