《石油工业概论》课件-项目六：完井作业

二次开钻准备工作钻井施工技术课程目录CONTENTS入井钻头检查01钻水泥塞02高压试运转03入井钻头检查01入井钻头检查类型钻头高度钻头水眼焊缝牙齿螺纹入井钻头的检查内容入井钻头检查钻头高度的测量测量注意事项（1）将钻头工作刃朝下，竖直摆放在平硬的垫板或地面上。（2）将钢板尺平放在外螺纹根部台肩上（无体式钻头）或内螺纹台肩上（有体式钻头）。（3）用钢卷尺或直尺从垫板或地面竖直向上量至钢板尺下部边缘，所对应的刻度尺寸即为钻头高度Ｌ，如图所示。（1）测量钻头高度时，一定要将钻头平放在平硬的垫板或地面上，不能放在松软的泥地或沙地面，更不能让钻头倾斜。（2）读数时采用“四舍五入”的方法，手握钢尺或直尺测量时，一定要竖直放立，不能偏斜，两眼应平视直尺上的刻度，不能斜视。（3）将所量尺寸与钻头编号记入钻头卡，若是无体式钻头应将钻头使用高度和钻头全高都同时记入钻头卡内，以便计算井深。0102钻水泥塞02钻水泥塞一般表层套管固井完井后，因替浆量控制不准，都留有3～5m的水泥塞。钻掉表层套管内的水泥塞，用二次开钻时的钻具结构和钻表层时所用的钻进参数即可。一般采用牙轮钻头，开始时采用推荐的最小钻压和低转速，然后逐渐增加钻压和转速，以保持最佳钻速。如果水泥塞较硬，可适当增加钻压。1.在表层套管内钻水泥塞（1）钻具结构要满足井身质量控制的要求，钻头可根据井下附件的材料，选用适用钻头。（2）下钻过程中要分段循环，钻头到胶塞位置，要调整好钻井液，钻进时可采用轻压、慢转、适当排量。（3）钻水泥塞时，应处理维护好钻井液，防止被水泥污染。（4）每钻1～2ｍ水泥塞，要提起方钻杆划一下，直到把水泥塞钻完。2.在技术套管内钻水泥塞（1）钻具结构：牙轮钻头（或PDC钻头）（直径比套管串最小内径小4mm左右）＋120mm钻铤＋73mm钻杆十76.2mm方钻杆。（2）下钻要分段循环，调整好套管内钻井液，排量一般为10L／s左右。（3）遇到水泥塞加压１0～３０ｋＮ钻进，每钻２０～３０ｍ，要循环清洗，直到离阻流环１～２ｍ时停止钻进。循环洗好井，起出钻具测声幅，待试压合格后交井。3.在生产套管内钻水泥塞（1）井口操作要精心，严防井下落物、卡钻。（2）下钻时要控制速度，特别是“灌香肠”的井，注意水泥塞遇阻。（3）生产套管钻水泥塞要分段循环，选择好排量，防上憋泵。（4）生产套管水泥塞钻完要充分洗井，防止水泥块在井内沉积，造成其他问题的出现。（5）钻水泥塞遇到橡胶、铜棒等易发生蹩钻，要防止扭矩过大，使下部套管倒开。（6）钻水泥塞时，要采用低转速，防止对套管的破坏。在检查完入井钻头和钻完套管内水泥塞后，接下来要进行高压试运转操作4.钻水泥塞的注意事项及安全要求高压试运转0302010305060444做好准备工作。钻井泵、立管、水龙头、水龙带等设备保险装置必须齐全可靠。试运转30min，钻井泵、地面高压管线、立管、水龙带、水龙头、泵压表等不刺不漏。转盘转速由低到高，交替试运转，水龙带不摆不跳。接上高压试运转钻头，接上钻杆和方钻杆，要双钳紧扣。开泵时人员应该远离高压区，待钻井泵运转平衡、泵压稳定后再检查。钻井泵上水良好，排量由小到大，逐渐达到确定排量。