浅析提高固井质量的措施(2003).doc

延安职业技术学院石油工程系毕业设计（论文）延安职业技术学院毕 业 论 文题 目： 浅析提高固井质量的措施 所属系部： 石油工程系 专 业： 钻井技术 年级/班级：07（五）钻井班 作 者： 陈涛 学 号： 071395002023027 指导教师： 评 阅 人： 2012年4月27日摘要：固井作业是一次性工程，固井作业是一项系统工程、隐蔽工种、涉及学科多、内容多且主要流程在井下，施工时未知因素多，有一定风险。一般难以补救，即使补救也无法达到封固合格。造成不必要的经济损失。固井质量直接影响油气田安全合理开发和后继钻井的正常进行。本文详细地分析了影响固井质量的常见的问题，通过具体论述找出影响固井质量的主要因素，并针对相关问题提说相应的措施。使固井质量取得满意的效果。关键词：固井；水泥浆；密度稠度；失水量目 录绪论1第一章 概述31.1 固井的基本概念31.2 固井的过程31.2.1 下套管31.2.2 注水泥31.2.3 井口安装和套管试压4第二章 影响固井质量的因素分析52.1 井眼条件52.2 地层条件52.3 施工要求62.4 钻井液62.5 套管影响72.6 水泥浆影响72.7 施工8第三章 提高固井质量的措施103.1 固井常遇问题及相应的措施103.2 下套管复杂情况及处理方法103.2.1 套管阻卡的原因及预防措施103.2.2 套管阻卡的处理方法123.2.3 套管断裂的原因及预防措施133.2.4 套管挤毁的原因及预防措施143.2.5 管附件和工具复杂情况15第四章 结论与认识25致谢26参考文献27绪论固井作业是钻井施工中的一个重要环节，固井质量的好坏，将影响到采油气作业效果及油气井寿命。了解和掌握固井质量影响因素，将能更周密地搞好固井设计和施工，从而取得更优良的固井效果。固井质量的影响包括井径扩大率、井斜、井眼净化程度、扶正器间距、钻井液密度、粘度、切力、失水、水泥浆密度、环空返速和封固段长度等11个因素，应针对这些因素的影响规律，提出了相应的技术措施。管理和总结好各种条件下的施工经验和数据，建立形成专家知识系统，综合考虑不同因素对固井质量影响，对提高固井设计与施工水平具有重要作用。固井的目的是封隔井下复杂情况，如塑性盐层、高压水层、大段泥页岩以及疏松破碎带等。为泥浆循环提供良好的井眼通道，为顺利进行后续钻井作业奠定基础，从而防止井眼失稳，减少井下复杂和事故，以缩短建井周期，降低油气勘探开发成本。完井方面，固井目的是提供良好的井眼条件。只有层间封隔良好的井眼，才能实施分层作业，如分层测试等。才能实施酸化、压裂等强化开采措施。才能根据油田长期开发的需要选用适宜的开采方式，如分层开采、分组开采等。开发方面，固井目的是提供良好的油气流通道，防止油气资源散失而提高采收率，防止油气藏能量散失而，延长自喷生产时间，降低油气生产成本，防止套管外油、气、水互窜而影响油气井的正常生产，并节约修井费用，支撑、保护套管、防止套管因受力或受地层流体腐蚀而损坏，确保油气井寿命满足油田长期开发的需要。便于实施压裂、酸化、分层注水、分层开采等强化开采措施等。固井具有以下几个特点，一次性工程，如果固井质量不好，或出现固井事故，难以补救，且补救费用高，隐蔽工程，主要流程在井下，施工时不能直接观察，施工时间短。受多种因素的综合影响。如果固井质量不是很好则可造成层间封隔失败的后果环空窜流，环控窜流就是在注水泥作业后，由于水泥浆体系设计不合理，或固井工程设计不合理，或注水泥施工操作不合理，水泥浆未能完全充满待封固的环形空间，或未能形成优质、完整的水泥环或未与欲封固井段的地层、套管良好胶结，不能在油气井正常生产寿命期间有效密封环空而导致井口冒油、气、水或油、气、水在地下层间互窜的现象。在钻井过程中，由于不能有效封隔井下的复杂地层，将影响后续钻井作业的顺利进行，从而影响油气井的建井周期和建井成本，甚至影响整个区块的勘探、开发进程。在完井过程中，由于地层之间未能得到良好的层间封隔，将无法根据油田长期开发的需要，进行分层测试、分层开采等分层作业。在开发工程中，难以进行分层测试、分层开采或分组开采等措施，致使部分储量难以动用。不利于提高产量和采收率，油气藏本身的能量、资源将通过窜流通道散失，不利于提高产量和采收率，高压地层水将通过窜流通道进入油气藏，影响油气资源在地下分布、运移，甚至对油气藏造成严重的破坏，如油气层水淹。酸液、压裂液等注入流体通过窜流通道进入非目的层，将降低增产措施的实施效果。同时，注入流体乱窜将使波及地区的地层压力发生变化，从而影响油气田的正常生产及合理开发，甚至造成严重事故，如断块复活导致套管成片地被破坏，套管得不到水泥环的良好保护，易被地层流体、注入流体腐蚀损坏，从而影响油气井的正常生产，甚至无法满足油田长期开发的需要。在油气田的实际生产过程中，对固井质量是有一定的要求的，不论是钻井、完井还是开发，都可以归结为套管要有足够的强度能承受井下多种外力的作用，且耐腐蚀、不断、不裂、不变形。水泥环也要有良好的层间封隔，不出现环空窜流。 第一章 概述1.1 固井的基本概念固井是在已经钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，并在套管串与井壁之间环形空间注入水泥浆进行封固作业。