固井复杂情况及处理措施
套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘阻卡；二是井眼缩径阻卡；三是井眼坍塌和砂桥阻卡。
发布时间：
2022-08-22
来源：
==下套管复杂情况==
1.套管阻卡
套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘阻卡；二是井眼缩径阻卡；三是井眼坍塌和砂桥阻卡。
套管阻卡的原因及影响因素
1)套管粘吸卡是由于套管外径大于钻杆外径，套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积，上扣时间要大于钻杆的上扣时间，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，特别是钻遇蠕动性盐岩层或由于钻井液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）下套管前没有认真通井，对缩径段没有很好的划眼，易造成卡套管事故。
4）下套管作业没有认真准备（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。
5）中途测试、取芯、电测后没有通井直接下套管易发生卡套管事故。
6）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。
7）下套管前对漏失层没有很好的堵漏，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。
8）高压层下套管前没有压稳，在下套管过程中发生溢流，环空液柱压力下降，易发生井塌，造成卡套管事故。
9）井口不正，下套管上扣时反复错扣，下套管时井下套管静止时间长且没有活动套管，易发生卡套管事故。
10）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。
11）下套管时遇阻，盲目下压，造成下套管由遇阻变成套管卡死。
预防发生套管阻卡的技术措施
1）下套管前认真通井，对缩径段要反复划眼。
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、取芯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备(包括人员组织、工具等)，尽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的堵漏，并控制下套管速度，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，下钻处理井眼，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，防止下套管上扣时错扣。
12）必要时使用套管扶正台，采用人工和机械扶正套管，防止下套管上扣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，如失效要采用人工灌浆。
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)采用人工灌浆时，在灌浆间隙要不停的活动套管，上下活动套管距离不小于2m，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。
套管阻卡的处理方法
套管遇卡后，应在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。
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，后在套管和设备（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。
如果强力活动数次后（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
套管缩径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，应坚持先小排量低压循环钻井液，后逐步提高钻井液的粘度、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进行处理。大多数情况下选择小排量固井的方法，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）如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。
2. 套管断裂
套管断裂的原因及影响因素
1）套管设计时安全系数偏低，没有考虑如温度变化、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）套管浮箍以下由于没有对套管丝扣联结处加以固定，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，施加压力太大，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，造成套管破坏断裂。
9）在热采井中，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。
防止套管断裂的技术措施
1）下套管时防止套管错扣，不允许在错扣处含接。
2）套管遇阻卡后，不能强拉强提，上提2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丝扣处采用铆钉固定，防止在阻水泥塞或下部钻进过程中造成套管脱落。
4）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，应采用防硫套管和井口装置。
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。在铤未出套管鞋时，转数不大于60r/min，钻铤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. 套管挤毁
套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淘空太长，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大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。
4. 套管附件和工具复杂情况
浮箍、浮鞋复杂情况
浮箍、浮鞋堵塞：下完套管后，循环不通，开泵压力持续上升，井口不返浆。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.下套管时及时灌浆，控制淘空深度，防止回压阀被压破；c.控制下套管速度，防止损坏浮箍浮鞋；d.适当控制钻井液循环排量和循环时间。
解决措施：A在注水泥前在环空中适当加压或在套管内注入一段低密度流体，判断浮箍浮鞋的工作状况；B如果浮箍浮鞋已经失效，对于常规固井可以采用关井侯凝的方式，对于尾管固井或双级固井，则采用管内外液柱平衡压力固井方式。