高压试运转的工作程序和安全注意事项高压试运转二次开钻钻具组合钻井施工技术课程目录CONTENTS直井二次开钻01定向井二次开钻钻具组合02直井二次开钻01直井二次开钻直井二次开钻常用的钻具组合与一次开钻一样，主要有两种：满眼钻具和钟摆钻具（标准钻具）。常见钻具组合如表所示定向井二次开钻钻具组合02定向井二次开钻钻具组合直井段钻具组合主要有满眼钻具和钟摆钻具。直井段定向井二次开钻钻具组合造斜井段所谓造斜，是指由垂直井段开始钻出，具有一定方位的斜井段的工艺过程。造斜段钻具：井底动力钻具造斜工具和转盘造斜工具造斜点造斜段定向井二次开钻钻具组合涡轮钻具螺杆钻具电动钻具定向井二次开钻钻具组合转盘造斜工具包括槽式变向器、射流钻头、下部钻具组合（ＢＨＡ）、导向式马达等1）槽式变向器（斜向器）2）射流钻头：钻头上安放1个大喷嘴、2个小喷嘴，靠大喷嘴射流冲击出斜井眼，如图所示。3）下部钻具组合：增斜组合（杠杆原理），按照增斜能力的大小分为强、中、弱三种增斜组合。稳斜组合（刚性满眼钻具原理），按照稳斜能力的大小分为强、中、弱三种稳斜组。降斜组合（钟摆原理），按照降斜能力的大小分为强、弱两种降斜组合。4）导向式马达：组成：弯外壳马达加两个以上扶正器，工作方式：滑动钻进—定向造斜；旋转钻进—增、降、稳斜。转盘造斜工具槽式变向器固井作业钻井施工技术课程目录CONTENTS

油井水泥01油田现场对水泥浆性能的具体要求02水泥浆性能与固井工程的关系03固井作业04油井水泥01油井水泥油井水泥是一种硅酸盐水泥。2014API标准把油井水泥分为9个级别：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ。油井水泥的工作环境是在地下，温度高,压力大,条件比较复杂，而且需要在地下存在很长时间，是与普通建筑水泥不同的特殊种类的水泥。2014我国标准也按上述分为9个级别，并分为普通型、中抗硫酸盐型、和高抗硫酸盐型３类。油田现场对水泥浆性能的具体要求02油田现场对水泥浆性能的具体要求（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。水泥浆性能与固井工程的关系03油田现场对水泥浆性能的具体要求对固井工程有较大影响的水泥浆性能包括：水泥浆的密度、水泥浆的稠化时间、初凝时间、水泥浆的失水、水泥石初凝的强度及水泥的抗腐蚀性能等。当通过调节水泥的化学成分不能完全满足固井工程的要求时，就要加入水泥的外加剂来调节。水泥干灰的密度一般为3.05～3.20g/cm3，所以水泥浆的密度取决于水灰比（水与干水泥的重量之比）。水泥浆的水灰比必须保持在一定范围，过小则流动性差，泵送阻力大；过大则将引起水泥颗粒下沉，水泥石强度下降，密封性变差。水泥浆的密度水泥浆的稠化时间是指水泥浆从配制开始到其稠度达到其规定值所用的时间。API标准中规定在初始的15～30min内，稠化值应当小于３０ＢＣ。水泥浆配制好后，随着水化反应的进行，水泥浆逐渐变稠，流动性变差。水泥浆的稠化时间油田现场对水泥浆性能的具体要求水泥浆中的自由水，通过井壁渗透入地层的现象称为失水。一般未经处理的水泥浆的失水量可达100ｍＬ每３０ｍｉｎ。大量失水将会使水泥浆急剧变稠，流动性降低，严重时造成卡死套管和憋泵的危险，并会污染油气层。因此固井时应调整好水泥浆性能，降低失水量，必要时加入降失水剂。水泥浆的失水水泥浆配制完，即开始水化，从液体转变为固态的时间就是水泥浆的凝结时间。