固井技术操作规程

　一、固井设计与审批 ： 

　1、固井施工必须有设计，并按规定程序审批后方能施工。

　 2、套管设计要求： 套管柱强度设计应考虑井眼情况，结合SY/T5322套管柱强度设计推荐方法设计。

　 3 、注水泥浆量依据电测井径计算,附加系数一般取10-20%。同时考虑水泥浆与井壁“接触时间”的超量设计，主要油气层以上200米接触时间必须在8分钟以上。气井各层套管原则上返到地面，所选用的水泥品种规格，应与井下情况适应。

　 4 、使用两凝或多凝水泥固井时，促凝水泥一般应返至主要油气水层以上200米，缓凝水泥的稠化时间要大于促凝水泥的稠化时间120分钟以上。

　 5、  在油、气层段，井斜、方位变化大的井段，尾管与套管重合段，加入一定数量符合SY5024规定的扶正器。

　 6、  下套管时，套管内的掏空深度，压差一般 不超过5Mpa。

　 7 、 水泥浆注替排量，应根据井眼条件综合考虑。依据实测的钻井液、水泥浆及隔离液 流变参数，优化设计施工排量及泵压。

　 8 、 水泥稠化时间的确定：稠化时间＝施工注替时间＋1.0～2.0小时，尾管固井稠化时间还应附加将水泥浆循环出井口的时间。

　 9  、水泥试验温度的确定，根据电测静止井温×（80～85）%或井底循环温度。

　 10、  试验压力和升温时间：试验升温时间按水泥浆从井口到井底的时间，试验压力按钻井液柱压力折算。

　 11、水泥品种和水泥浆体系的选用：井温低于110℃者，选用纯G级水泥或D级水泥。井温在110℃以上井者，水泥中应加入重量比35%的符合要求的石英砂。水泥浆密度大于2.0 0g/cm3,应选用加重水泥。水泥浆密度小于1.80 g/cm3,应选用低密度水泥。含油气地层固井, 应选用具有防窜能力的水泥浆体系。含盐岩地层固井, 应选用具有抗盐能力的水泥浆体系。

　 12、水泥浆性能：密度一般情况应大于井浆，流动度要大于200mm，游离水小于1.4%,初始稠度值小于10Bc，15～30分钟搅拌时间最大稠度值小于30Bc，水泥石的最小抗压强度，24小时必须满足≥13.8MPa，其养护压力与温度条件取决于实际井下情况。

　 8.1.13  水泥浆污染试验，应作水泥浆与隔离液、水泥浆与井浆、水泥浆与井浆与隔离液各种比例（每增减10%为一试样）的污染试验，养护条件与水泥试验的条件一致，养护时间为施工时间。污染后的高温流动度

　≥120mm。特殊井、复杂井应作污染稠化试验，试验条件与水泥稠化试验试验条件一致。稠化时间同8.1.8的要求。

　 8.1.14  注水泥前坚持采用隔离液，隔离液应具良好的隔离效果，有稀释、悬浮作用，其数量一般占环空高的100m～300m的容积。

　 8.2  固井准备工作

　 8.2.1  深井、超深井、区探井、重点井、复杂井、特殊工艺井的油气层套管固井，固井施工由固井承包单位主管生产的副经理或主任工程师负责，各参加施工单位应明确职责与分工，并各尽其责，搞好协作配合工作。

　 8.2.2  固井施工前半个月必须召开固井现场办公协作会，由钻井、固井等 参加施工的有关单位负责人或工程技术人员参加，解决有关设计、工艺、材料、设备等项具体问题，并安排进度。

　 8.2.3  钻井单位按现场协作会要求的进度认真做好以下准备工作。

　 8.2.3.1  井场应整理好套管堆放的场地，准备好套管管架，套管到井场后严格按设计顺序排列整齐。套管卸车、吊装和排列时，不准对套管猛击、猛撞，不准将套管直接从车上撬到地面，套管护丝必须用手上紧。