通过套管将水泥浆注入井底，进入套管与井壁之间的环空内达到设计高度的操作；固井的目的是将套管固定在井内，把水和其他流体从井内替出。固井是钻井过程中的重要作业。在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至45次固井（深探井）。最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。 在下一次开钻之前，表层套管上要装防喷器预防井喷。防喷器之上要装泥浆导管，是钻井液返回泥浆池的通路。钻井过程中往往要下技术套管固井，它起的是“巩固后方，安全探路”的作用。和公路的隧道、煤矿中的巷道一样，钻井过程中也会遇到井塌、高压和不稳定的地层，同时也是为了在向前“探路” 中遇险有个退路，起到“救助”的作用。油层套管起的是“严密封隔，油气门户”的作用。油层未钻穿前，油气水在地层中处于平衡和封隔状态，钻穿后油气水层连成一体。所以为了试油和开采油气，必须下油层套管注水泥，将油气水层严密封隔；同时，油层套管在生产时是油气藏向井口输送的通道，关井时是油气的临时仓库。1.2 固井的过程固井过程分为下套管、注水泥和井口安装和套管试压三步。1.2.1 下套管套管有不同的尺寸和钢级，表层固井通常使用20133/8英寸的套管，多数是采用钢级较低的“J”级套管。技术套管通常使用133/87英寸的套管，采用的钢级较高。油层套管固井通常使用75英寸的套管，钢级强度与技术套管相同。根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度，确定套管的使用壁厚，钢级和丝扣类型。 套管与钻杆不同，是一次性下入的管材，没有加厚部分，长度没有严格规定。为保证固井质量和顺利的下入套管，要做套管柱的结构设计。 1.2.2 注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。 油井水泥是封固套管和井壁环形空间的重要材料。因为井有深有浅，地下有常压常温和高压高温，地层中还含有各种不同的化学物质，所以要求油井水泥有广泛的适应能力。目前我国使用的油井水泥有9个级别和三个类型。不同级别和类型的水泥适用不同的井下条件。所以，根据井的深度和温度选择水泥是注水泥作业的首要任务。 有些水泥级别，尚满足不了注水泥浆时要求的性能，现在使用的G级和H级水泥多采用添加剂调节其性能，是目前使用最普遍的水泥。添加剂可分七类：有调节密度剂、调节凝固时间添加剂、控制漏失添加剂、降失水剂、控制粘度剂、异常情况的特殊添加剂等。一种级别的水泥可使用一种或多种添加剂。 套管下完后，立即接通循环管线和注水泥管线，做好注水泥前的准备工作。首先要开泵循环钻井液，因套管与井壁的间隙较小，利用高的上返速度冲击井壁上的泥饼，同时调整钻井液的性能，直到循环泵压稳定为止。在这期间，固井泵的启动，供灰、供水、混浆、吸浆等工作都应准备就绪。 在水泥浆注入套管之前，要泵入一定量的前置液，用来隔离钻井液和水泥浆，以避免混浆。而且隔离液返出套管后，也起到清洗环形空间的作用。 水泥浆的顶替速度要根据井下的情况而定。如无特殊情况应采用高速紊流顶替。但在地层破裂压力低的情况下，只能采用低速顶替。 1.2.3 井口安装和套管试压下套管注水泥之后，在水泥凝固期间就要安装井口。表层套管的顶端要安套管头的壳体。各层套管的顶端都挂在套管头内，套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量，这对固井水泥未返至地面尤为重要。套管头还用来密封套管间的环形空间，防止压力互窜。套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。陆地上使用的套管头上还有两个侧口，可以进行补挤水泥、监控井况、注平衡液等作业。 套管试压是检查固井质量的重要组成部分。安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后，要做套管头密封的耐压力检查，和与防喷器联接的密封试压。探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验，钻穿套管鞋23米后（技术套管）要做地层压裂试验。生产井要做水泥环的质量检验，用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。固井质量的全部指标合格后，才能进入到下一个作业程序。第二章 影响固井质量的因素分析固井是一项涉及多学科的系统工程影响因素多且各因素之间相互影响、相互制约，既可单独作用影响固井质量，也可综合作用影响固井质量。因此，要提高固井质量，必须对固井质量影响因素及其作用机理形成全面、清晰的认识。只有这样才能在固井工程设计和固井作业时对其进行全面的掌握和控制，从而获得优良的固井质量。影响固井质量的主要因素通常认为，影响固井质量的因素有井身质量、井身结构、钻井液性能、水泥浆体系、固井现场施工等。根据固井作业涉及的对象分井眼条件、地层条件、作业目的、套管、钻井液、水泥浆、前置液、注水泥施工等。