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固井讲义

固井工艺

第一章前言

一、固井概念及固井工程的特点

在一口井的井眼和套管之间注入水泥的过程称为固井。

固井的主要目的是封堵环形空间，环形空间中的水泥环阻止了地层流体的流动，并达到地层之间相互隔离的目的。

固井工程的特点：

（1）固井作业是一次性工程，如质量不好一般难以补救，即使采用

挤水泥的方法补救，却耗时、耗物，造成不必要的经济损失。

（2）固井作业是一项系统工程、隐蔽工程，涉及的学科多、内容多，

且主要流程在井下，施工时未知因素较多，有一定风险。

（3）固井质量直接影响油气田安全合理开发或后继钻井的正常进

行。

（4）固井工程是一项时间短，费用高，工序内容多，工作量大和技

术性强的工程。

固井工程的主要内容为下套管和注水泥两大部分。

下面着重介绍注水泥工艺。

二、油气井注水泥的目的和注水泥质量的基本要求

1、油气井注水泥的目的

套管注水泥、尾管注水泥、挤水泥和打水泥塞等注水泥作业，其目的和要求完全不同，但究其基本要求有以下三方面：

一是如何使环形空间完全充满水泥浆；二是如何使水泥浆在注替和凝结过程中压稳油、气、水层，不产生井漏，并封隔好油、气、水层；三是保护生产管柱（各类型套管柱）。

注水泥可分为以下两类，即正常注水泥（称为一次注水泥）和补救注水泥（称为二次注水泥）。

对于钻井工程来讲，主要涉及一次注水泥，注水泥的目的主要有以下几方面：

（1）封隔油、气、水层，阻止地层间流体相互窜流，保护生产层；

（2）封隔严重漏失层或其它坍塌等复杂地层；

（3）支撑套管和防止地下流体对套管的腐蚀。

2、注水泥质量的基本要求

根据注水泥封隔油、气、水层，保护生产层和加固井壁的主要目的，注水泥质量的基本要求如下：

（1）水泥浆返高和套管内水泥塞高度必须符合地质和工程设计要求，过高和过低都是不允许的；

（2）注水泥段环形空间的钻井液应全部被水泥浆顶替干净，即在

封固井段无钻井液窜槽存在；

（3）水泥环与套管和井壁间有足够的胶结强度，能经受住酸化压

裂等增产措施；

（4）水泥石应具有良好的密封性能和低渗透性能，能较好地防止

油、气、水窜及油气水的长期侵蚀和破坏。

3、注水泥常出现的问题

目前，由于种种原因油气井注水泥还不能完全符合质量要求常出现的以下问题：

（1）井口有冒油气水现象；

（2）开采时，高压油气层向低压油气层或非生产高渗透层窜流；上部气层向油层侵入或下部底水侵入淹没油层；

（3）不能完全满足酸化、压裂等增产措施的要求；

（4）水泥浆候凝过程中，油气水窜入，破坏了水泥环的封隔作用；

（5）套管挤扁、破裂或腐蚀。

三、注水泥方法和常规注水泥工艺流程

1、注水泥方法主要有以下七种：

（1）常规注水泥方法。

即将水泥浆从套管内注入，并从环空上返至预定位置。

（2）双级或分级注水泥法。

多用于封固段长或井下有特殊情况的井。

（3）内管注水泥法。

适用于大尺寸套管注水泥。

（4）管外注水泥法。

适用于封固段有低压漏失层且管外环空间隙较大的井。

（5）反循环注水泥法。

适用于极易漏失的井。

（6）延迟凝固注水泥法。

适用于为提高充填质量的浅井。

（7）多管注水泥法。

适用于为提高充填质量的浅井。

大庆地区用的最多的方法还是常规注水泥方法。

2、常规注水泥方法工艺流程

循环洗井——停泵——卸循环接头——装水泥头——注隔离液——下胶塞入井——注水泥浆——上胶塞入井——注顶替液——碰压——试压——施工结束

第二章油井水泥

一、油井水泥的定义

凡将石灰质物质与粘土物质或其它含氧化硅、氧化铝及氧化铁的物质均匀混合，在烧结温度下煅烧，并将所得的熟料粉磨，制得的产品称为波特兰水泥，即硅酸盐水泥。

油井水泥是指应用于各种钻井条件下进行固井、修井、挤注等作业的硅酸盐水泥（波特兰水泥）和非硅酸盐水泥，包括掺有各种外掺料或外加剂的改性水泥或特种水泥的油井水泥体系。

