石油课堂 | 井深结构的组成及作用

井身结构是指完钻井深和相应井段的钻头直径、下入的套管层数、直径和深度、各层套管外的水泥返高和人工井底等。

井身结构是由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环组成。

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导管

井身结构中靠近裸眼井壁的第一层套管称为导管。导管的作用是：钻井开始时保护井口附近的地表层不被冲垮，建立起泥浆循环，引导钻具的钻进，保证井眼钻凿的垂直等。钻井时是否需要下入导管，要根据地表层的坚硬程度与结构状况来确定。导管的下入深度一般取决于地表层的深度，通常下入深度为2~40m。所用导管的直径尺寸一般为450mm和375mm。

下导管的方法较简单，是把导管对准井位的中心沿垂直方向下入，导管与井壁中间填满石子，然后用水泥浆封固牢。

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表层套管

井身结构中的第二层套管称为表层套管，又叫地面套管或封隔水层套管。表层套管的作用是用来封隔地下水层，加固上部疏松岩层的井壁，保护井眼和安装封井器。表层套管的下入深度取决于上部疏松岩层的深度，下入深度一般为30~150m。所用表层套管的直径尺寸为400mm和324mm等。其管外用水泥浆封牢固，水泥上返至地面。

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技术套管

在表层套管里面下入的一层套管（即表层套管和油层套管之间）称为技术套管，又叫中间套管。技术套管的作用是用来保护和封隔油层上部难以控制的复杂地层，如隔绝上部高压油（气、水）层、漏失层或坍塌层，以保证钻进的顺利进行。下入技术套管的层次、深度以及水泥上返高度，以能够封住复杂地层为基本原则。一般为了加速钻进和节省费用，钻进过程中尽可能不下或少下技术套管。

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油层套管

油井内最后下入的一层套管称为油层套管，又叫完井套管，简称套管。油层套管的作用是加固油层井壁，封隔住油、气、水层，建立一条封固严密的永久性通道，保证油井能够进行长时期的生产。

油层套管的下入深度是根据目的层的位置和完井方法来决定的，下入深度一般应超过油层底界30m以上，并在最下一个油层底部留有一个足够的沉砂口袋，以保证油井能进行长时期的安全生产。所用油层套管的直径尺寸为168mm、140mm等。其管外用水泥浆封固牢，水泥上返高度必须超过油气层顶界100~150m。

在确保安全钻进的条件下，可以简化井身结构，节约钢材。只要地层情况允许，钻井工艺技术措施得当，可只下两层套管即表层套管和油层套管。

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固井

在套管和井壁的环形空间内注入水泥浆进行封固，这套施工工艺称为固井。其作用是加固井壁，保护套管，封隔井内各个油、气、水层使之互不串通，便于以后的分层采油。

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固井水泥环

当下完各类套管并经过固井后，便在套管与井壁的环形空间形成了坚固的水泥环状柱体，称为固井水泥环。其作用是封固地层，加固井壁和保护套管。

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方补心

旋转钻井时，带动井下工具旋转的转盘中间用来卡住方钻杆的部件。

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油补距和套补距

油补距又叫补心高差，在旋转钻井时，指转盘方补心上平面到套管四通上部平面间的距离。

套补距指转盘方补心上平面到套管法兰上部平面之间的距离。

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完钻井深

完钻井深也叫钻井井深，是指完钻井裸眼井底至转盘方补心顶面的高度。

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套管深度

套管深度是指转盘方补心上平面到油层套管鞋位置的深度。

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人工井底

油井固井完成留在套管内最下部一段水泥凝固后的顶面。人工井底深度是用从转盘方补心上平面到人工井底之间距离的深度来表示的。

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水泥返高

固井时油层套管和井壁之间的环形空间的水泥上返高度。水泥返高的深度等于转盘方补心上平面到环形空间水泥面之间的距离。

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水泥塞

固井后，从完钻井底到人工井底这段水泥柱即水泥塞。