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1、钻井与完井工程课件7固井第一页，共168页。第二页，共168页。第三页，共168页。第四页，共168页。 图图7-1 7-1 单根套管示意图单根套管示意图11接箍接箍 22套管本体套管本体第五页，共168页。第六页，共168页。第七页，共168页。（a a） （b b） （c c） （d d） （e e）图图7-2 7-2 注水泥工艺流程示意图注水泥工艺流程示意图（a a）循环钻井液）循环钻井液 （b b）注隔离液和水泥浆）注隔离液和水泥浆 （c c）替浆）替浆 （d d）替浆）替浆 （e e）碰压）碰压11压力表压力表 22上胶塞上胶塞 33下胶塞下胶塞 44钻井液钻井液 55浮箍浮箍 66
2、引鞋引鞋77水泥浆水泥浆 88隔离液隔离液 99钻井液钻井液第八页，共168页。第九页，共168页。第十页，共168页。第十一页，共168页。第十二页，共168页。第十三页，共168页。第十四页，共168页。第十五页，共168页。第十六页，共168页。第十七页，共168页。第十八页，共168页。第十九页，共168页。第二十页，共168页。ibooePPP第二十一页，共168页。第二十二页，共168页。ZPmo0098. 0第二十三页，共168页。第二十四页，共168页。)1 (nswnLHH钻井液盐水HnHLswnnLnHHH)(第二十五页，共168页。0ibP)(0098. 0LnibHHP
3、（0HHL） （HLHHB） 第二十六页，共168页。（0HHL） （HLHHB） HPmoe0098. 0HPmoe0098. 0)(0098. 0HHPmnLnoe第二十七页，共168页。（a a）全掏空）全掏空 （b b）非全掏空）非全掏空图图7-3 7-3 有效外挤压力对比示意图有效外挤压力对比示意图11外压力外压力 22支撑内压力支撑内压力 33有效外压力有效外压力第二十八页，共168页。第二十九页，共168页。第三十页，共168页。HPPnsi0098. 0第三十一页，共168页。BnfsHP)(0098. 0第三十二页，共168页。HHPPoBopi0098. 0)0098. 0
4、()(10115.14/HHpiBePP第三十三页，共168页。HPswob0098. 0第三十四页，共168页。HPPswnsie)(0098. 0HHPPoswoopie)(0098. 0)0098. 0(HePPswHHpiB0098. 0/)(10115. 14第三十五页，共168页。 （a） （b） （c）图图7-4 7-4 有效内压力对比示意图有效内压力对比示意图（a a）表层或技术套管）表层或技术套管 （b b）油井油层套管）油井油层套管 （c c）气井油层套管）气井油层套管11内压力内压力 22支撑外压力支撑外压力 33有效内压力有效内压力swnswosw曲线曲线第三十六页，共
5、168页。第三十七页，共168页。W第三十八页，共168页。kiikLqT1kibikLqT1FbqBq smFB1第三十九页，共168页。fTqLT1000/第四十页，共168页。HT第四十一页，共168页。图图7-5 7-5 套管轴向拉力沿井深分布示意图套管轴向拉力沿井深分布示意图 1-1-不考虑浮力不考虑浮力 2-2-考虑浮力考虑浮力第四十二页，共168页。ALEDTbd6101802Z(+) Z(-)max第四十三页，共168页。第四十四页，共168页。第四十五页，共168页。第四十六页，共168页。第四十七页，共168页。第四十八页，共168页。第四十九页，共168页。第五十页，共1
6、68页。第五十一页，共168页。第五十二页，共168页。第五十三页，共168页。第五十四页，共168页。第五十五页，共168页。第五十六页，共168页。第五十七页，共168页。第五十八页，共168页。DLYDLUDLAPppjpj14. 014. 05 . 0283. 1095. 059. 0pjpjUAP095. 0第五十九页，共168页。第六十页，共168页。22221zrrttzc22222szrrttz第六十一页，共168页。122ststszsz第六十二页，共168页。122ststszsz1234第六十三页，共168页。第六十四页，共168页。ATz10ATss10sszTT第六十