通常包括API各级波特兰油井水泥，其它如触变水泥、膨胀水泥、抗腐蚀水泥等称作特种油井水泥。

二、油井水泥的生产

油井水泥的生产与普通水泥生产没有多大差别，只是由于注水泥工程对油井水泥的化学、物理性质提出了较高的控制要求，反映在生产上对原材料的选用、水泥熟料的烧成工艺和水泥制备条件的控制比较严

格，生产中的质量控制检验比较繁多。

1、原料与辅助原料

制备硅酸盐水泥的原料中含有多种化学成分，其中主要的有四种，

即氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、和三氧化二铁（Fe2O3），并且要求它们之间有一定比例。

但是在自然界很难找到符合上述成分要求的单一原料，一般都是采用几种原料调配使用，使化学成分符合要求。

（1）石灰质原料：

石灰质原料是水泥熟料中氧化钙的主要来源，提供水泥碱性成分，水泥生产中石灰质原料用量最大。

（2）粘土质原料：

粘土质原料主要提供水泥中的酸性成分，如SiO2、Al2O3、Fe2O3等。

（3）辅助原料：

辅助原料也称作调整材料，以弥补SiO2、Al2O3、Fe2O3三种氧化物的不足。

（4）助熔剂：

助熔剂是为降低水泥熟料烧成温度而加入的材料（也称作矿化剂）。

（5）石膏：

石膏作为油井水泥的调凝剂，使用天然二水石膏，要求SO3含量大于40％。

（6）燃料：

燃料大多数水泥厂以原煤作为生产燃料，少数厂家使用油或天然气。

2、油井水泥生产工艺

油井水泥生产的主要工序为生料制备、熟料烧煅和水泥制备。

生产工艺流程大致可分为：

原料混配——粉碎——煅烧——冷却——熟料研磨等五个单元。

（1）原料粉碎与混配：

将原材料预先经破碎、干燥，使含水量小于1％。

然后按照生产不同级别油井水泥对熟料矿物组分的要求，来选配各种原料所需要的配比，混合、粉碎后即成生料。

（2）煅烧和冷却：

将原料磨细、分选和混配后即送入煅烧工序处理。

混合原料送至略带倾斜的转窑内，烧成水泥熟料，使之产生由量到质的变化。

生料在窑内加热，经过一系列的物理、化学变化，成为熟料。

为了使生料能充分反应，窑内温度高达1450℃，使整个物流呈部分熔融状态。

在回转窑内，物料从窑尾加入，由于窑体是倾斜安装的，当窑转动时，物料不断地由窑尾向窑头运动，并进行一系列的化学反应，大致可分为6个反应阶段：

蒸发水分-预热－碳酸钙分解－放热反应、钙与铝酸盐相形成－熔烧－冷却。

最后形成水泥熟料。

（3）研磨：

水泥熟料加入适量石膏进行最后的研磨，使颗粒粒度在1～100μm范围，就成为成品。

三、油井水泥的主要成分

1、化学组成：

（1）主要氧化物包括氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、

三氧化二铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）。

（2）游离氧化物主要指熟料里未经化合的氧化钙和氧化硅。

（3）其它氧化物：

氧化镁（MgO）、碱质（K2ONa2O）、硫酐（SO3）、五氧化二磷（P2O5）、二氧化钛（TiO2）

2、矿物组成：

水泥熟料是一种不平衡的多组分固溶体系统，有许多不同的矿物和中间体组成，主要由硅酸三钙（C3S）（质量分数约为40％～65％），硅酸二钙（C2S）（质量分数约为20％），铝酸三钙（C3A）及铁铝酸四钙（C4AF）等四种固溶体组成，其中硅酸盐矿物质量分数为80％。