　 8.2.3.2  认真检查测量入井套管、工具、附件,并按入井顺序配好，排列无误。设计的工具、附件位置，灌钻井液位置和预计的阻卡位置，均应在套管上作出明显的标记。

　 8.2.3.3  落实并准备好下套管工具:液气大钳、钳头、套管吊卡、内径规和套管帽，灌钻井液用的管线、灌浆帽。

　 8.2.3.4  认真检查井架、天车、游车、钢丝绳、刹车系统、动力传输系统。套管负荷重，应倒换磨损严重的钢丝绳。校正好指重表和压力表。对于尾管固井，必须对送尾管的钻具进行称重、通水眼、试通胶塞、复核长度和位置。对回接固井要用铣锥清铣喇叭口，并校正好喇叭口深度。

　 8.2.3.5  对钻井泵、高压管线、由壬、高压闸阀要认真检查，保证施工安全，两台钻井泵必须上水良好，缸套直径满足要求。高压管线和保险销能承受替钻井液时的最高泵压，不刺、不漏、不蹩。

　 8.2.3.6  认真检查准备好钻井液循环池，池与池之间不能互窜；按要求储备钻井液；固井水罐必须清洗干净；闸门不能刺漏和互窜；固井用水的水质和数量应符合设计要求。

　 8.2.3.7  下套管前必须校正井深，电测后下原钻具通井，通井时应用大水眼钻头，在井眼安全的前提下适当增大排量循环，彻底清洗井眼,进出口密度差小于0.02 g/cm3。必要时可用高粘钻井液彻底清扫井底，保证井底清洁、无沉砂。对于阻卡井段要反复划眼使井眼通畅。

　 8.2.3.8  凡井身质量差，全角变化率和井斜角超过规定者，必须采取相应措施保证套管下到设计井深。如果环空间隙小于17mm，有条件必须进行扩眼后方允许下套管。达不到上述基本要求不允许下套管、注水泥。

　 8.2.3.9  处理好钻井液性能，使其性能符合固井施工要求，保持钻井液液柱压力与地层压力相对平衡，保证在施工过程中钻井液和水泥浆液柱压力必须压稳油、气、水层，不发生油、气、水窜和井漏。深井、超深井、复杂井、特殊工艺井固井，钻井液不能污染水泥浆,否则应按设计要求处理一定数量的抗污染钻井液满足固井要求。

　 8.2.3.10  固井前取准电测井底温度、井径、井斜、方位和主要油、气、水层及复杂层地质资料。

　 8.2.3.11  下套管前检查井控系统，更换防喷器芯子。

　 8.2.3.12  下套管前，井队技术员按清单所列数量、规格，逐项检查验收。浮箍、正反接头、循环接头、试压接头、升高短节和联顶节等，必须事先与相应的套管合扣。

　 8.2.3.13  联顶节、水泥头试压标准：127mm、177.8mm、244.5mm,一般井清水试压20～30MPa；339.7mm试压10Mpa，稳压30分钟，压降小于0.5MPa为合格。

　 8.2.3.14  固井地面高压管汇试压标准：127mm、177.8mm、244.5mm套管固井时，一般井清水试压10～30MPa；超深井清水试压35MPa，3分钟不降为合格。

　 8.2.3.15  胶塞、阻流环试压10MPa，5分钟不漏、不破、不裂为合格。

　 8.2.3.16  浮箍试压标准：177.8mm套管以下（含177.8mm）试压25MPa，244.5mm套管试压15～20MPa,339.7mm套管试压8MPa，5分钟不降为合格。