双级箍复杂情况
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：1.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；2.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；3.一级固井水泥浆性能设计不当，如稠化时间短，返到双浆箍以上时水泥浆已经稠化，或是水泥浆与钻井液相溶性差，造成上浆箍处的水泥浆胶凝，无法顺利打开上双级箍；4.一级固井后发生环空堵塞，造成双级箍无法打开；5.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；6.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。
双级箍的不开的处理方法有：1.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；2.如果水泥浆已经返到双级箍以上，先测声幅，在水泥面以上50米射孔，建立循环，进行二级固井；3.如果双级箍以上没有特殊地层没有高压地层，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，可从井口返注水泥浆固井。
（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：1.管内外静压差大，造成关闭双级箍压力高；2.双级箍本身加工质量设计有缺陷，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；3.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；4.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。
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、封的严、倒的开、提的出”。其复杂情况主要包括以下几种：
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）的卡瓦提前座挂的原因有：1.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挂销钉剪切压力，造成尾管悬挂器的卡瓦提前座挂；2.下尾管速度太快，也可能造成卡瓦提前座挂而遇阻；3.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。
尾管悬挂器座挂不上
尾管悬挂器坐挂不上是指在尾管悬挂器不能有效的将尾管重量悬挂在上层套管上。尾管悬挂器坐挂不上的原因有：1.上层套管内壁没有刮干净、套管内壁磨损严重或套管壁厚小、强度低或坐挂位置正好处于接箍等原因可能造成悬挂不上；2.悬挂器本身设计缺陷，如：坐挂卡瓦设计不当，不能实现自锁，尾管悬挂器坐挂液缸设计间隙不合适，造成活塞不能有效上行等；3. 尾管悬挂器坐挂卡瓦在下尾管过程中被损坏；4. 悬挂重量大，悬挂器本体发生变形，活塞上行阻力大；5. 钻井液固相含量高，性能不稳定，造成坐挂液压缸堵塞。
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：1. 密封芯中密封圈在组装时损坏；2. 密封圈不耐高温；3. 在判断是否已经倒开扣时上下提中心管造成密封圈损坏。
尾管悬挂器密封失效后的处理办法：一般只能将送放工具提出，在尾管内下封隔器注水泥。
尾管封隔器倒不开、提被出
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：1. 倒扣时，倒扣螺母处受力，造成倒扣困难；2. 倒扣螺母处有脏物，造成粘扣；3. 倒扣螺母设计强度低，在下尾管时已经变形；4. 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。
==水泥性能复杂情况==
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：水泥闪凝、水泥浆过度缓凝、水泥石强度衰退等。
1.水泥浆闪凝
水泥浆闪凝是指在注水泥过程中由于水泥浆性能发生突变，水泥浆提前发生稠化或凝固，造成固井失败。
（1）水泥浆闪凝的原因
1. 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。
2. 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间和凝固时间。
3. 固井水泥浆与钻井液相溶性差，钻井液混入水泥浆中。
2.水泥浆触变性
水泥浆触变性是指由于 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结构，水泥浆失去流动能力。
水泥浆形成触变性的原因
1) 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。
2）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。
3）高密度钻井液中固相含量高，水灰比小，也易形成触变性。
4）水泥车混合能力偏低，混合能力小，混配的水泥浆的触变性一般较强。
3.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
1）水泥浆中添加了过量缓凝剂。
2）施工时混配的水泥浆密度远低于设计密度。
3）井下实质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，水泥强度发展愈缓慢。
4）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。
4.水泥石强度衰退
水泥石强度衰退是指在井下条件下，水泥石发生强度退化，封隔能力降低的现象。在高温下，常规的油井水泥在大于110°条件下一般会发生强度衰退。
==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，由于水泥性能、井下复杂地层或施工工艺等方面的原因，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。
2. 灌香肠
注水泥灌香肠是指在注水泥过程中，由于水泥浆闪凝、套管内堵塞或环空桥堵等原因造成水泥浆返不到设计井深，套管内水泥塞过长等。
3.注水泥替空
注水泥替空是指在注水泥替浆过程中，由于替钻井液量超过设计量（一般为套管内容积），造成套管下部环空没有水泥浆。
4. 水泥胶结质量复杂情况
水泥胶结质量复杂情况是指在注水泥施工结束后，由于水泥浆性能、施工质量或其他原因造成油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等影响胶结和封固质量的复杂情况。
套管,水泥
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