所含微量组分为MgO,K2O,Na2O,TiO2,FeO，SiO2等组分，但在上述四种固溶体中并非均匀分布。

（P22、23）

四、油井水泥的类别

API油井水泥的分级方法：

鉴于油井水泥特殊的使用环境及对性能的要求，API建立了专门的油井水泥分级方法。

目前API水泥分A、B、C、D、E、F、G和H等八个级别，每种水泥适用于不同的井况。

此外还根据水泥抗硫酸盐能力进行分类，分为普通型（O）、中抗硫型（MSR）和高抗硫型（HSR）。

目前，固井基本水泥有了很大发展，过去曾经有的API：

A、B、C、D、E、F、G、H、J九种基本水泥，现已简化成A、B、C、G、H五种，而且归结为一类基本水泥。

D、E、F级水泥，可由G、H级水泥加缓凝剂来实现。

最近ISO（世界标准化组织）ISO/Dis10426-1明确取消了J级水泥。

我国油井水泥标准和分类，全面推广API油井水泥标准，已完全采用ISO油井水泥标准。

（ISO油井水泥标准与API油井水泥标准相同）。

第三章油井水泥浆与水泥石性能

油井水泥浆与水泥石性能与固井作业有着直接的关系。

它是固井设计、安全施工、保证固井质量的关键指标。

本节主要涉及油井水泥浆与水泥石性能、及其影响因素。

一、油井水泥浆性能

油井水泥浆是由油井水泥、配浆水、外加剂或外掺料以一定的比例配制而成。

而这些材料通过化学或物理作用对水泥浆与水泥石性能产生影响。

水泥浆性能包括密度、流变性、失水量、稠化时间以及初始稠度、凝固时间、游离度、稳定性等。

1、密度

为防止水泥浆注替和凝固过程中，油、气、水窜及地层漏失等问题，水泥浆密度满足注水泥全过程浆柱压力与地层压力平衡关系，即水泥浆柱所产生的静液柱压力和流动阻力必须大于或等于地层流体压力，同时与又小于地层破裂压力或漏失压力。

水泥浆密度是由组成水泥浆的材料决定的。

一般可通过改变水灰比或加入密度调节剂（减轻剂或加重剂）来进行调节，也可采用充气等方法进行调节。

2、流变性

水泥浆流变性能是注水泥流变学设计的基本参数，对固井作业的影响主要表现在以下两个方面：

一是计算和控制注水泥顶替过程的循环压耗，优选固井工具和设备，并防止井眼出现憋漏现象；二是设计注水泥顶替过程的最佳流态和两相液体的稳定顶替界面，达到提高水泥浆顶替效率和注水泥质量的目的。