2.1 井眼条件1. 井眼类型油井根据井眼剖面形状可分为常规直井、定向井、水平井、特殊结构等。根据钻井目的可分为探井、评价井、开发井、调整井、注入井等。根据井下复杂情况可分为高温高压深井、超深井、低压易漏井、热采井、小间隙井等。不同的井型，其作业要求和难点也有所不同，可根据具体情况制定相应的技术标准，并选用适宜的技术措施。2. 井眼参数主要包括井深、井径、返高及上层套管程序，可影响环空浆柱结构、注水泥过程中的环空流动压耗、顶替流速、流态以及水泥浆、冲洗液、隔离液的用量。3. 井眼质量包括井径规则程度、井眼光滑程度、井径扩大率以及井眼的清洁、畅通程度等。可影响安全下套管、环空流动压耗、以及水泥浆的量及其对钻井液的顶替效率。4. 环空间隙影响水泥浆对钻井液的顶替流速、流态、从而影响顶替效率，以及平衡注水泥设计。另外、小间隙水泥环抗冲击能力较弱，其长期密封性能对水泥石的力学及厚度有特殊要求。5. 井内温度和压力 影响水泥浆的流变性、稳定性和注水泥施工的安全性，以及水泥石的强度等性能。2.2 地层条件1. 地层岩性剖面可影响水泥与地层之间的界面胶结及密封能力，从而影响固井第二界面的层间封隔质量。2. 地层压力可影响环空浆柱结构、水泥浆体系性能、平衡注水泥施工设计、顶替流速、流态和在候凝过程中压稳地层流体、防止地层流体窜槽等一系列影响固井质量的关键环节。3. 地层流体特性包括组分、状态(静态、动态)可影响水泥浆的正常凝结过程，妨碍其形成优质、完整的水泥环。另外，可通过化学腐蚀作用破坏水泥石的化学、力学稳定性从而影响水泥环的长期密封性能。4. 地层气窜潜力不同气窜潜力的地层，需要使用不同的防窜水泥浆体系，并采取适当的压稳防窜、候凝措施。2.3 施工要求1. 水泥返高影响水泥浆的量、浆柱结构、顶替流速流态度以及候凝过程中的压稳。2. 后续强化开采措施对返高及拟实施强化开采措施井段的水泥石强度、固井质量有特殊要求。3. 后期工况变化不同的井别，有不同的后期工况变化，但都要求水泥环具有良好的长期密封性能。水泥浆凝结后，井内温度、压力的变化可影响水泥石与地层、套管的界面胶结及密封能力，从而影响水泥环的长期密封性能。高温下水泥石强度衰退、解体，导致水泥环密封性能失效。水泥石耐腐蚀能力不足，水泥石所处化学环境的变化，如地层水离子组分发生变化，均可影响水泥石的化学、力学稳定性，从而影响水泥环的长期密封性能。2.4 钻井液1. 钻井液类型不同类型的钻井液在地层和套管表面的润湿性，可影响水泥石对地层、套管的界面胶结强度及密封能力，从而影响第一、第二界面的层间封隔能力。2. 密度影响环空浆柱结构、平衡注水泥设计等与井底有效压力相关的各个环节，如压稳和防漏。3. 钻井液流变性是否利于顶替可影响水泥浆对其的顶替效率。是否利于降低循环压耗，影响平衡注水泥。4. 滤饼质量薄而韧且容易被冲洗液分散的滤饼有利于安全下套管、提高水泥对地层、套管的胶结能力。从而提高联结界面的胶结、密封质量。2.5 套管影响套管的影响因素主要包括以下几个方面：1表面粗糙度及清洁度影响水泥与套管之间的界面胶结能力，从而影响层间封隔效果。2抗拉、承压及耐腐蚀能力影响套管的安全以及油气井的生产寿命。3套管丝扣连接丝扣连接强度对于安全下套管、套管柱抗拉强度有重要影响。丝扣连接的密封能力对气井的安全生产有重要影响。2.6 水泥浆影响1水泥体系可根据不同的分类指标进行分类。不同体系具有不同的特殊性能以满足封隔不同地层的需要。2稳定性目前主要考核指标为失水、析水和悬浮稳定性，水泥石柱上下的密度差。失水、析水、水泥石柱上下的密度差越小，体系越稳定。水泥浆体系稳定是安全施工、候凝过程压稳、形成优质水泥环的重要物质基础。3流变性可影响现场配浆、平衡注水泥、顶替流速、流态以及最终的顶替效率。4施工安全性合理的稠化时间既可确保注水泥施工操作安全进行又可缩短候凝时间。5适应性对材料性能的微小变化、温度波动、液灰比波动有较强的适应性，影响施工的安全、效率及质量。6凝结过程中的防窜能力水泥浆具有适当的防窜能力，既有利于在候凝过程中压稳地层流体、防止地层流体侵入环空、降低固井质量，又有利于降低体系的成本。7水泥石强度及长期稳定性水泥石强度应足以支撑、保护套管，并满足后续施工的需要。主要体现为抗高温强度衰退和抗地层流体腐蚀的能力。8水泥环的力学、热学性能在油井生产过程中水泥环所处环境条件不可避免地要发生变化，如由热采引起的温度变化，由酸化、压裂引起的压力变化，以及由蒸汽吞吐引起的周期性应力等。水泥石应具有一定的力学、热学性能，以适应这些工况的变化，并维持良好的界面胶结、密封能力，使水泥环具有良好的长期密封性能.不同的密度、类型有不同的特殊性能，以满足不同固井作业的需要.可影响冲洗、隔离的效果，从而影响水泥浆对钻井液的顶替效率。用量影响接触时间、顶替效率，亦影响环空浆柱结构设计和平衡注水泥设计。能否与钻井液、水泥浆良好相容，可影响顶替效率和施工安全。可能冲垮、泡垮地层而影响井眼的稳定性。2.7 施工1. 安全下套管将套管安全下至井底有利于后续固井作业的顺利进行，并提高固井作业的质量，为获得优良的固井质量奠定基础。2. 循环洗井、调整钻井液性能 确保井眼清洁、稳定、为顺利进行固井作业做好准备.