| 套管短口袋技术的应用探讨 |
每开次井眼钻达预定的井深后,为了便于安装井口和封固的套管能下到预定井深,一般情况下,所要下的套管段长少于已钻的井眼深度一定的长度,该长度井眼钻井工程上称为口袋,口袋可以用来堆积下套管时刮下的泥皮或沉砂。套管短口袋技术是指所下的套管段长基本接近井深,在下套管前采取技术措施使井底沉砂排除干净,采取措施使套管居中尽量不刮下井壁的泥皮,把套管尽量下到近井底。
1 短口袋的技术优点 1.1 减少井底水泥浆的缓冲,提高固井质量与留有长套管口袋相比,由于口袋短,使循环到井底的水泥浆回旋空间小,水泥浆到井底后的缓冲减少,上返的速度加快,有利于提高固井质量。
1.2 避免掉块,为下部钻井创造条件长口袋情况下,水泥浆在口袋段部分下沉及与钻井液的相混,形成混浆段较长。混浆段一般都不稳定,如在扫完水泥塞后残留在井壁,钻下部井眼时容易产生掉块,引发卡钻,造成井内事故。应用短口袋技术,就可以避免这种潜在的危险,为下部井段的安全钻井创造条件。
2 短口袋的技术要求 2.1 钻进阶段 2.1.1 保证井身质量优良要实现套管短口袋技术,从钻进阶段就要做针对性的精细技术,井眼要控制在设计的井斜和方位之内;井径要规则,不能有形成缩径的井段和大肚子。
2.1.2 保证井底沉沙少套管短口袋技术,就是必须使井底循环干净,沉沙很少,套管浮鞋能接近井底。保证井底非常干净这是钻井的一大难题,涉及钻进、钻井液等技术难题。
2.2 下套管阶段 2.2.1 保证套管长度与井眼深度的一致套管和钻进的钻具由于尺寸的不同,钻具钻出的井眼深度和套管的长度是存在一定误差的,要作为一个难点加以论证。在实际应用中,要计算套管的伸长度与钻具的伸缩度,以尽量缩小套管长度与井眼深度的误差。
2.2.2 保证套管居中下套管时要采用合适的扶正措施,首先要从受力情况分析,如何选择扶正器的刚性和尺寸,在确定扶正器选型后,要对扶正器的安装位置和安装数量作可行性分析,以达到套管居中的目的。
3 埕北古A井的应用 3.1 设计要求埕北古A井构造位置位于渤海埕北潜山披覆构造带北部埕北古A潜山局部高部位,地层自下而上依次为太古界、古生界、中生界、孔店组、沙河街组、东营组、馆陶组、明化镇组和平原组。上部地层岩性主要为棕红色泥岩、棕色泥岩、粗砂岩及含砾砂岩等,极易吸水膨胀,造成井眼缩径;下部地层岩性主要为大段灰绿色泥岩、褐灰色泥岩、黑褐色油页岩、白云岩以及粉砂岩等,其中泥页岩水敏性较强,易垮塌及剥蚀掉块。在钻进东营组、沙河街组和中生界时,钻进速度较慢,容易出现坍塌、卡钻、油气侵等情况。
该井是一口预探井,海水深18 m,设计井深4 329 m;目的层为古生界;完钻层位为太古界;采用三开次井身结构(图 1),311.15 mm井眼钻至上古生界底部完钻,设计时要求244.5 mm套管口袋要短,下在上古生界内。
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| 图 1 井身结构 |
3.2 钻进主要技术 3.2.1 优选钻具组合和钻进参数
要满足设计要求,在充分分析岩性特征基础上,对钻进阶段的钻具组合、参数进行优化,在Φ311.2 mm井段采用钟摆钻具钻进,组合为:Φ311.2 PDC+Float Sub+Φ203.2 mm DC×2+Φ311 mm Stabilizer+Φ203.2 mm DC×ll+Φ196.9 mm JAR+Φ165.1 mm DC×4+Φ127 mm HWDP ×12+Φ127 mm DP。优选钻井参数为:钻压30~40 kN,转速80~120 r/min,排量3 600 L/min。钻进过程中,做好上返岩屑的岩性对比,注意泵压及扭矩的变化。
3.2.2 泥浆技术在钻进该井段时,使用优质钻井液海水聚合物泥浆体系,其配方为:膨润土浆+ PAM+CMC+SMP-1+NaOH。根据所钻遇的岩性特征和地层稳定性情况,及时调整钻井液性能参数(表 1)。钻到2 128 m时钻井液密度从1.12 g/cm3提高至1.15 g/cm3,且降低钻井液失水,把失水量从9 mL降到4.5 mL,以更好地避免水敏性泥页岩的吸水膨胀而产生垮塌。逐渐提升钻井液黏度,在钻至2 697 m时,漏斗黏度提高到52 S,使钻井液能更好地携岩,减少井内滞留的岩屑。
| 表 1 钻井液性能参数 |
3.2.3 井身质量
通过优选钻具组合和优化钻进参数等技术措施的应用,使530~2 700 m井段井斜约为0.5°,2 700~2 927 m井段井斜大约1°。311.15 mm段井身质量(表 2)良好,给应用套管短口袋创造了条件。
| 表 2 井身质量 |
3.3 下244.5 mm套管技术 3.3.1 通井技术
下套管前的通井环节很关键,要优选下套管前的通井钻具,尤其是钻具的刚性,组合中需加扶正器,使用刚性超过244.5 mm套管的钟摆钻具来通井。在井径小于钻头尺寸的井段采用划眼方式扩大井径;通井中一有遇阻就进行划眼;循环过程替入稠泥浆,充分携带出岩屑和井内的掉块,保证井下干净;近2 400 m的井段要分段做短程起下钻,确保裸眼井段无遇阻才起出钻具。井下替人稠泥浆护孔,避免掉块沉人井底。
3.3.2 监测套管长度根据计算,使套管长度与井眼深度误差尽量小,掌握套管长度的测量误差,对要下人的套管进行几次复查,确保长度准确。监测每次套管上扣后带来的长度误差,及时调整套管长度。
3.3.3 套管居中在下套管之前,选择好套管扶正器,并根据井身质量和扶正器刚性,计算套管居中所需的扶正器数量和应安装的位置[1]。开始入井的4根套管,每根都安装套管扶正器,后每隔2根套管装1个套管扶正器,下人15根后,每隔3根套管,装1个套管扶正器。通过增加套管居中度,套管顺利下到2 926.95 m,达到短口袋目标。
4 结论(1) 套管短口袋技术有其特点,可以避免长口袋的混浆而易引起掉块,产生井内复杂情况。
(2) 采用套管短口袋技术不能仅考虑下套管时的技术措施,要从钻进时开始,系统考虑涉及到的每项作业,要把钻进参数、钻井液性能和通井技术都一样对待。
(3) 套管短口袋技术的应用成功,为以后的钻井提供了参考。
| [1] |
祖峰. D2-20大位移井固井技术[J]. 石油钻探技术, 2003(1): 47-48. DOI:10.3969/j.issn.1001-0890.2003.01.017 |
2013, Vol. 33