水泥浆流变性能常用塑性粘度、动切力、稠度系数（n）和流性指数（k）表示。

有时也用直观的流动度表示。

3、水泥浆失水量

水泥浆失水分两个阶段：

一是注水泥顶替过程的动态失水；二是候凝阶段的静失水。

API标准测定的失水量是指水泥浆在定压差作用下，水泥浆滤液渗入渗透性滤网的流体体积。

4、稠化时间及初始稠度

水泥浆的稠化时间是指水泥浆在流动过程中丧失流动的时间。

按API标准水泥浆的流动性能一般用稠度表示，稠度单位是Bc,当水泥浆在模拟搅拌试验中，其稠度达到100Bc时，水泥浆已丧失流动性能，所测得的时间定义为稠化时间。

初始稠度值反映水泥浆配浆初期的流动性能，即稠度试验开始15～30min之间，水泥浆的最大稠度值。

5、凝固时间

凝固时间是水泥浆静止后的凝固特性。

它分为初凝和终凝，初凝为水泥浆丧失流动开始的时间；终凝则是水泥浆完全失去塑性，并开始具有一定强度的时间。

6、游离液

含有外加剂的水泥浆体系，特别是分散剂使团粒解离，被包裹的束缚水释放，颗粒分散，，这样使水泥颗粒沉降速度不一致，而形成“差异沉降”，使水泥柱顶部出现游离液。

游离液是由水、外加剂、微细水泥颗粒及杂质组成；它对水泥环与地层和套管的胶结和支撑有着不良的岩影响。

7、稳定性

稳定性较差的水泥浆所形成的水泥柱其致密程度从下到上非常不均匀，致密程度及胶结强度不断减弱，对水泥环的封固质量有着不良的影响。

二、水泥石性能

水泥石性能包括强度、胶结强度、体积收缩性、渗透率和抗腐蚀性，水泥石的许多力学性能取决于胶体状水化产物的物理结构和硬化水泥的化学组成。

1、抗压强度

抗压强度是指破坏水泥试样时单位面积所作用的压力，一般水泥石的抗压强度值要求7.0MPa-14.0MPa。

2、胶结强度

胶结强度是指水泥浆在环空中凝固后，水泥与地层、水泥与套管之间界面胶结的牢固程度。

3、体积收缩性

硅酸盐水泥与水反应时，水泥加水体系的总体积发生变化，其规律性的结论是水泥水化反应生成物的总体积减少，这种现象称为水泥水化后的“减缩”或称“体积收缩”。

4、渗透率

渗透率是水泥石抵抗流体通过的能力。

5、抗腐蚀性

地层中的腐蚀介质（如H2S、CO2、MgSO4、MgCl2）会导致水泥环破坏，造成地下流体窜通，出现油、气、水窜和流失等问题。

提高水泥石的抗腐蚀性能对延长油气井寿命具有重要的意义。

三、影响水泥浆及水泥石的因素

1、油井水泥的矿物成分

油井水泥的主要矿物组分（C3S、C2S、C3A、C4AF）对水泥浆与水泥石的主要性能如水泥浆的稠化时间、强度、收缩率及抗硫酸盐等有很大影响，见表6-1。

表6-1油井水泥熟料矿物对水泥性能的影响

矿物

密度

g/cm3

早期强度发展

长期强度发展

稠化

时间

水化热

水化反应速度

收缩

抗硫酸盐能力

C3S

3.25

大

大

中

中

中

中

差

C2S

3.28

小

大

小

小

慢

较小

一般