7、五页，共168页。tdPccct2tdPccs2第六十六页，共168页。ATz10ATss10tdPccct2tdPccs21)()()(22cccccssPPPTTTTsszTTcccstPP122ststszsz第六十七页，共168页。csscccPKTTTTPP2143121)()()(22cccccssPPPTTTT第六十八页，共168页。套管类型套管类型抗挤设计安全系数抗挤设计安全系数Sc抗内压设计安全系抗内压设计安全系数数Sb抗拉设计安全系数抗拉设计安全系数St表层套管表层套管 1.01.1 1.11.2 1.61.8技术套管技术套管 1.01.125 1.11.33 1.62.0
8、生产套管生产套管 1.01.2 1.11.4 1.61.9第六十九页，共168页。第七十页，共168页。 （a a） （b b） （c c）图图7-8 7-8 套管柱强度设计示意图套管柱强度设计示意图 （a a）抗挤设计）抗挤设计 （b b）抗拉设计）抗拉设计 （c c）复合套管柱）复合套管柱11外载外载 22设计外载设计外载 33套管强度套管强度第七十一页，共168页。第七十二页，共168页。第七十三页，共168页。coeodSPP)1 (nswnLZZoeP有效外挤压力有效外挤压力第七十四页，共168页。odccPP 第七十五页，共168页。 图图7-9 7-9 套管柱抗挤设计图套管柱抗挤
9、设计图第七十六页，共168页。第七十七页，共168页。tdTST dtTT 第七十八页，共168页。第七十九页，共168页。第八十页，共168页。第八十一页，共168页。)(3374125. 1*30. 1*0098. 035.492mH3500m3300m第八十二页，共168页。3500m3300m第八十三页，共168页。3500m3300m水泥面2800m第八十四页，共168页。222221431sscccTTTTPP水泥面水泥面水泥面MPa75.47306625921306625943135.492)(311. 12800*30. 1*0098. 075.47安全水泥面Sc3500m33
10、00m水泥面2800m第八十五页，共168页。3500m3300m水泥面2800m2300m第八十六页，共168页。3500m3300m水泥面2800m2300m第八十七页，共168页。3500m3300m水泥面2800m2300m)(2019)5 .43124.95(8 . 123543869. 01111mTSPqLinnTjiii2000m第八十八页，共168页。3500m3300m水泥面2800m2300m300m第八十九页，共168页。第九十页，共168页。第九十一页，共168页。第九十二页，共168页。第九十三页，共168页。第九十四页，共168页。第九十五页，共168页。第九十六
11、页，共168页。级别级别类类 型型备注备注普通型普通型中抗硫酸盐型中抗硫酸盐型高抗硫酸盐型高抗硫酸盐型A普通水泥普通水泥B抗硫水泥抗硫水泥C具有高早期强度具有高早期强度D适于中温条件适于中温条件E适于高温条件适于高温条件F适于超高温条件适于超高温条件G基本油井水泥基本油井水泥H基本油井水泥基本油井水泥第九十七页，共168页。第九十八页，共168页。第九十九页，共168页。第一百页，共168页。第一百零一页，共168页。第一百零二页，共168页。第一百零三页，共168页。第一百零四页，共168页。第一百零五页，共168页。mmcwwc)1 (第一百零六页，共168页。第一百零七页，共168页。稠
12、度时间第一百零八页，共168页。第一百零九页，共168页。第一百一十页，共168页。第一百一十一页，共168页。第一百一十二页，共168页。第一百一十三页，共168页。第一百一十四页，共168页。第一百一十五页，共168页。第一百一十六页，共168页。第一百一十七页，共168页。第一百一十八页，共168页。第一百一十九页，共168页。等于等于1（即（即100%）时，水泥浆全部顶替走了钻井液；）时，水泥浆全部顶替走了钻井液；当当小于小于1时钻井液没有被水泥浆完全替走，称为发生了钻井液窜槽；时钻井液没有被水泥浆完全替走，称为发生了钻井液窜槽；值越大，顶替效率越高。值越大，顶替效率越高。 为提高顶替
13、效率，所采取的主要措施有：为提高顶替效率，所采取的主要措施有：加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度、加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度、注水泥时活动套管、注水泥时活动套管、采用紊流或塞流流态注水泥、采用紊流或塞流流态注水泥、采用前置液、采用前置液、注水泥前调整钻井液性能、注水泥前调整钻井液性能、增加紊流接触时间等。增加紊流接触时间等。 第一百二十页，共168页。第一百二十一页，共168页。dDLP04第一百二十二页，共168页。04LP在水泥浆顶替钻井液的过程中，水泥浆在宽间隙处顶替钻井液的速在水泥浆顶替钻井液的过程中，水泥浆在宽间隙处顶替钻井液的速度快一些，而在窄间隙处的顶替速度则较慢，导致宽