　 8.2.3.17  套管头试压以采气井口和套管抗内压两者工作压力低的为依据。

　 8.2.4  特种螺纹套管检查工序应按API或厂家规定项目检查。圆螺纹套管按以下10道工序进行严格检查。

　 8.2.4.1  通内径：用标准内径规逐根通过。

　 8.2.4.2  查外表缺陷：查斑痕、裂纹、伤痕，其深度超过壁厚的12.5％不用。

　 8.2.4.3  查弯曲度：用肉眼观察有弯曲者不用。

　 8.2.4.4  查椭圆度：公母扣椭圆度超过0.5mm者不用。

　 8.2.4.5  查管体的标号、壁厚、厂家及出厂日期。

　 8.2.4.6  用测厚仪测壁厚，壁厚薄于标准壁厚的12.5％者不用。

　 8.2.4.7  查管体钢级、丝扣。

　 8.2.4.8  探伤检查，有疑问者不用。

　 8.2.4.9  按标准试压。

　 8.2.4.10  丈量长度。

　 8.2.5  下套管前5～10天，根据固井设计对套管规格和数量校对无误后，按顺序送到井场，并附加3％备用。

　 8.2.6  套管入井前现场必须对套管按以下6道工序检查。

　 8.2.6.1  通内径：用标准内径规逐根通过。

　 8.2.6.2  查外表缺陷：查斑痕、裂纹、伤痕。

　 8.2.6.3  查弯曲度：用肉眼观察有弯曲者不用。

　 8.2.6.4  查管体的标号、壁厚、厂家及出厂日期。

　 8.2.6.5  查管体钢级、丝扣。

　 8.2.6.6  复核长度。

　 8.2.7  固井公司在开完固井现场协作会后应按进度要求做好如下工作。

　 8.2.7.1  储灰罐、吹灰小罐运送到井场指定位置排列好，待水泥到井场后，组织灰罐工按要求吹灰入罐。入罐水泥必须用10mm筛网过滤，对于加重水泥、加砂水泥、低密度水泥和硅粉干混外加剂水泥必须倒罐三次以上,确保混拌均匀，并记录下每个罐所装水泥数量和批号。

　 8.2.7.2  到井场的水泥和水泥添加剂必须符合有关标准规定。水泥必须为同一批号并在保质期内，不得受潮结块。严禁不同批号的水泥混装在同一灰罐内，批号不清楚时必须取样做试验。水泥和水泥添加剂到井队后，应妥善保管，不得受潮，破损、污染井场。

　 8.2.7.3  按固井现场协作会的要求，认真准备好符合标准的固井工具、附件，并及时送到井场,特殊工艺井要按特殊要求准备。

　 8.2.7.4  按固井设计要求，准备好施工车辆、设备、高压管汇和水泥头，参加施工的车辆设备和高压管汇、水泥头要认真检查，保证一切设备工作正常。固井公司要制定好注水泥施工技术方案。

　 8.2.7.5  固井施工前，做好水泥实验工作，水泥实验必须满足设计要求，由水泥试验人员多点取样，取样应具有代表性，不得有异常情况。注水泥施工前必须复查大样，大样复查必须满足设计要求，与小样实验一致。固井施工前要将附有稠化曲线的水泥实验报告交固井现场负责人。

　 8.3  下套管

　 8.3.1  下套管前应做好劳动组织分工，落实到人头，明确各岗位职责及操作要求。

　 8.3.2  下套管中必须按设计要求依次下入套管及附件。套管鞋以上的五根套管（包括附件）用套管丝扣粘接剂粘接或在丝扣联接好后进行铆固。

　 8.3.3  套管在场地上将丝扣清洗干净，母扣均匀涂抹好符合SY/T5199规定的螺纹脂，公扣用手上紧护丝。

　 8.3.4  不准在井口擦洗套管丝扣、抹螺纹脂。井口套管要用套管帽盖好，严禁落物掉入套管内或环形空间。套管上钻台必须戴护帽，绳套要牢固。

　 8.3.5  N80钢级及以上的套管，均不准在套管上作任何焊接工作。

　 8.3.6  下套管时，井场只能使用一只内径规，并指定专人看管，每根套管同井内套管柱联接前和交接班都必须见实物，下完套管回收。

　 8.3.7  套管串的下入速度应缓慢均匀；在易漏井段，严格控制下入速度，每根套管均匀下放速度小于0.5m/s。

　 8.3.8  下套管悬重超过300kN后必须挂水刹车或电磁刹车。

　 8.3.9  套管入井上扣时为防止错扣；339.7mm以上套管应用链钳引扣，液压大钳紧扣，上扣扭矩符合API规定，双吊卡下套管时上提套管高度不超过吊卡台肩100mm。