尤其要减少死泥浆、岩屑床的存在。适当降低钻井液的粘度、切力、使其利于被水泥浆顶替，可提高顶替效率，并降低循环压耗。3. 配浆混配的水泥浆其性能是否达到设计要求，对于安全施工、平衡注水泥、提高顶替效率、候凝过程中压稳并使水泥浆凝结形成优质、完整的水泥环具有重要意义。连续混配方式，通过调节水灰比控制水泥浆的密度波动，因此，所配水泥浆的性能与设计水泥浆性能之间存在一定的差异，不利于提高固井质量。批量混配方式，需增加批量混配设备，但所配水泥浆密度波动较小，性能更接近设计要求，利于提高固井质量。4. 平衡注水泥按照设计的排量、流态注水泥，且在注入过程中压稳地层流体而不压漏薄弱地层，可防止地层流体环空窜槽和井漏。能否实现平衡注水泥，可影响水泥浆的返高、水泥浆的流速流态、顶替效率、施工作业的安全并影响最终的固井质量。5. 顶替效率优质、完整的水泥环是获得优良固井质量和层间封隔效果的重要前提。顶替效率不高，可直接降低水泥环的层间封隔质量。套管居中，合理的接触时间，合理的顶替流速、流态，顶替液和被顶替液之间合理的密度级差、流变性级差，加强冲洗、隔离效果，以及在有条件的情况下，上下、旋转活动套管，振动固井等。均有助于提高顶替效率。6. 候凝过程中压稳、失重如在候凝过程中不能压稳地层流体，地层流体将侵入环空，破坏水泥浆柱的完整性、使其无法形成优质、完整的水泥环而导致环空窜流。可通过多种压稳措施如环空憋压、双级、多级注水泥、振动固井、可压缩水泥等。一般建议用KQ来延缓或消除失重，进而压稳。 第三章 提高固井质量的措施3.1 固井常遇问题及相应的措施固井复杂问题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%90%)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：(1)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；(2)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；(3)固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。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。固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥胶结质量等方面，为此，固井复杂问题和事故也可以分为以下几类； 第一类：套管及下套管复杂情况，包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件和工具失败、下套管后漏失或循环不通等； 第二类：水泥浆浆体性能事故，包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水泥浆过度缓凝等； 第三类：注水泥现场施工复杂情况，包括注水泥漏失、环空堵塞、注水泥替空等复杂情况和事故； 第四类水泥胶结质量复杂情况，包括油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气(水)窜等；下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法加以论述。3.2 下套管复杂情况及处理方法3.2.1 套管阻卡的原因及预防措施套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘吸卡，二是井眼缩经卡，三是井眼坍塌或砂桥卡。1. 套管阻卡的原因及影响因素（1）套管粘吸卡是由于套管的外径往往大于钻杆的外径，套管与井壁的接触而积大于钻杆的接触面积，上扣时间要大于钻杆的上扣涉及，且下套管时又难以旋转，因此，卡套管的发生机率较大； （2）井眼缩径卡套管是由于井眼不稳定，特别是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼，导致井眼缩径，造成缩径卡套管事故； （3）井眼坍塌或砂桥卡套管是在下套管过程中或下套管结束后发生井眼坍塌或形成砂桥造成卡套管事故； （4）下套管前没有认真通井，对缩径段没有很好地划眼，易造成卡套管事故； （5）下套管作业没有认真准各(包括组织、工具等)，造成下套管时间过长或中间停顿等，易发生卡套管事故； （6）中途测试、取心、电测后没有通井而直接下套管易发生卡套管事故； （7）钻井液性能不好，没有形成很好的滤饼，井眼摩阻系数大，尤其是高密度、分散型钻井液，发生卡套管的机率大；（8）下套管前对漏失层没有很好地堵漏，加之下套管时速度过快，易压漏地层，造成井塌引起卡套管事故； （9）高压层下套管前没有压稳，在下套管过程中发生溢流，环空夜柱压力下降，易发生井塌，造成卡套管事故； （10）井口不下套管，上扣时反复错扣，下套管时井下套管静止时间长日汾有活动套管，易发生卡套管事故； （11）钻井液密度设计不合理，如密度设计较低，造成井眼坍塌或没有压稳，蠕动性地层引起井眼缩径，造成卡套管事故； （12）下套管时遇阻，盲目下压，造成下套管由遇阻演变成套管卡死。