C3A

3.04

大

小

大

大

快

大

差

C4AF

3.77

小

小

较小

较大

较慢

较大

强

2、水灰比对水泥浆性能的影响

水灰比是指水泥浆中水对水泥的重量比，它对水泥浆和水泥石的性能都有一定的影响；它直接影响水泥浆的密度，水灰比越大，水泥浆的密度越小。

3、外掺料对水泥浆性能的影响

外掺料是为改善水泥浆或水泥石的某一性能而加入水泥的材料。

它包括减轻剂、加重剂以及提高水泥热稳定性的材料等。

水泥减轻剂用于降低水泥浆密度、提高水泥浆的造浆率，加重剂用于提高水泥浆密度。

4、温度、压力对水泥浆性能的影响

从常压至20.7MPa的范围内，压力对水泥浆的稠化时间和水泥石的抗压强度有较大的影响，当压力继续提高时，其影响较小。

温度对水泥浆稠化时间的影响是及其重要的，一般来说，同一种缓凝剂配制的水泥浆随着温度的升高，稠化时间缩短。

5、配浆水的影响

现场固井的配浆水大部分是采用井场水，不同井场水的矿化度差别很大，所含的离子种类和浓度也各不相同，对水泥浆的性能影响也不完全相同。

因此，固井前水泥浆性能试验应使用现场固井用的配浆水进行化验，以保证水泥浆性能试验数据的准确性和可靠性。

第四章油井水泥外加剂和注水泥的前置液

一、油井水泥外加剂

为了改善油井水泥浆性能，使之能适应深井和超深井、特殊井复杂地层等井的固井施工，达到封隔地层、支撑套管好地层、保护油气层、延长油井寿命和采收率的目的。

油井水泥外加剂非常重要，目前发展也十分迅速，大致分八大类，它们是：

1、促凝剂：

促凝和提高水泥早期强度；

2、缓凝剂：

延长水泥凝结时间；

3、充填剂（或减轻剂）：

降低水泥浆体系密度或使单位体积材料的质量减少；

4、加重剂：

提高水泥浆密度；

5、分散剂：

降低水泥浆粘度；

6、降失水剂：

控制水泥浆滤液的向地层滤失；

7、暂堵剂：

控制水泥浆的地层漏失；

8、特殊外加剂：

指复配外加剂，如发泡、消泡剂、防强度剂等。

在大庆油田常用的水泥外加剂主要有降失水剂、抗窜剂、速凝剂、膨胀剂、减阻剂及减轻剂，它们的作用如下：

1、降失水剂作用

在水泥浆中加入降失水剂后，能形成一种薄膜或胶粒，它们阻止水泥浆内自由水析出及先期脱水，改善水泥浆粒度分布，决定水泥浆保存及圈闭自由水能力的大小，使水泥浆间隙水产生粘性，最先使滤失层形成薄而致密的泥饼，在泥饼和地层之间，在最初几层的交界面内形成一层非渗透性膜，阻止水泥浆进一步失水。

主要作用为：

（1）减少失水，保证水泥充分水化，保证水泥胶结质量；

（2）降低水泥浆流动阻力，保证泵吸入和泵送，避免水泥浆出现“瞬凝”现象;

（3）降低失水，减少对产层的污染。

2、抗窜剂作用

抗窜剂是一种不渗透剂，它的高分子化合物在水泥浆中发生“聚集”“交联”反应，在水泥水化强度不断发展的同时是水泥浆产生一个附加阻力，使水泥浆失重后的液柱压力加上附加阻力平衡或大于地层压力，从而达到防窜的目的。