　 8.3.10  下套管中途遇阻、卡，在套管强度安全系数内慎重处理，不能猛提、猛刹、猛放，更不能卡上卡瓦强转套管，应循环钻井液，轻提慢放，活动试下，但方钻杆不得进入转盘。

　 8.3.11  按设计掏空深度，定点、定量灌满钻井液，并以悬重增量和灌入钻井液量为依据进行检查核对。

　 8.3.12  下套管过程中，应定岗负责观察钻井液出口、钻井液循环池液面变化情况，如有异常，要及时分析研究。如因故检查设备，保持套管慢慢下放。

　 8.3.13  下联顶节时，紧扣要适当，吊卡离转盘面约1m时，放好垫铁，慢慢下放距垫铁面0.1m处关好防喷器（表层套管必须找正）后，再座套管。

　 8.3.14  在下套管过程中随时检查备用套管根数及编号，确保下入管串数据准确无误。

　 8.3.15  下完套管应循环钻井液一周以上，待井下正常后，方能注水泥。

　 8.3.16  下套管施工要求

　 a.严格按设计要求的套管排列顺序入井，套管下到设计井深。

　 b.无套管滑扣、脱落，无套管及工具附件损坏。

　 c.套管及管串附件上扣扭矩符合API规定，管串附件安装方法正确。

　 d.下完套管能建立正常排量下的循环。

　 e.下套管作业不得导致井漏、井喷及井下复杂，不得造成人身伤害及设备损害。

　 8.4  注水泥

　 8.4.1  注水泥前固井工程技术人员和钻井承包公司的技术负责干部必须到现场共同组织分工、定人、定岗和定责，明确操作要求和注意事项并逐岗检查落实。

　 8.4.2  由现场施工的技术负责人负责按设计指挥固井施工。

　 8.4.3  各种配浆水必须专罐专储专供，不得互窜互混，供水排量必须满足水泥浆配制的要求。

　 8.4.4  注水泥前，应按本标准8.1.15的要求注入隔离液。

　 8.4.5  注水泥排量必须满足工程设计或井下情况的要求。

　 8.4.6  应采用有效办法，严格控制水泥浆两凝界面。

　 8.4.7  注水泥过程和水泥浆返出地面时，均应分别取留水泥浆样。

　 8.4.8  水泥浆密度按8.4.15.c执行。

　 8.4.9  注替上返速度符合设计要求，替入的钻井液应有专人计量。注替过程中，时刻注意泵压变化和返出情况，发现异常应采取相应措施，作好返出计量。

　 8.4.10  注水泥、替钻井液应连续施工。

　 8.4.11  碰压，应根据替入钻井液量及泵压变化情况确定。压力上升变化值不超过5MPa。

　 8.4.12  固井结束后，应严格按固井工程设计的时间和取样的实际凝固情况候凝。

　 8.4.13  整个固井施工和候凝过程应按设计要求，有效地实施油气层保护和井控措施。

　 8.4.14  应采用固井现场施工三参数实时监测仪表进行施工全过程的监测，包括密度压力和排量（含累计量），计量包括注水泥浆量、隔离液量、替钻井液量和返出钻井液量。

