四、 识别套管颜色标记（ＡＰＩ）
H-40 灰色 N-80 红
J-55
K-55
浅绿
深绿
C-95
P-110
棕
白
C-75
L-80
蓝
红/棕/红
U-150
白
五、识别螺纹
螺纹分圆螺纹、偏梯型螺纹和直连型螺纹。其中圆螺纹分有长圆螺 纹和短圆螺纹，扣尖角60、锥度1:16、25.4mm有8扣（8扣/英寸）。 螺纹代号： STC（CSG）——短圆螺纹 LTC（LCSG）——长圆螺纹 BTC（BCSG）——梯型螺纹 XL（XCSG）——直连型螺纹
一、套管柱类型
套管类型见图2。正常压力系统 的井通常仅下三层套管：导管、 表层套管和生产套管。异常压力 系统的井，至少多下一层技术套 管。尾管则是一种不延伸到井口 的套管柱。
（一）导管
导管的作用是在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装 置平面上来。这一层管柱其长度变化较大，在坚硬的岩层中仅用 10～20m，而在沼泽地区则可能上百米。 （二）表层套管
底部沉沙 水泥浆自由水聚积
五、可溶性地层注水泥 水泥浆的滤液及自由水可能溶触地层的盐岩，从而影响水泥浆与地 层的胶结，采取饱和盐水水泥浆或欠饱和盐水水泥浆即可有效地抑制 盐岩层的溶触。 六、高压气井固井 1、 水泥浆在凝固过程中存在“失重”阶段，即水泥浆封固 井段失去液柱压力，但还没有足够的胶结强度时，气体可以乘 虚而入，压差在3.5kpa的条件下气体即可侵入。
（四）生产套管（采油或采气套管） 生产套管的主要作用是将储集层中的油气从套管中采出来， 并用来保护井壁，隔开各层的流体，达到油气井分层测试，分层 采油，分层改造之目的。通常水泥返至产层顶部２００m以上。
（五）尾管 尾管是一种不延伸到井口的套管柱，分为钻井尾管和采油 尾管。它的优点是下入长度短、费用低。在深井钻井中，尾管 另一个突出的优点是，在继续钻进时可以使用异径钻具。在顶 部的大直径钻具比同一直径的钻具具有更高的抗拉伸强度，在 尾管内的小直径钻具具有更高的抗内压力的能力。尾管的缺点 是固井施工困难，尾管的顶部通常要进行抗内压试验，以保证 密封性。
3、70年前（1937年）API（美国石油学会）标准化 委员会成立。 4、此后产生了固井专用设备水泥车、化验设备和水泥 外加剂。发展了各种条件下的固井工具和固井工艺。 5、科学化固井 固井是钻井工作的最后一道工序，它的成功与否意义非 常重大，如出现固井故障，轻则造成成本浪费，重则造成 开采失败，因此各采油国都十分重视固井工作的研究。它 是一门多学科组成的应用科学，是地质、石油、机械、化 学、流体力学和电子学科等科学水平的集中体现。
（API G类或H类水泥）
当这些熟料成分与水发生水化时，将生成四种主要化合物。
凝固硅酸盐水泥中的化合物 化合物 化学式 标准代号
铝酸三钙 硅酸三钙 B-硅酸二钙 铁铝酸四钙
3CaO· 2O3 Al 3CaO· 2 SiO 2CaO· 2 SiO 4CaO· 2O3· 2O3 Al Fe
C3A C3S C2S C4AF
Ａ 根据实际地层压力确定 Ｂ 根据上履地层压力系数0.0235Ｍpa/m（用于岩膏层井段） 确定。 Ｃ 根据开发经验确定
中原油田经过26年的开发，发现仅用上履地层压力设 计是不够的，对于岩膏层的易塑性变形的地层，最大外挤 力达到上履压力系数的3.5倍，因此开发了厚壁套管，即 TP130TT，外径152mm，壁厚16.9mm，与10.5/P110比较， 抗外挤强度提高由104kg/cm2至210kg/cm2，基本上消除了 由于地层压力原因造成的套管损坏。
一、钻井资料 1、井身结构 2、下套管前钻井液性能 3、钻井复杂情况描述
二、地质资料 1、油、气、水、盐层及油顶、油底位置 2、地质分层 3、地层压力及破裂压力
三、测井资料
五、固井施工难点与措施 1、施工难点 2、对应措施
1、井径数据
2、井斜数据 3、井温数据 四、本次固井目的和方法
六、套管柱设计
讲课：杨全盛
一、固井工程的概念 利用水泥充填套管 与井壁空间的作业。
二、固井的目的 1、加固井壁，保证继续安全钻进 2、封隔油气水层，保证勘探期间的分层试油 及在整个开采过程中合理的生产油气。
三、固井的起源和发展 1、美国1903年在加利福尼亚劳姆博斯油田使用水泥浆 封堵井内油层上部的水层，法兰克和联合石油公司把50袋硅 酸盐水泥混合好后，用捞沙桶送到井内，28天以后把井内的 水泥钻掉，再钻完油层后完井。 2、中国则在1200年前在顿钻打成的井中用桐油加石灰 （CaO）加固环隙，用以开采天然气。 1910年可以在600—900米深的井内进行固井。
1、套管柱设计条件
2、套管柱设计及强度校核结果 3、入井管串结构及扶正器位置设计
七、水泥浆设计 1、水泥浆体系和性能设计 2、冲洗液和隔离液设计 3、水泥浆流变性能设计