2. 预防发生套管阻卡的技术措施（1）下套管前认真通井，对缩径段进行反复划眼；（2） 设计合理的钻井液密度，保证压稳地层，防止井眼坍塌，减少蠕动性地层的蠕动速度和井眼缩径；（3）中途测试、取心及电测后要求认真通井才能下套管；（4）下套管前认真处理好钻井液性能，降低钻井液粘度、切力和失水，并充分循环处理钻井液，方可下套管；（5）对于深井、长裸眼井和定向井、水平井等，必要时在下套管前要求加入塑料小球或混入5%10%的原油，降低井眼摩阻系数；（6）下套管作业要认真准各(包括人员组织、工具等)，仅可能减少下套管时间和中间停待；（7）下套管前对漏失层要求很好地堵漏，并控制下套管的速度，防止压漏地层；（8）在高压层下套管前要求压稳，防止在下套管过程中发生溢流，保持井内压力平衡；（9）在下套管过程中如发生井漏、井塌等复杂情况，一般要求起出套管，下载处理井眼，正常后再重新下套管；（10）下套管时如遇阻，应反复活动套管，并接方钻杆或循环头循环处理钻井液，不能盲目下压，防止套管卡死；（11）下套管前要校正井口，做到天车、转盘和井口三点一线，防止下管上扣时错扣；（12） 必要时使用套管扶正台，采用人工或机械扶正套管，防止下套时错扣并加快下套管速度；（13）尽可能使用自动灌浆设备，减少因灌浆造成的下套管停顿时间，使用自动灌浆设备时要及时注意其工作状况，如失败要采用人工灌浆；（14）下完套管后要求先灌满钻井液后再慢慢开泵循环，等循环畅通后慢慢提高循环排量，防止混入空气造成开泵困难和压漏地层；（15）深用人工灌浆时在灌浆间隙要不停地活动套管、上下活动套管距离不小子2米，发现井下有遇阻迹象时要停止灌浆，并采用大距离活动套管或接方钻杆循环等措施，等正常后再灌浆和下套管；（16）下套管过程中要及时注意井口返浆，如发现异常应立即停止下套管进行处理，待正常后方可继续下套管。3.2.2 套管阻卡的处理方法套管遇卡后，应在保证套管串不被破坏的前提下开展处理工作，而且，应根据不同的卡套管类型采用不同的处理方法较卡钻相比，套管遇卡处理难度更大，手段也相对较少。1. 套管粘卡发生套管粘卡后，推荐采用以下步骤进行处理（1）强力活动套管：发生套管粘卡后一般是先接方钻杆或循环头开泵循环，后在套管和设各(井架、提升系统)安全的条件下，尽最大可能上下活动套管，采用此种方法一般可以消除套管粘卡，如果强力活动次数后通常为10次左右)仍不能解卡，一般要停止强力活动。此后，在一定范围内活动没有卡住的套管，防止卡点上移； （2）泡解卡剂：在强力活动套管无效后，处理套管粘卡的主要方法是通过泡解卡剂的方法来处理套管粘吸卡；其基本步骤一般如下：第一，选择合适的解卡剂解卡剂一般分为水基、油墓两种，其密度要根据井内地层压力选定，对于高压井，要选择高密度的解卡剂。一般油基解卡剂适合大多数地区，但在个别地区，水基解卡剂也取得了较好的应用效果；第二，计算卡点位置现场一般采用计算在一定拉力条件下的套管伸长来计算卡点位置。计算公式如下： L=ESI/F式中L自由套管的长度，m；EV7的弹性系数，2.1.105MPa；I自由套管在力F作用下的伸长，m；F自由套管所受超过自身质量的拉力，N；SP管截面积，m2。第三，计算解卡剂的用量。根据计算的卡点位置，在卡点位置及其以下部分注入合适的解卡剂。要求具有一定的附加量，一般在20%左右；第四，井内压力平衡计算。根据井内地层压力、钻井液密度、地层岩性、解卡剂的密度和用量，进行井内压力平衡计算，确保不会发生井涌、井喷和井塌事故；第五，解卡。根据不同的解卡剂的类型、地层特性和现场的实际卡套管的情况，在解卡剂注入一定时间后采用类似强力活动套管处理方法解卡。2. 套管缩径卡和井眼坍塌或砂桥卡（1）套管缩径卡时，井内一般可以循环钻井液，可以通过类似套管粘卡的处理方法进行处理；（2）井眼坍塌或砂桥卡时，如可以循环钻井液且井口尚能返浆，应坚持先小批量低压循环钻井液，后逐步提高钻井液的密度、切力，正常后固井；（3）如果套管已经下到井底，且循环钻井液漏失，应根据现场实际情况大多数清况下选择小批量固井的方法，争取把下部地层封固，必要时再对上部地层进行挤水泥作业补救；（4）加果套管没有下到井底，可选择先固井，后采用增加一层尾管固井封固下部地层的方法补救。3.2.3 套管断裂的原因及预防措施1. 套管断裂的原因及影响因素 （1）套管设计时安全系数设计偏低，没有考虑如mF-化、套管弯曲等因素对套管强度的影响，造成套管强度不够而发生套管断裂；（2）套管本身质量问题，特别是丝扣加工质量不过关，造成丝扣处脱落；（3）套管浮箍以上由于没有对套管丝扣联接处加以固定，在钻水泥塞时造成套管脱落；（4）钻遇硫化氢气层，钻井液中含有硫化氢而产生氢脆作用，造成套管断裂；（5）在技术套管中钻进，没有采取有效的防护措施，钻杆接头将套管磨穿，造成套管断裂；（6）地层水含有腐蚀性物质，如水泥环封固质量不好，易造成套管腐蚀破坏断裂；（7）套管遇卡后，施加拉力太大，造成套管脱落；（8）在压裂和注水泥施工时，由于施工压力太高，超过了套管的抗压强度，造成套管断裂破坏；（9）在热采井内，套管受热膨胀，但由于套管外面又有水泥固结，限制了套管的自由伸长，在套管内部产生压应力，当压应力超过材料的屈服极限时，套管就会断裂。