　 8.4.15  注水泥施工质量保证。

　 a.严格按固井施工设计要求组织施工，并按要求的程序注替水泥浆、钻井液及隔离液等，其数量和排量符合设计要求。

　 b.注替水泥浆施工连续，管线不刺漏。

　 c.水泥浆密度均匀，必须达到设计要求。单车和全井注水泥浆密度均应控制在设计要求值的±0.03g/cm3范围以内,平均密度应控制在设计值的±0.01g/cm3范围以内(每两分钟不少于1个测点)。

　 d. 满足上述a、b、c、，且水泥浆单点密度合格率≥60%者，即为固井施工质量合格；≥90%者为施工质量优；连续两点偏差±0.05g/cm2作降级处理。

　 8.5  尾管固井 

　 8.5.1  井眼准备，对上层套管必须用大于尾管最大外径尺寸的通径规通过。裸眼段应认真划眼，彻底洗井。

　 8.5.2  尾管必须悬挂，尾管与上层套管重叠长度应控制在100～200m，此重叠段应加5～7个扶正器。

　 8.5.3  认真作好尾管悬挂器的地面检查、测量。入井前厂家必须提供试压数据和可靠的销钉剪断力及中心管密封环试验数据。中心管密封环试压值应为注水泥时最大泵压的1.5～2倍。悬挂器符合SY5083的规定。

　 8.5.4  送尾管要严格控制下放速度。要求每个立柱均匀下放不少于1～1.5分钟。

　 8.5.5  下套管前必须检查校正指重表、压力表，指重表要考虑环境温度的影响，保证准确、可靠。

　 8.5.6  悬挂器入井后应锁上转盘销子，严防转盘转动。

　 8.5.7  使用液压式悬挂器下井工艺。

　 8.5.7.1  将尾管送至设计井深，灌满钻井液，依次接好短钻杆、短方钻杆，投球三通和长方钻杆。

　 8.5.7.2  调到设计方余，开泵循环畅通,将裸眼环空内的泥浆循环到悬挂器以上后方能投球。

　 8.5.7.3  投球后可开泵,但压力不得超过悬挂器坐挂压力的三分之二,小排量泵送憋压球一定时间，但应密切注意压力表变化，待球落到球座后，再憋压、座悬挂器。

　 8.5.7.4  验证座挂好后，继续憋压，剪断球座销钉，建立循环。

　 8.5.7.5  下放钻具至指重表读数为钻具称重的悬重时，（尾管长度短时，应加压使其悬挂器卡瓦座牢）启动转盘正转倒扣，每次5～10圈，同时记录正转圈数与回转圈数，直至无回转为止。

　 8.5.7.6  上提钻具，验证悬重证实反扣接头倒开无误后，下放到原倒扣位置，试探悬挂器深度，不变时，才能座井口，作注水泥固井的准备工作。

　 8.5.8  尾管注水泥工艺要点

　 8.5.8.1  注水泥施工总时间计算应从配水泥浆开始至残余水泥浆全部返出井口为止。施工总时间再加1～2小时，作为水泥浆稠化时间。失水控制在小于150ml(7MPa、30分钟)范围内。

　 8.5.8.2  当水泥浆量小时，宜采用批量混合方法配注水泥。

　 8.5.8.3  必须进行管内外压力平衡计算，管外压力高于管内1～3MPa。

　 8.5.8.4  小间隙尾管固井应选择适当类型的隔离液。

　 8.5.8.5  注水泥前洗井应不少于两周，特别要注意排气。

　 8.5.8.6  注替完水泥浆后，起钻3～5柱冲洗多余水泥浆。待多余水泥浆全部返出放掉之后，继续循环控制回压，也可再起5柱以上钻杆后关井憋回压候凝至水泥浆凝固为止。

　 8.6  分级固井

　 8.6.1  根据井况选用分级注水泥工艺，可分为连续式和间断式两种。

　 8.6.2  分级箍安放位置确定原则

　 8.6.2.1  分级箍位置，主要取决于地质要求即油气水层及漏层位置。分级箍一般置于油气层或漏失层以上200m左右，岩性致密、井径规则、井斜变化率不大的井段，或水泥浆漏失面以下。