八、相关施工参数计算 1、水泥浆量与水泥量计算 2、管柱内顶替量预算 3、最高施工压力预测 4、失重压力计算
5、施工时间计算
6、送放钻具回缩距计算
技术要求 若Pm＜10.85lb/gal，则屈服值＜10lb/100ft2
得分
钻井液屈服值
若Pm＜10.85lb/gal-15.03 lb/gal，则屈服值＜16lb/100ft2 若Pm＞15.03 lb/gal，则屈服值＜30lb/100ft2
2
钻井液塑性粘度 钻井液滤失量 钻井液循环 水泥浆密度波动范围 前置液接触时间 水泥浆化验 水泥浆滤失量 注替浆量 注替排量 注替排量 套管扶正器 活动套管 固井作业中间停止时间 碰压 试压过程中复杂情况
表层套管下入深度一般在30～150m，通常水泥浆返至地 表．用来防护浅水层污染，封隔浅层流砂、砾石层及浅层 气．同时用来安装井口防喷器以便继续钻进，它也是井口设备 （套管头及采油树）的唯一支撑件，以及悬挂依次下入的各层 套管（包括采油管柱）载荷。
（三）技术套管
技术套管用来隔离坍塌地层及高压水层，防止井径扩大，减少 阻卡及键槽的发生，以便继续钻进。技术套管还用来分隔不同 的压力层系，以便建立正常的钻井液循环。它也为井控设备的 安装、防喷，防漏及悬挂尾管提供了条件，对油层套管还具有 保护作用。
（1）乳胶是降失水泥剂发展至今最好的降失水剂之一。乳胶是乳化聚合 物属于颗粒材料，粒度在2-5μm之间。固井用的乳胶是聚乙烯类产品： ①醋酸乙烯脂、乙烯-丁二烯树脂：可用到50℃ ②苯乙烯-西二烯树脂：可用到176℃ 乳胶是固相聚合物颗粒的水分散体，靠表面活性剂保护胶体。 表面活性剂如Stabilizer434B可用到160℃； Stabilizer434C可用到193℃ （2）水泥溶性聚合物：控制失水，降低滤饼的渗透率 ①纤维素衍生物，如羟乙基纤维素 ②非离子人工合成聚合物 ③阴离子人工合成聚合物 ④阳离子聚合物
2、水泥浆失重的几种要素 ①水泥浆脱水 ②水泥浆胶凝
③水化发展 ⑤水泥浆体积收缩效应
④水泥颗粒沉降及游离水上升
3、解决方法 ①平衡压力固井技术，即钻井液、冲洗液或 隔离液及失重状态下的水泥浆静液柱压力之 和要大于地层孔隙压力。 ②加入水泥添加剂 ③借助机械方法 加裸眼封隔器 井口环空加回压 ④ 使用气密封套管
一、分类
ASTM（美国材料试验学会）分为：1、2、3、4、5 API（美国石油学会）（1953年公布第一份油井水泥标准）：A、B、C、D、E、F、 G、H、J 俄罗斯：OW-1、OW-2、OW-3、OW-4、OW-5 罗马尼亚：S1、S2、S3 匈牙利：Hmfpc、Fmfpc 保加利亚：OW、OW-SR 中国等效采用API标准1988年制定完了GBZ38-88 由于水泥石在地下存在化学腐蚀现象，主要是受Na2S04物质的腐蚀，尤其当温 度在0℃-84℃范围时腐蚀较为严重，因此水泥又细分为中抗硫酸盐型（MSR，铝酸 三钙3CaO· 2O3≤8%）和高抗硫酸协型（HSR，铝酸三钙3CaO· 2O3≤3%） Al Al 另外还有其他特种水泥：火山灰水泥、火山灰石灰水泥、胶乳水泥、高寒水泥、 铝酸钙水泥、石膏水泥、树脂水泥或塑料水泥、柴油水泥
二、水泥的主要成分 水泥化学性能 给出了油井用硅酸盐水泥典型 的氧化物分析。
氧 化 物 二氧化硅 氧化钙 三氧化二铁 三氧化二铝 氧化镁 三氧化硫 氧化钾 烧失量 （SiO2） （CaO） （Fe2O3） （Al2O3） （MgO） （SO3） （K2O）
百 分 比 22.43 64.77 4.10 4.76 1.14 1.67 0.08 0.54
七、高温井固井工艺 井温＞110℃时，易使水泥石强度衰退，因此必须在水泥浆内掺 混30-40%细硅粉。
1、利用声波测井方法
根据仪器组合和测量源 距的不同，可分为CBL、 VDL、SBT、CET、VSI、 CAST（图）
2、根据固井施工作业记录评估施工质量 根据固井施工作业记录评估施工质量
参数
对种类有限的各级水泥只有采取加入外加剂的方 法，才能使设计与现制的水泥浆适应多种条件下注 水泥要求，外加剂应用的主要目的是：调整水泥浆 的稠化时间、密度、失水、流变性、增容、析水率、 渗透率、线性体积变化，增加抗压强度和保持高温 条件下强度热稳定性等。
随着降失水剂的应用，各种改善水泥浆性能的添加剂在发展。目前水 泥添加剂可分为以下11大类。 1、速凝剂：缩短凝固时间，加快强度发展。如CaCl2，加速C3S的水 化作用。 2、缓凝剂：延长凝固时间。如木质素黄酸盐，吸附在硅酸钙水化物 上，影响其水化作用。 3、填充剂：降低密度、提高造浆率。如膨润土（般土粉）和微球 等等。 4、加重剂：增加水泥浆密度。如钛铁矿、赤铁矿和重晶石等。
一水泥车
CPT-N4
T815 AC-400型
CPT-Y4
沃尔沃
二、供水车
三、运灰车
混拌设备
一稠化仪：高温高压稠化仪
二、失水仪：高温 高压失水仪
常压稠化仪
三、瓦林搅拌器