e max-----------套管在井眼的最大偏心
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二个弹性扶正器之间的套管最大偏心距：
ε max----------套管在井眼内的最大偏心距cm RB-------------- 井眼半径cm RP-------------- 套管外径 cm PV ----------套管在铅垂面法向力N PS ----------套管在平均井斜狗腿度平面法向力N C------------计算过度参数N/m
固井设计规范
中海油服油田化学事业部 2008年8月
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第五讲内容
一、固井设计规范
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一、固井工艺设计依据
主要依据
1. 设计的井深结构或实际的井深结构、套管规范、下入深度 及固井水泥的返高要求； 2. 实钻地层岩性和地质分层数据； 3. 油、气、水层或其他要求封固地层的孔隙压力梯度和温度 梯度； 4. 要求封固地层的最小破裂压力梯度； 5. 井径、井斜及方位等井眼基本数据； 6. 实钻井眼的钻井液性能数据和钻井工程概况； 7. 地质和钻井工程或生产开发工程对固井提出的其他特殊要 求。
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2、直井油气层套管和尾管 应根据主要封固井段的地层岩性、井眼条件、钻井 液性能以及钻井实际情况，确定套管扶正器的安放 间距和使用数量。以下情况每2根套管宜安装1只 符合要求的弹性扶正器或/和刚性扶正器： A、套（尾）管鞋以上的五根套管； B、油、气、水层及间隔层等主要封固段及其上下各 50米的套管； C、尾管重叠段进入上层套管内的5根套管、尾管悬 挂器以下2根套管； D、分级箍上下各2根套管；
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4.2 平衡注水泥基本要素 1. 准确掌握各种地层压力范围值. 2. 设计满足压力控制要求的水泥浆. 3. 准确测定各种入井流体流变性并具有可 调能力. 4. 优化组配环空浆柱结构的密度和流变性. 5. 确保施工水泥浆密度达到设计要求.
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三、套管扶正器安放间距设计
安放位置应选较致密和井眼较规则井段。 应根据主要封固井段的地层岩性、井眼条件、钻井 液性能以及钻井实际情况，确定套管扶正器的安放 间距和使用数量。 推荐以下位置“2根套管装1只” 序号 直井技术套管 直井油气层套管和尾管 1 套管鞋以上的5根套管 套（尾）管鞋以上的五根套管 2 主要封固层位及其上下各3根套管 油、气、水层及间隔层等主要封固段，及其上下各50米套管
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二、固井工艺设计原则
设计原则
1. 平衡压力固井：固井全过程环空压力
应大于地层孔隙压力，不超过主要封固 地层的最小破裂压力。 注水泥顶替过程平衡压力设计原则



压稳： Pa > Pp + P
Pa：环空静液压力 Pp：地层孔隙压力 P：地层孔隙压力安全附加值
不漏
Pa + Pfa < Pf - P Pfa：流体在环空的流动阻力。 Pf：地层破裂压力。
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Pp
Pa
1.1 平衡压力设计原则
候凝过程 控制失重 防止窜流 Pa + Pc < Pp Pc：地层流体在水泥浆的 流动阻力， 与水泥浆的静胶凝强度发 展有关。

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Pp
Pa
1. 套管居中：定向井、大斜度井、大位移井或水平 井的油、气、水层及间隔层段套管偏心度小于30%。 2. 提高顶替效率：在满足平衡压力和套管居中的前 提下，顶替钻井液工艺设计应满足水泥浆有效驱 替偏心环空窄间隙钻井液的要求。 3. 安全施工：固井工艺设计应满足固井全过程连续 施工，以避免发生井漏、井喷和异常憋压等现象。 4. 安全施工：固井工艺设计应满足固井全过程连续 施工，以避免发生井漏、井喷和异常憋压等现象。

3 进入上一层套管重叠段3根套管 4 分级箍以下2根、以上3根套管
尾管重叠段内的5根套管、尾管悬挂器以下2根套管 分级箍上下各2根套管
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现场实际经验原则
1. 甲方认定的上部目的层段顶以上至少100m（气层要求至少 200m）到井底每3根套管加放2个弹性扶正器； 2. 主要分隔层、夹层，适当补加弹性/刚性扶正器 3. 对于没有特殊封固要求（即非目的层封固段）的前置浆封固 段要求两层套管重叠段间的封固段至少加放4个弹性扶正器， 裸眼段至少加放2个弹性扶正器，整个前置浆封固段加放弹 性扶正器总数不少于6个。 4. 据上措施，参照cemSAIDS模拟实际井眼轨迹的结果，再作适 当的调整。 5. 具体情况根据油层位置和地质情况，现场进行适当调整。
注:9 5/8“ 套管管内摩阻系数 0.25，
裸眼摩阻系数 0.40。
四、平衡压力固井设计
计算固井注替过程中不同阶段环空流体的静液柱 压力，和流动摩阻压力，其环空总压力应大于地 层孔隙压力，不超过主要封固地层的破裂压力。 冲洗液、隔离液的密度、返高和返速以及分级箍 或管外封隔器的安放位置应满足钻井工程要求和 井内压力系统设计要求。
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3、斜井和水平井的技术套管、油气层套管、尾管的 扶正器安放

应符合直井油气层套（尾）管的安放要求，并计算出主要 封固层段的套管偏心度，并满足以下要求 。
度% ε max----------套管在井眼内的最大偏心 距cm RB-------------- 井眼半径cm RP-------------- 套管外径 cm
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1个刚性扶正器和1个弹性扶正器间的套管最大偏心 距：
εmax----------套管在井眼内的最大偏心距cm RB-----------井眼半径cm RC-----------套管外径 cm εV ---------套管在铅垂面偏心距cm εS ---------套管在平均井斜狗腿度平面偏心距cm PV ----------套管在铅垂面法向力N PS ----------套管在平均井斜狗腿度平面法向力N C------------计算过度参数N/m
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4、套管摩阻计算 套管扶正器安放间距计 算完成后，应进行下套 管摩阻计算。当计算摩 阻超过设计下套管允许 阻力时，可适当减少扶 正器的数量，但应满足 套管在主要油、气、水 层及它们的间隔层内的 偏心度小于30%。
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下套管载荷预测
井号 井 径 Aa5 9 5/8" 9 5/8" PH7 7" 4463 大于60 80 228 套管下深 套管扶正率 下放最小钩 上提最大钩 (M) (%) 载(Ton) 载(Ton) 3300 3800 大于60 大于60 94 116 284 266