2. 防止套管断裂的技术措施（1）下套管时防止套管错扣，不允许在错扣焊接；（2）套管遇阻卡后，不能强拉强提，上提拉力不能大于套管本体和丝扣抗拉强度的80%；（3）表层套管和技术套管下部的留水泥塞套管应用防止螺纹松扣脂或在松扣处采用铆钉固定，防止在钻水泥塞或下部钻进过程中造成套管脱落；（4）对于含有硫化氢的井，下套管前必须充分循环钻井液，压稳产层，清除钻井液中的硫化氢。同时，应采用访硫套管和井口装置；（5）应尽可能提高表层和技术套管鞋处的固井质量；（6）在已下套管的井内钻进，要控制转盘的转速。钻艇未出套管鞋时，转速不大于60r/min.钻挺出套管鞋后也不要超过150r/min对于深井和复杂井，钻井周期长，对套管要采取相应的保护措施；（7）对于热采井固井，应采用优质钢材，在固井时要提拉一定的预应力，消除因温度升高，钢材受热膨胀产生的压应力。3.2.4 套管挤毁的原因及预防措施1. 管挤毁的原因及影响因素 （1）套管强度设计不合理，造成套管挤毁； （2）灌钻井液不及时，造成在下套管过程中掏空太长，引起套管挤毁；（3）套管加工质量不好，如壁厚不均匀或椭圆度太长或钢材性能达不到标准；（4）在挤水泥时，没有下挤水泥封隔器，挤水泥施工压力超过上部套管的抗内压强度，造成上部大直径套管挤毁；（5）存在特殊地层，如岩盐层，由于岩盐层蠕动，蠕变压力大于套管的抗外挤强度，就会造成套管挤毁。2. 防止套管挤毁的技术对策（1）下套管时要及时灌浆，控制套管掏空深度；（2）在岩盐层等蠕动性特殊地层段套管强度设计应采用蠕变压力设计，并考虑不均匀载荷的影响；（3）挤水泥作业设计时要考虑套管抗压和抗外挤强度的影响；（4）控制下如套管的质量，防止不合格的套管入井；（5）尽可能提高封固段的水泥石胶结质量，尤其是蠕动性特殊地层，提高套管抗外挤能力。3.2.5 管附件和工具复杂情况1. 浮箍、浮鞋复杂情况 （1）浮箍、浮鞋堵塞。下完套管后，循环不通，开泵压力持续上升，井口不反浆。预防措施：对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物。解决措施是在浮箍、浮鞋以上套管射孔，重新建立循环后固井；（2）浮鞋失效。下完套管或注水泥结束后，浮箍、浮鞋失效或密封不严；（3）预防措施。a对入井套管进行严格通径，并严格防止套管内落物对浮箍浮鞋的损害；b.如果浮箍浮鞋己经失效，对于常规固井可以采用关井候凝的方式，对于尾管固井或双极固井，则采用管内外液柱平衡压力固井方式。2. 双极箍复杂情况（1）双级箍打不开双级箍打不开是指一级固井结束后，不能顺利打开双级箍的二级固井循环孔，造成二级固井无法正常进行。造成双级箍不能顺利打开的可能原因有：非连续式双级箍打开塞与打开塞座密封不严，无法施加压力，造成无法打开双级箍；双级箍本身加工质量和设计有缺陷，双级箍在重力作用下本体变形或双级箍本体与打开套配合间隙过小，造成双级箍打开套下行阻力大，无法打开双级箍；一级固井水泥浆性能设计不当，如稠化时间短，返到双级箍以上时水泥浆已经稠化，或是水泥浆与钻井液相容性差，造成双级箍处的水泥浆胶凝，无法顺利打开双级箍；一级固井后发生环空堵塞，造成双级箍无法打开；双级箍放置位置不合适，井斜角大且狗腿度大，打开塞未座牢，造成双级箍无法打开；井口连接双级箍时打钳位置不对，双级箍内外套发生微变形。防止双级箍打不开的技术措施有：禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；选择质量好，设计合理的双级箍产品；尽可能设计水泥浆不要返到双级箍以上位置，如一级固井水泥浆必须返到双级箍以上，其稠化时间要附加重力塞的下落时间，且选用性能良好的固井隔离液防止双级箍处的水泥浆胶凝；双级固井前要充分循环处理钻井液，确保井眼稳定；选择合适的双级箍放置位置，对于常规的机械打开双级箍，其井斜角一般不要大于60-80，对于大斜度井采用液压式双级箍。双级箍打不开的处理方法有：如果水泥浆没有返到双级箍，在套管内下入小钻具，下压双级箍的打开套，靠机械式打开双级箍；如果水泥浆已经返到双级箍以上，先测声幅，在水泥浆而以上50m左右射孔，建立循环，进行二级固井；如果双级箍以上没有特殊地层且没有高压地层，可下入专用工具关闭双级箍，再钻开内套，进行试压，如满足下次开钻要求或油气生产测试要求，可从井口反注水泥浆固井。（2）双级箍关闭不上双级箍关闭不上是指在二级固井后，关闭塞不能顺利关闭双级箍的二级固井循环孔，造成双级箍处密封不严。造成双级箍不能顺利关闭的可能原因有：管内外静压差大，造成关闭双级箍压力高；双级箍本身加工质量和设计有缺陷，双级箍在重力作用下本体变形或双级箍本体与关闭套配合间隙过小，造成双级箍关闭套下行阻力大，无法关闭双级箍；连接双级箍打钳位置不对，双级箍本体发生微变形，造成双级箍无法关闭；第一次施加的关闭压力不够，再施加关闭压力时，关闭塞与塞座密封不严。防止双级箍关不住的技术措施有：禁止在双级箍本体上打钳，防止双级箍本体变形；提高双级箍本身加工质量，设计合理的关闭套配合间隙：采用重浆替浆，尽可能减少管内外压差，减少最终关闭压力值；在双级固井、二级固井投关闭塞后尾随0.51方水泥浆，万一双级箍不能正常关闭，提高双级箍关闭套密封能力 ；提高第一次关闭压力。