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尾管固井技术及其设计应用浅谈

【摘要】简要论述了尾管固井技术,重点针对盐斜232井固井技术难点,对其尾管固井工艺技术进行设计,以确保固井施工正常运行,确保顺利完井。 

  【关键词】尾管固井技术;固井施工;设计 

  一、尾管固井技术 

  尾管固井是一种工程经济效益较高、注水泥环空阻力较低,且有利于改善套管柱轴向设计和再钻进水力条件的固井方法,常常应用于深井超深井的固井作业。尾管固井技术与普通固井技术来说,它是一种比较特殊的固井艺技术。尾管固井技术主要是依靠特有的专用井下工具及附件,采用特殊的固井施工工艺技术,从而达到固井的目的。尾管主要是指顶部低于井口的套管柱,它的管柱主体包括套管(筛管)部分和钻杆等下入工具部分,它的完井方式主要分为射孔完成和筛管完成。 

  尾管的种类比较多,一般包括中间尾管、生产尾管、保护性尾管、回接尾管。与尾管配套使用是尾管悬挂器,它是将尾管下入井内,座挂在层套管下部的预定位置上,并能完成固井施工作业的特殊固井井下工具。尾管悬挂器对尾管固井施工不可或缺,可以说,尾管固井作业的是否成功,在很大程度上取决于尾管悬挂器。 

  二、盐斜232井固井技术难点 

  盐斜232井长封固段固井,环空静压力较高,容易压漏薄弱地层,造成低返。替泥浆过程中套管内外液柱压差大。水泥用量大,替浆量大,压力高,施工时间长,对设备性能要求高。水泥封固段长,水泥浆窜槽几率高。钻井液密度达到1.36g/cm3,地层压力较高,水泥浆失重后易发生油气水窜槽,对固井质量的影响较大。固井工艺程序比常规固井要更加复杂,施工的风险较高,因此采用尾管特殊工艺技术施工,利于降低固井施工风险。 

  三、盐斜232井尾管固井工艺技术设计 

  (一)井眼准备 

  电测以前通井、循环,保证电测工具顺利下入。电测完通井,对起钻遇阻、卡井段、缩径段和井眼曲率变化大的井段反复划眼或进行短起下;下入套管前应在井眼底部打入润滑泥浆,减少下套管摩阻。井内钻井液性能良好、稳定,符合固井施工要求。在保证井下安全的前提下,尽量降低黏切,降低含砂量。下套管前通井及注水泥前,均以较大排量洗井,洗井时间不少于两个循环周。洗井循环中,应密切注意观察振动筛返出岩屑量的变化、钻井液池液面变化。同时,应慢速转动钻具防黏卡。 

  (二)下套管作业 

  套管及附件、工具等送井前认真檢查:通径、丈量、清洗丝扣,不合格套管严禁下入。按下入次序对套管进行编号、记录。套管及附件、工具上钻台时要戴好护丝,严禁碰撞。下入下部附件时,底部6根套管要涂丝扣胶,套管丝扣使用标准套管螺纹密封脂,以提高套管的气密封能力。按设计要求安装套管扶正器。下套管采用套管钳按API规定的最佳扭矩上扣。严格控制套管下放速度,一般不超过0.46m/s。下套管中途禁止停顿,根据情况可以在(3~5)m范围提放管柱,防止黏卡,并时刻注意悬重变化。下套管操作要平稳,严禁猛刹、猛放。下放套管遇阻时,一般控制下压载荷不超过井下套管浮重的60%。上提时保持最小抗拉安全系数不低于1.5。下套管过程中,一般是每下入(20~30)根套灌满一次钻井液,较长时间(超过3min)的灌浆过程应上下活动套管,以防套管黏卡。下完套管后先灌满钻井液,再小排量开泵循环洗井,开泵循环时要用流量计来校正排量,并根据排量调整循环时的泵冲直至钻井液性能达到施工要求。 

  (三)一开固井技术措施 

  钻井液开钻,内插法固井。固井时考虑套管浮力,根据计算得知套管串重量大于所受浮力,因此套管不会上浮。下套管前应充分循环钻井液,井底无沉砂后才能下入。套管按API规定的最佳扭矩上扣认真执行灌钻井液措施,控制套管下放速度,使管外钻井液返速与钻进时管外返速相近,以防压漏地层导致井壁坍塌。套管下至设计井深,洗井(1~2)周,洗井排量不超过钻进排量,待钻井液性能符合要求,泵压稳定后即可停泵施工。内插管坐封要平稳,密封要可靠,密封插头下井前要涂抹黄油;坐封后,开泵循环钻井液,如果套管内无钻井液溢出,则说明密封插头处密封良好,即可按设计注入水泥浆。注完水泥后,按钻杆内容积替入当量钻井液量。 

  (四)二开、三开固井技术措施 

  二开施工程序:注前置液→注水泥浆→压胶塞→替泥浆→碰压→候凝;三开施工程序:悬挂尾管→倒扣→注前置液→注水泥浆→压胶塞→替泥浆→碰压→上提中心管并循环出残余水泥浆→候凝。 

  前置液的配制,其特性必须对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;使用量:在不造成油气侵及垮塌的原则下,占环空高度(100~300)m。 

  二开先注入粉煤灰低密度水泥浆,再注入正常密度水泥浆。领浆密度:(1.50~1.70)g/cm3;注量:必须满足从1600m封固达到地面,尾浆密度:(1.80~1.95)g/cm3,注量:必须满足从井底封固达到1600m。三开前导浆密度:(1.60~1.65)g/cm3,注量:(6~10)m3;领浆密度:(1.80~1.85)g/cm3,尾浆密度:(1.85~1.95)g/cm3,必须满足封固到悬挂器喇叭口。 

  电测完通井,采用优质钻井液,大排量洗井,确保井壁稳定,摩阻小,无漏失现象,油气上窜速度小于10m/h。尾管固井对上层套管必须通径,其通径工具外径必须大于悬挂器外径;裸眼段应认真通井划眼,彻底洗井。 

  尾管下完后灌钻井液,记录悬重,作为倒扣依据,悬挂器入井后不得转动转盘;采用大泵紊流顶替钻井液,排量不低于钻进排量,达不到紊流时,应注入足量的前导低密度水泥浆,保证紊流接触时间达到7min;碰压后,用水泥车清水顶压,稳压2~3min后泄压,如回压阀密封好,则敞压候凝;否则,套管内控制压力候凝,其值为管内外静液柱压差附加(2~3)MPa。 

  (五)扶正器设计 

  井底-4500m每3~4根套管加一个弹性扶正器,共7个弹性扶正器;4500~4250m每根套管加一个树脂扶正器,共25个树脂扶正器;4250~3750m每3~4根套管加一个弹性扶正器,共13个弹性扶正器;3750~3450m每2根一个树脂扶正器,共15个树脂扶正器;3450~3200m每3~4根一个弹性扶正器,共6个弹性扶正器;3200~3000m每2根一个树脂扶正器,共10个树脂扶正器;3000~2780m每5根一个弹性扶正器,共4个弹性扶正器;悬挂器以下2根套管每根加一个刚性扶正器,出技套口处套管加一个刚性扶正器,其余井段加3个弹性扶正器,共3个刚性扶正器,3个弹性扶正器。累计采用树脂扶正器50个,弹性扶正器33个,刚性扶正器3个。 

 

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