3、速凝剂作用

速凝剂可使水泥颗粒的水化聚积速度加快，促使水泥浆凝固，在较短的时间内达到较高的强度。

速凝剂和抗窜剂一样，一般都应用于高压层且在固井后有可能发生地层流体窜流的井。

4、膨胀剂作用

水泥浆在凝固过程中都会发生体积收缩，膨胀剂作用就是增大水泥浆的造浆率，降低水泥浆的收缩率，提高封固质量。

5、减阻剂作用

减阻剂可减少水泥浆的流动阻力，使水泥浆在不太高的流速下即可达到紊流，提高水泥浆的顶替效率。

6、减轻剂作用

降低水泥浆的密度，降低环空液柱压力，使固井施工不发生水泥浆漏失。

二注水泥的前置液

1、前置液的定义

为提高水泥浆顶替钻井液的效率，改善水泥环的质量，在钻井液与水泥浆之间注入一段“液体”，这种特殊的“液体”称为水泥浆的前置液。

按其性质分为冲洗液和隔离液，它在顶替钻井液过程中起到隔离、缓冲、冲洗和稀释钻井液，从而提高水泥浆的顶替效率。

2．前置液的作用特点

（1）冲洗液的作用是：

a）稀释和分散钻井液，防止钻井液絮凝和胶凝；

b）有效冲洗井壁和套管壁的钻井液和疏松泥饼，提高水泥浆和它们之间的胶结强度；

c）作为钻井液和水泥浆之间的缓冲液，它有防止水泥浆和钻井液直接接触的功能，从而避免了水泥浆对钻井液的污染。

d）因稀释增进水泥浆的紊流效果，同时稀释钻井液亦改善其流动性能，使钻井液易于被顶替。

（2）隔离液

隔离液的作用是：

a）能现形成平面推进顶替钻井液，使用于塞流注水泥，紊流隔离液也可产生平面驱替钻井液效果。

b）对于存在低压层和漏失问题的井及需控制失水的井可作缓冲剂。

c）容易控制井下地层不稳定，易达到注水泥过程与地层间建立压力平衡，从而控制垮塌。

d）有效地隔离钻井液与水泥浆，避免水泥浆的接触污染和防止钻井液的絮凝稠化。

e）具有浮力效应和拖拽力，加强顶替效果。

第五章特种水泥浆体系

1、低密度水泥

低密度水泥目前有四种：

一种加入变比例混合水，并控制游离液。

第二种是加入细小而耐压的中空玻璃球或微球，能使水泥浆密度降至1.23g/cm3，第三种是用钻井液、矿渣、微硅、微球通过钻井液转化为水泥浆技术，使密度可调整1.32g/cm3-1.60g/cm3，第四种泡沫水泥可使密度降至更低。

2、泡沫水泥

泡沫水泥水一种超低密度水泥。

它是在水泥浆中注入气体（N2和空气），并加入表面活性剂以稳定泡沫。

泡沫水泥最突出的优点是在较低密度条件下，仍能保持较高的强度。

密度最0.839g/cm3左右时24h抗压强度至少为3.447MPa，渗透率可小于1×10-3µm2,并且具有优良的保温隔热性能/较低的滤失量及适当地触变性能.

3、耐高温水泥

凡井底静止温度大于110℃固井所采用水泥均为高温水泥。

提高水泥石耐高温度方法，就是使用抗高温强度退化剂，如加入石英砂和硅粉。

4、含盐水泥浆体系

含盐水泥浆体系：

（1）可以提高水泥石早期强度；

（2）可平衡地层的电解质以防止对淡水敏感的泥页岩/绿泥岩等地层发生坍塌；

（3）可以防止水泥浆对地层的溶蚀,用高含盐的水泥浆封固高压/盐水层/盐膏层。

5、防气窜水泥

防气窜水泥能够在凝固过程中产生极微小的气泡,并使孔隙压力增加,以祢补水泥浆凝固过程中井下压力的降低,保证压稳油气层提高封固质量.

6、不渗透水泥

不渗透水泥水指水泥浆从液态转变为固态度过渡期内,能够减少水泥浆的透气性和水泥石的渗透率,达到防止气体透过水泥本体的水泥浆体系.

7、抗腐蚀水泥

抗腐蚀水泥水指抗含有CL―，SO4―，HCO3―等离子地层水腐蚀的特种水泥体系。

8、触变性水泥

水泥浆触变性是指搅拌后水泥浆变稀，静止后水泥浆变稠特性。

该种水泥浆体系有以下用途：

（1）松散地层的注水泥作业；

（2）防止气窜发生；

（3）对渗透地层进行补救挤水泥时；

（4）修补破裂和被腐蚀的套管。

9、磁化水泥浆

就是将水泥浆以一定的流速通过磁场，引起水泥浆体系内能的改变，获得磁处理效果，提高水泥浆流动度及水泥石的强度。

10、镁氧水泥

是以菱镁矿和天然白云石经煅烧后生成的，具有反应活性的MgO再与MgCL2浓溶液反应而成。

它具有快凝、早强和酸溶特性。

用于钻井、修井、漏失地层的封堵。

11、膨胀水泥

膨胀水泥即在凝固时产生轻度体积膨胀的水泥体系可以封闭环空微隙，改变水泥环与套管、地层的界面胶结状况，膨胀水泥石之水泥水化过程中，由于化学反应，水泥体积膨胀产生的化学预应力，增强了环空与套管、地层的胶结力。