这一时间不同于稠化时间，水泥浆的凝结时间大于稠化时间。水泥浆的凝结时间对施工有较大的影响，即从注水泥到套管被封固后可承担一定的负荷的这一段时间，就决定了固井完成到进行下一个工序所用的时间。对于封固表层及技术套管，水泥尽可能有早期较高的强度，以便尽快开始下一道工序。一般情况，表层套管水泥候凝时间是12h。水泥浆的凝结时间油田现场对水泥浆性能的具体要求API标准采用油井水泥试验的抗压强度作为水泥质量的指标，它检验水泥力学特性，能更接近水泥环的实际受力情况。水泥石的抗压强度应满足支撑套管轴向载荷，承受钻井和射孔等的震击，应能承受钻柱的冲击载荷，承受酸化、压裂等增产措施作业的压力。各种水泥标准中都给出了水泥的极限强度及早期的强度，如ＡＰＩ标准中规定表层水泥浆实验性能，水泥石强度要求24h达到35MPa。水泥石强度固井作业04固井作业钻井队HSE管理员，对固井承包商进行安全告知，由值班干部负责组织固井施工期间的协作工作，固井现场指挥勘查井场，指挥车辆就位，摆放合理，设置警戒区，固井承包商对钻井队进行安全告知，编制固井施工HSE指导书，制定安全措施和应急预案，检查确保循环系统工作正常，检查确保固井设备工作正常，安装井口工具，连接高压管线，按规定安装保险绳，确保紧固可靠，钻井监督组织召开钻井、固井、录井人员参加的技术交底会，明确现场施工指挥人、安全人员及各岗位人员。通报下套管固井准备，固井施工程序，安全注意事项和异常情况下的应急措施。固井作业准备固井作业试压：用100L/min排量冲管线，出水后关闭水泥头旋塞阀，先用150-200L/min排量憋压，当压力达到最高施工压力的二分之一时，停泵观察，无异常后，用100L/min排量试压到最高施工压力的1.2至1.5倍，停泵观察，无异常后泄压，压力值为零后打开相关的阀门。注水泥：将设计好的水泥浆注入。碰压：当顶替液剩余2000至3000L时，采用300-500L/min排量碰压，碰压附加值一般控制在3-5MPa。关井侯凝：放回水，浮鞋浮箍密封良好，若浮鞋浮箍失灵，应使管内压力高于管外压力2-3MPa。关井侯凝。固井施工工序固井作业套管试压：试压的套管柱小于或等于φ244.5的试压值为20MPa，大于φ244.5的试压值为10MPa，稳压30min，压降小于或等于0.5MPa，侯凝时间达到要求后，进行声幅变密度测井，完成固井质量评价。固井质量评价测井作业钻井施工技术课程目录CONTENTS施工步骤01风险提示02施工步骤01施工步骤1.清理场地，电缆车与井口之间无障碍。2.夜间作业有足够的照明。3.测井前应通井，充分循环处理钻井液，确保井眼畅通，井下稳定。4.测井施工前对测井队进行安全告知，双方安全负责人现场签字确认。5.司钻在钻台值班，配合测井队吊升测井设备及仪器。6.地滑轮固定牢固，转盘销子锁死，天滑轮固定牢固，提升到位后将刹把杀死并固定，测井期间摘掉总离合器。7.专人坐岗观察井口，临时灌钻井液，发现异常及时报告并采取相应措施。8.使用放射性同位素测井，应持有放射性同位素作业许可证，填写射线作业安全告知书，双方签字确认。风险提示02风险提示1.电测使用放射源测井作业，管理不到位，易造成人员辐射伤害。控制措施：测井作业单位应持有《放射性同位素作业许可证》，设置警戒区，专人警戒，作业前