双级箍关不住的处理方法有：继续增加关闭压力试关闭双级箍；如果高压下仍然关闭不上，关井候凝；对于双级箍没有关闭的井，在下钻钻双级箍附件时注意用钻具尝试关闭双级箍关闭套。3. 尾管复杂情况尾管固井工艺对尾管悬挂器的要求是下的去、挂的住、密封严、倒的开、提的出。其复杂情况主要包括以下几种：(1)下尾管中途遇阻下尾管中途遇阻一般分两种情况，一种是在上层套管内遇阻，二是在裸眼段遇阻。如果在上层套管内遇阻，一般是由于尾管悬挂器的卡瓦提前座挂引起的，在裸眼段遇阻除悬挂器原因外还可能是地层的原因。尾管悬挂器(液压式)的卡瓦提前座封的原因有：对于液压尾管悬挂器由于尾管遇阻，开泵循环泵压超过悬挂器座封销钉剪切压力，造成尾管悬挂器的卡瓦提前座封；下尾管速度太快，也可能造成卡瓦提前座挂而遇阻；尾管悬挂器本体锥体本位外径设计太大，如上层套管内壁不干净、稍有变形或井眼缩径，就可能引起下尾管中途遇阻。防止尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的技术措施有： 如果下尾管遇阻，需要循环钻井液，控制开泵循环泵压不超过悬挂器座挂销钉剪切压力；控制下尾管速度，一般根套管下放时间不少于20s一个立柱下放时间不少于45s；在尾管悬挂器本体锥体上下各加一个外径大于锥体的刚性扶正器；适当提高悬挂器的座挂剪钉压力尾管悬挂器的卡瓦提前座挂的处理方法是。一般液压尾管都带有复位弹簧，上提尾管使其复位，后慢慢下尾管，并注意指重表悬重变化。(2)尾管悬挂器座挂不上尾管悬挂器座挂不上是指在尾管悬挂器不能有效地将尾管重量悬挂在上层套管上。尾管悬挂器座挂不上的原因有：上层套管内壁没有刮壁不干净、套管内壁磨损严重、或套管壁厚小强度低或座挂位置正好处于接箍等原因可能造成悬挂不上；悬挂器木身设计缺陷，如：座挂卡瓦锥度设计不当，不能实现自锁，尾管悬挂器座封液压缸设计间隙不合适，造成活塞不能有效上行等；尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；悬挂重量大，悬挂器本体发生变形，活塞上行阻力大；钻井液固相含量高，性能不稳定，造成座挂液压缸堵塞。防止尾管悬挂器座封不上的技术措施有：下尾管前对上层套管内壁刮壁，尤其是钻井周期长或老井侧钻的；选择合理的座挂位置，应避开套管内壁磨损严重和套管接箍等位置；控制尾管下放速度，防止尾管悬挂器座挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；合理的尾管悬挂器座挂液压缸设计间隙，并在地面做拉伸试压座挂试验；提高钻井液稳定性能，并设计合理的液压缸防堵塞结构；悬挂器一经座挂不宜再上提解挂，重新座挂；液压尾管悬挂器下部的浮鞋应设计有旁通孔，万一座挂不上可以座井底倒扣完成固井施工。尾管悬挂器座挂不上的处理方法有：尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂，首先要校对悬挂器座挂位置；如座挂位置处于套管内壁磨损严重和套管接箍等位置，应放压。改变座挂位置，重新憋压座挂；如果尾管悬挂器在设计压力不能有效座挂、应采取逐步升高座挂压力的方式反复尝试座挂，不可盲目升压，以免一次将座拄球座打通；如座挂球座已经打通还没有座挂成功，可采用大排量循环钻井液的方法座挂尾管悬挂器；如最终悬挂器座挂不上，且下部尾管重蚤不是很大，可选择座井底倒扣注水泥方式固井，否则，具好提套管。(3)尾管悬挂器密封失效尾管悬挂器密封失效是指尾管悬挂器中心管与密封芯子之间的密封件失去密封能力，造成尾管注水泥“短路”。尾管悬挂器密封失效的原因有：密封芯中密封圈在组装时损坏；密封圈不耐高温；在判断是否已经倒开扣时上下提中心管造成密封圈损坏。 防止尾管悬挂器密封失效的技术措施有：精心组装密封圈，防止在组装时发生反转或损坏；提高中心管的光洁度，防止在倒扣或判断是否倒开扣时造成密封圈损害；尾管悬挂器入井前必须进行密封性能试压；密封圈要耐高温。尾管悬挂器密封失效后的处理方法：一般只能将送放工具提出，在尾管内下封隔器注水泥。（2）尾管悬挂器倒不开、提不出尾管悬挂器倒不开、提不出是指尾管下到井底后，悬挂器倒扣装置和尾管连接的反扣部位倒不开扣，或者倒开后无法提出送放工具，造成悬挂器无法脱手。尾管悬挂器倒不开的原因有：倒扣时，倒扣螺母处受力，造成倒扣困难；倒扣螺母处有脏物，造成粘扣；倒扣螺母设计强度低，在下尾管时己经变形；井斜角大，且井眼狗腿度大，倒扣时倒扣扭矩无法正常传到井底。为了防止尾管悬挂器倒不开，应该在尾管悬挂器在入井前要进行严格仔细的检查。尾管悬挂器倒不开的处理方法有：如倒扣时，反转严重，应仔细计算史中和点保证倒扣螺母处不受力，并较少倒扣摩阻：在增加倒扣扭矩时，注意一次倒扣的圈数不要超过钻杆的允许的抗扭强度，防止钻杆扭断：如判断扣已经倒开，则通过适当迅速上提下放的方法，使悬挂器脱手。4. 水泥浆性能复杂情况固井水泥浆性能复杂情况是指由于水泥浆性能设计不当或水泥浆性能发生变化造成固井施工复杂情况。主要包括：水泥浆闪凝、水泥浆过度缓凝、水泥石强度衰退等。