14、窄间隙水泥浆度快一些，而在窄间隙处的顶替速度则较慢，导致宽窄间隙水泥浆返高不一致。若套管偏心严重，则可能出现窄间隙的钻井液根本不返高不一致。若套管偏心严重，则可能出现窄间隙的钻井液根本不能被顶走而滞留在原处的能被顶走而滞留在原处的窜槽窜槽现象。现象。 因此要尽量降低套管在井眼中的偏心程度。目前所采取的措施是在套管上安装因此要尽量降低套管在井眼中的偏心程度。目前所采取的措施是在套管上安装套管扶正器套管扶正器。 第一百二十三页，共168页。结论：一般认为旋转效果较好；上下活动套管可能在上提套管后发生卡套管结论：一般认为旋转效果较好；上下活动套管可能在上提套管后发生卡套管从而使套管不能下放到设计放置
15、，给安装井口造成困难。从而使套管不能下放到设计放置，给安装井口造成困难。第一百二十四页，共168页。 （a a） （b b） （c c）图图7-16 7-16 旋转套管提高顶替效率示意图旋转套管提高顶替效率示意图（a a）套管不动）套管不动 （b b）套管开始转动）套管开始转动 （c c）钻井液将被替完）钻井液将被替完11井眼井眼 22套管套管 33流动的水泥浆流动的水泥浆 44钻井液钻井液第一百二十五页，共168页。第一百二十六页，共168页。 （a a） （b b） （c c）图图7-17 7-17 不同流态时流速分布示意图不同流态时流速分布示意图（a a）塞流）塞流 （b b）层流）层流
16、 （c c）紊流）紊流第一百二十七页，共168页。层流塞流紊流第一百二十八页，共168页。结论：只要井下条件许可（不会压漏地层），人们首选紊流顶替。结论：只要井下条件许可（不会压漏地层），人们首选紊流顶替。 第一百二十九页，共168页。第一百三十页，共168页。第一百三十一页，共168页。第一百三十二页，共168页。第一百三十三页，共168页。第一百三十四页，共168页。第一百三十五页，共168页。第一百三十六页，共168页。第一百三十七页，共168页。第一百三十八页，共168页。第一百三十九页，共168页。第一百四十页，共168页。第一百四十一页，共168页。第一百四十二页，共168页。sl
17、pslaslVVVnichislaHDDV122)(4100001ppslpHDV2140000第一百四十三页，共168页。slccslslcVmVmW11cwmWW第一百四十四页，共168页。kipiydLDKV12410000第一百四十五页，共168页。第一百四十六页，共168页。100300lg096. 2nnK511511. 0300第一百四十七页，共168页。nnnchnnnKDDVN3121200)(101223Re第一百四十八页，共168页。nNc13703470RennchncDDnnKnV221)(482 . 1)13703470(01. 0cchcVDDQ)(2000322
18、第一百四十九页，共168页。第一百五十页，共168页。第一百五十一页，共168页。第一百五十二页，共168页。第一百五十三页，共168页。第一百五十四页，共168页。第一百五十五页，共168页。第一百五十六页，共168页。第一百五十七页，共168页。第一百五十八页，共168页。图图7-18 7-18 井温测井示意图图井温测井示意图图第一百五十九页，共168页。第一百六十页，共168页。第一百六十一页，共168页。第一百六十二页，共168页。井段井段B B的相对声幅大于的相对声幅大于30%30%，为不合格，为不合格井段井段图图7-20 7-20 声幅测井曲线示意图声幅测井曲线示意图 图图7-19 7-19 声幅测井示意图声幅测井示意图 11电缆电缆 22发射器发射器 33接收器接收器 44套管套管 55水泥环水泥环 66地层地层第一百六十三页，共168页。第一百六十四页，共168页。图图7-21 7-21 水泥胶结水泥胶结变密度测井示意图变密度测井示意图 11电缆电缆 22发射器发射器 3CBL3CBL接收器接收器 4VDL4VDL接收器接收器 55套管套管 66水泥环水泥环 77地层地层第一百六十五页，共168页。第一百六十六页，共168页。第一百六十七页，共168页。谢 谢！第一百六十八页，共168页。