　 8.6.2.2  第一级水泥最大返高按套管鞋处地层破裂压力和漏层最大承压能力而定。

　 8.6.3  使用分级注水泥设计套管柱时，要求校核分级箍以上最弱点套管的抗拉强度；在第二级注水泥关闭套管时，要考虑最高压力产生的附加轴向张力；要求244.5mm以上的套管抗拉安全系数不低于1.60，177.8～127mm的套管不低于1.80。

　 8.6.4  使用非连续性分级箍工具时，第二级注水泥施工时间应在第一级水泥浆终凝后进行。

　 8.6.5  应在关闭塞前后注入一定数量水泥浆，保证在分级箍处套管内有50～80m的水泥浆。

　 8.7  井口装置及套管试压

　 8.7.1  井口装置及套管头按额定工作压力最低者试压。

　 8.7.2  套管试压

　 a)表层套管、技术套管按套管最低抗内压强度80%、套管头和井口装置额定工作压力三者中最小者试压。

　 b)油、气层套管试压，候凝72小时之后方可进行，其套管试压在声幅电测后进行。

　 c)油、气层套管按最高关井压力、套管头、采油树工作压力和套管抗内压安全强度中的最低者进行试压。

　 d)试压采用清水，稳压30分钟，压降不超过0.7MPa为合格,记录最终承受压力供关井参考。

　 e)采用悬挂回接固井应对其喇叭口进行试压，稳压30分钟，检查喇叭口水泥封固质量。

　 f)高压区及有特殊要求的井，按实际情况另定。

　 g)试压不合格的井，经采取补救措施达到上述标准者，亦算合格。

　 8.8  固井后期工作

　 8.8.1  水泥浆返出地面后，必须用清水冲洗井口（四通等），关井候凝。

　 8.8.2  套管内尽可能采用敞压候凝，关井候凝期间，有专人观察井口压力，如压力上升，则缓慢泄压至关井时的压力。该次固井套管外的环形空间，不管憋回压与否，如压力上升，只要在封井器允许的承受能力之内均不能放压。

　 8.8.3  注水泥替钻井液结束后，应及时清理井场、所有固井工具和设备，做到工完料尽，场地清洁。

　 8.8.4  注替完时，返出或多余的水泥浆和钻井液必须妥善处理，不得造成污染。

　 8.8.5  应在固井时所取的水泥浆样品终凝24小时后，再卸联顶节及完成井口安装作业；卸联顶节前，先吊开原井口，露出第一根套管接箍，并加以固定。

　 8.8.6  套管与井口的联接应采用套管头，套管头应符合SY/T5127的规定。

　 8.9  固井质量标准

　 8.9.1  套管下到设计井深。

　 8.9.2  水泥返高达到设计要求，水泥塞长度不超过设计长度的200％（特殊固井例外），后期完成井人工井底（口袋）不少于10m。

　 8.9.3  套管不断、不破、丝扣密封好，主要油气层井段凝固胶结良好，不窜、不漏。

　 8.9.4  套管外水泥浆固结质量的鉴定

　 8.9.4.1  以声波全波列测井或声幅曲线为准，暂无全波列测井仪的，可暂以声幅曲线鉴定水泥环质量。

　 8.9.4.2  声幅检查应在注水泥后24～48小时内测完，超过48～72小时者，声幅解释水泥环封固井段质量应降低一个等级考核（特殊要求井如尾管、分级、长封固段、缓凝水泥等例外）。

　 8.9.4.3  声幅曲线的解释，分为优、合格、差三个等级。声幅值低于15％者优良，位于15～50％者为合格，超过50％者为差。

　 8.9.4.4  声幅曲线解释的固井质量，应以优质率和合格率进行考核，具体方法如下：

　 a、优质率＝（优质井段段长/封固井段段落长）×100％

　 b、合格率＝（合格井段段长＋优质井段段长）／封固井段段落长×100％

　 c、油气层和主要目的的层封固合格、或全井合格率≥60％者，解释为封固质量合格。

　 d、主要目的的层封固优，并且优质率≥60％，解释为封固质量优质。

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