12、微细水泥

微细水泥的颗粒大小主要分布于1µm－15µm范围，平均细度在6500cm2/g－9000cm2/g的水泥体系。

它是适应石油工业特殊要求，如挤水泥。

堵水、堵漏、充填微细孔隙、

13、纤维水泥

纤维水泥可以改善水泥石的微观结构，而且对水泥环的抗拉强度、抗冲击强度、胶结强度及射孔时出现的裂纹现象都有所改善，适用于深井技术套管固井、分枝井、密封质量要求高的调整井。

14、钻井液转化为水泥浆（MTC）

固井作业时，在钻井过程中所使用的钻井液中，加入促凝剂、激活剂等水泥外加剂，然后加入矿渣或水泥等水化材料，将其转化为固井液井进行注水泥作业。

第六章完井固井施工要求

一、设计要求

1、套管柱设计要求

（1）对安全系数的要求见表6-2数据。

表6-2管柱设计安全系数要求数据表

系数名称

安全系数值

抗挤安全系数

≥1.125

抗内压安全系数

≥1.10

抗拉安全系数

管体屈服强度：

≥1.25

螺纹连接强度：

直径244.5mm及以上套管≥1.6

直径244.5mm以下套管≥1.8

（2）套管柱抗挤载荷计算在正常情况下按已知产层压力梯度、钻井液压力梯度或预测地层孔隙压力值计算。

遇到盐岩层等特殊地层时，该井段套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在盐岩层段上下至少附加50m。

（3）对含有硫化氢等酸性气体井的套管柱强度设计，在材质选择上应明确提出抗酸性气体腐蚀的要求。

有关压裂酸化、注水、开采方面对套管柱的技术要求，应由采油和地质部门在区块开发方案中提出，作为设计依据。

2、冲洗液及隔离液设计要求

（1）使用量：

在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度的100m～500m环空容积。

（2）性能要求：

冲洗液和隔离液能有效冲洗、稀释、隔离、缓冲钻井液，与钻井液及水泥浆具有良好的相容性，并能控制滤失量，不腐蚀套管，不影响水泥环的胶结强度。

3、水泥浆要求

（1）水泥浆试验按SY/T5546-92执行，试验内容主要包括：

密度、稠化时间、滤失量、流变性能、抗压强度等。

（2）水泥浆试验温度以施工过程中水泥浆可能遇到的最高温度为依据。

（3）水泥浆必须控制滤失量。

一般井固井水泥浆滤失量应小于150ml（6.9MPa,30min），气井和尾管固井控制水泥浆滤失量小于50ml。

根据地层条件，充填水泥浆滤失量一般不大于250ml。

（4）生产套管固井水泥石的最小抗压强度要求：

封固段顶部水泥石的24h～48h抗压强度不小于7MPa，产层段水泥石24h～48h抗压强度不小于12MPa，其养护压力和温度依据井深条件而定。

（5）定向井固井时应适当提高水泥浆的粘度，控制自由水量小于0.05%，滤失量小于50ml（6.9MPa,30min）。

（6）井底静止温度超过110℃时，在水泥中加入30%～40%的硅粉。

（7）对于漏失井，为防止固井施工时可能发生的漏失，必要时可在水泥浆中加入堵漏材料或采用其它措施。

4、注水泥设计

（1）固井水泥浆密度应至少比同井使用的钻井液密度高0.1g/cm3～0.2g/cm3。

（2）冲洗液、隔离液的接触时间一般不少于7min。

（3）依据测井井径计算注水泥量，附加系数根据地区经验而定。

（4）对于小间隙井固井，一次封固段不宜过长。

215.9mm井眼下入177.8mm套管的一次固井封固段长度一般不超过1200m；152.4mm井眼下入127mm套管的一次固井封固段长度一般不超过600m。

（5）施工压力控制

a）环空静液柱压力与环空流动阻力之和应小于地层破裂压力。

b）长封固段注水泥施工应根据井下情况和设备状况控制施工最高压力。

c）固井设计中必须明确坚持“三压稳”，即固井前的压稳、固井过程