水泥浆闪凝，水泥浆闪凝是指霖泞水泥或替浆过程中由于水泥浆性能发生突变，水泥浆提前发生稠化成凝固，造成固井失败。(1)水泥浆闪凝的原因材料方面的原因。用于配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆昂用水与实验室实验用的不一致或由于材料质量控制不好，造成水泥浆稠化时间或凝固时间与实验室测试结果不一致； 实验条件不同造成的。由于实验室测试条件与现场实际情况不符，尤其是温度对水泥浆稠化时间和凝固时间影响很大，如果实验温度远小于实际温度或遇到异常高温层则易发生水泥浆闪凝； 现场施工的原因。在现场施工过程中配置的水泥浆密度远高于设计值可能导致水泥浆闪凝。另一方面，水泥浆外加剂混配不匀也可能造成水泥浆闪凝； 井内流体混入水泥浆中，尤其是高矿化度盐水会严重缩短水泥浆稠化时闻和凝固时间；固井水泥浆与钻井液相溶性差，钻井液混入水泥浆中。(2)防止水泥浆闪凝的技术措施控制固井材料质量和稳定性。用子配置水泥浆的水泥、外加剂或配浆用水与实验室实验用的材料要求一致，外加剂要求混配均匀；准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值；在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下，0.03kgL范围内。在注水泥过程中，注意力平衡，确保压稳地层流体；采用优质冲洗液、隔离液有效分离钻井液和固井水泥浆；做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作。(3)水泥浆闪凝后的处理方法水泥浆发生闪凝后要立即根据现场施工情况，在保证设备和井下安全的条件下用高泵压顶替，如果可能，应迅速接水泥车顶替，尽可能多将水泥浆替到环空内，后采用挤水泥的方法补注水泥。(4)水泥浆触变性水泥浆触变性是指由子水泥浆在流动时具有较好的流动性能，但稍静止其迅速形成胶凝给构，水泥浆失去流动能力。其中，水泥浆形成触变性的原因有：材料方面的原因。如水泥浆中添加了超细材料或钙质含量较高的外加剂，易形成较强的网状结构，造成水泥浆触变性强；井内流体混入水泥浆中，尤其是高含钙离子的地层水也会引起水泥浆触变性；高密度钻井液中固相含量高，水灰比小，也易形成触变性；水泥车混合能力偏低，混合能小，混配的水泥浆的触变性一般较强。防止水泥浆触变性的技术措施有：采用高效的分散剂，改善水泥浆流变性；注水泥作业过程中要注意压力平衡，确保压稳地层流体，防止地层流体侵入水泥浆中；采用大功率、高混合能力的水泥车施工；保持注水泥施工连续，防止停泵；水泥浆发生触变性后要根据现场施工情况，可在配浆水中加入分散剂，并确保连续施工。（5）水泥浆过度缓凝水泥浆过度缓凝是指由于水泥浆稠化时间过长，造成水泥石强度发展缓慢甚至不凝固，造成无法有效封固油气水层。水泥浆过度缓凝的原因有：水泥浆中添加了过量混凝剂；施工时混配的水泥浆密度远低于设计密度；井下实际温度远低于实验温度，由于温度对水泥浆强度发展影响很大，温度愈低，水泥浆强度发展愈缓慢；水泥浆顶替效率低，水泥浆中混入钻井液，造成水泥浆过度缓凝；防止水泥浆过度缓凝的技术措施有：添加合适的水泥浆缓凝剂，在保证施工安全的条件下，稠化时间一般在施工时间的基础上附加30-60min；采用水泥浆促凝剂或水泥浆早强剂加快水泥浆早期强度的发展；在现场施工过程中控制水泥浆密度在设计值的上下0.03K9儿范围内；采取有效措施，提高水泥浆顶替效率；准确求取现场施工的固井参数，尤其是井底循环温度值，按实际温度进行室内水泥浆实验；做好水泥浆配浆水陈化实验和现场大样复查工作，大样不合格的水泥桨不允许入井。水泥浆过度缓凝后只能延长水泥浆候凝时间，待水泥浆凝固后才能进行下步作业。（6）水泥石强度衰退水泥石强度衰退是指在井下条件下，水泥石发生退化化，封隔能力降低的现象。在高温下，常规的油井水泥在大于100条件下一般会发生强度衰退。水泥石强度衰退的原因有：常规水泥浆一般在110以下，水化后形成低渗透率、高强度的雪硅钙石，当温度进一步升高，其强度降低，渗透率增加，封隔能力下降。水泥石渗透率较高，遇到高腐蚀的流体侵入水泥石，造成强度衰退。在高温热采内，由于注入蒸汽，造成地下水泥石受高温强度衰退。防止水泥石强度衰退的技术措施有：当井底静止温度大于110时，添加水泥浆高温强度稳定剂（硅粉），当温度为110130时，添加量为35%，当温度大于130时，加量为35% 45%温度愈高，硅粉量愈大；当地层流体腐蚀性强时，加入如非渗透剂、超细材料等降低渗透率；在高温热采井水泥浆中要加入适量的高温强度稳定剂。水泥石发生高温强度衰退后，其封隔能力严重下降，目前没有较好的处理办法，应注意井下作业的安全性。5. 注水泥施工复杂情况注水泥施工复杂情况是指在注水泥施工中，由于水泥浆性能、井下复杂地层或施工工艺等方而的原因，造成注水泥作业复杂情况或失败。主要包括注水泥漏失、灌香肠、注水泥替空等复杂情况和事故。（1）注水泥漏失注水泥漏失是指在注水泥或替浆过程中，由于环空液柱压力和环空摩阻之和超过地层破漏压力，水泥浆漏失到地层，造成水泥浆返高不够、油气水层漏封和水泥胶结质量差。注水泥漏失的原因有：地层方面的原因有地层渗透率高，发生水泥浆渗