文档介绍:摘要:随着勘探开发的不断深入,深井、超深井数量越来越多,套管的下深也越来越大,对下套管技术也提出了越来越高的要求。在各次下套管前,认真通井做好井眼准备、调整好钻井液性能。下套管作业中严格执行制定的技术措施,保证了各次套管顺利下到预定井深。
关键词:超深井套管设计、下套管钻井、固井工艺、典型举例
一、超深井套管设计
(一)超深井主要应解决6个方面技术难点
(1)井深结构的局限性导致固井质量难以满足要求。
(2)技术套管磨损严重,导致下部钻进困难。
(3)套管柱设计难以完善,固井工具可靠性差。
(4)地下水质变化大,导致水泥石的腐蚀严重。
(5)井下漏失和井涌问题等井壁稳定问题突出。
(6)穿越高压层和低压盐膏层、含硫地层。
(二)套管设计
现在虽然有成熟的设计方法和设计标准但由于外在的计算条件难以确定,深井套管柱设计依然是一项困难的工作。经常发生这样的情况:按照规范设计很好的管串,在以后的生产过程中出现挤毁、破裂、变形、磨损等问题。例如:克参1井的地层压力高达124MPa,完井选用V150、P110和NKT140梯形扣套管,试油时套管发生破裂。
因此,超深井的套管设计、应适当增加安全系数,并对各种生产条件全面衡量,经过谨慎权衡后,确定最终的外载条件。
用于超深井固井的主要工具、附件有内管注水泥工具、分级注水泥接筛、尾管悬挂器、浮箍、浮鞋、扶正器。
扶正器对于保证顶替效果、提高固井非常重要,它的重要作用有两个:套管居中和造成局部紊流。按以下原则:
(1)套管鞋部位下入1~2个扶正器。
(2)油气层段及上下50m内,每根套管加1个扶正器。
(3)在大肚子井段,每根套管加一个扶正器。
(4)其他井段酌情下入扶正器。
二、水泥浆和前置液设计
深井、超深井的水泥浆密度一般较高,因此,在密度一定的情况下,最重要的性能就是失水控制了。由于配制一定密度的水泥浆所需的水灰比小,所以,少量的失水就会对水泥浆性能特别是稠化时间和粘度产生极大影响,因此API失水最好在50m以内或更低。
深井、超深井中往往难以采用紊流固井技术。当套管尺寸大时,虽然顶替排量较大,但由于环空容积大水泥返速较低,当套管尺寸小时,由于流体摩擦阻力大,顶替排量小。这两种情况都难以实现紊流固井。因此,最现实的方法是:低返速固井和大排量顶替固井。最佳的顶替原则是保证水泥浆在环空的壁面剪切应力接近30MPa。如果井下条件不允许,至少也要保证有15MPa的壁面剪应力。
三、固井工艺
深井、超深井的固井由于井深结构的特殊性,上部套管尺寸较大,往往采用内管柱固井技术和双胶塞古井,主要是最大限度避免水泥浆和钻井以及其他流体的泥浆,保证套管鞋处水泥石的质量;中间的技术套管常采用分级固井和尾管固井技术以及低密度水泥浆固井技术,以有效封固长裸眼井段;完善套管多采用尾管回接固井或一次固井技术,有时也采用分级固井。
内管柱固井技术:对于效地缩短作业时间Φ3397mm套管和Φ508mm套管以及更大尺寸套管,采用内管柱固井的主要理由有两点: