套管短口袋技術(shù)的應(yīng)用探討

徐優(yōu)富

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司，上海 200120）

套管短口袋技術(shù)的應(yīng)用探討

徐優(yōu)富

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司，上海 200120）

介紹了短口袋技術(shù)可以提高固井質(zhì)量及避免鉆井掉塊等優(yōu)點(diǎn)，闡述了保證井身質(zhì)量優(yōu)良、井底少沉沙、套管長度與井眼深度的一致和套管居中等使用短口袋的技術(shù)要求。通過該技術(shù)在埕北古A井的應(yīng)用，說明優(yōu)選鉆具組合和鉆進(jìn)參數(shù)，使用優(yōu)質(zhì)鉆井液、通井和套管居中等技術(shù)措施可以滿足要求，并成功地實(shí)現(xiàn)套管短口袋。

井身質(zhì)量；套管鞋；套管居中；下套管

每開次井眼鉆達(dá)預(yù)定的井深后，為了便于安裝井口和封固的套管能下到預(yù)定井深，一般情況下，所要下的套管段長少于已鉆的井眼深度一定的長度，該長度井眼鉆井工程上稱為口袋，口袋可以用來堆積下套管時(shí)刮下的泥皮或沉砂。套管短口袋技術(shù)是指所下的套管段長基本接近井深，在下套管前采取技術(shù)措施使井底沉砂排除干凈，采取措施使套管居中盡量不刮下井壁的泥皮，把套管盡量下到近井底。

1 短口袋的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

與留有長套管口袋相比，由于口袋短，使循環(huán)到井底的水泥漿回旋空間小，水泥漿到井底后的緩沖減少，上返的速度加快，有利于提高固井質(zhì)量。

1.2 避免掉塊，為下部鉆井創(chuàng)造條件

長口袋情況下，水泥漿在口袋段部分下沉及與鉆井液的相混，形成混漿段較長?；鞚{段一般都不穩(wěn)定，如在掃完水泥塞后殘留在井壁，鉆下部井眼時(shí)容易產(chǎn)生掉塊，引發(fā)卡鉆，造成井內(nèi)事故。應(yīng)用短口袋技術(shù)，就可以避免這種潛在的危險(xiǎn)，為下部井段的安全鉆井創(chuàng)造條件。

1.1 減少井底水泥漿的緩沖，提高固井質(zhì)量

2 短口袋的技術(shù)要求

2.1 鉆進(jìn)階段

2.1.1 保證井身質(zhì)量優(yōu)良

要實(shí)現(xiàn)套管短口袋技術(shù)，從鉆進(jìn)階段就要做針對性的精細(xì)技術(shù)，井眼要控制在設(shè)計(jì)的井斜和方位之內(nèi)；井徑要規(guī)則，不能有形成縮徑的井段和大肚子。

2.1.2 保證井底沉沙少

套管短口袋技術(shù)，就是必須使井底循環(huán)干凈，沉沙很少，套管浮鞋能接近井底。保證井底非常干凈這是鉆井的一大難題，涉及鉆進(jìn)、鉆井液等技術(shù)難題。

2.2 下套管階段

2.2.1 保證套管長度與井眼深度的一致

套管和鉆進(jìn)的鉆具由于尺寸的不同，鉆具鉆出的井眼深度和套管的長度是存在一定誤差的，要作為一個(gè)難點(diǎn)加以論證。在實(shí)際應(yīng)用中，要計(jì)算套管的伸長度與鉆具的伸縮度，以盡量縮小套管長度與井眼深度的誤差。

2.2.2 保證套管居中

下套管時(shí)要采用合適的扶正措施，首先要從受力情況分析，如何選擇扶正器的剛性和尺寸，在確定扶正器選型后，要對扶正器的安裝位置和安裝數(shù)量作可行性分析，以達(dá)到套管居中的目的。

3 埕北古A井的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)要求

埕北古A井構(gòu)造位置位于渤海埕北潛山披覆構(gòu)造帶北部埕北古A潛山局部高部位，地層自下而上依次為太古界、古生界、中生界、孔店組、沙河街組、東營組、館陶組、明化鎮(zhèn)組和平原組。上部地層巖性主要為棕紅色泥巖、棕色泥巖、粗砂巖及含礫砂巖等，極易吸水膨脹，造成井眼縮徑；下部地層巖性主要為大段灰綠色泥巖、褐灰色泥巖、黑褐色油頁巖、白云巖以及粉砂巖等，其中泥頁巖水敏性較強(qiáng)，易垮塌及剝蝕掉塊。在鉆進(jìn)東營組、沙河街組和中生界時(shí)，鉆進(jìn)速度較慢，容易出現(xiàn)坍塌、卡鉆、油氣侵等情況。

該井是一口預(yù)探井，海水深18 m，設(shè)計(jì)井深4 329 m；目的層為古生界；完鉆層位為太古界；采用三開次井身結(jié)構(gòu)（圖1），311.15 mm井眼鉆至上古生界底部完鉆，設(shè)計(jì)時(shí)要求244.5 mm套管口袋要短，下在上古生界內(nèi)。

圖1 井身結(jié)構(gòu)

3.2 鉆進(jìn)主要技術(shù)

3.2.1 優(yōu)選鉆具組合和鉆進(jìn)參數(shù)

要滿足設(shè)計(jì)要求，在充分分析巖性特征基礎(chǔ)上，對鉆進(jìn)階段的鉆具組合、參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在Φ311.2 mm井段采用鐘擺鉆具鉆進(jìn)，組合為：Φ311.2 PDC+Float Sub+Φ203.2 mm DC×2+Φ311 mm Stabilizer+Φ203.2 mm DC×11+Φ196.9 mm JAR+Φ165.1 mm DC×4+Φ127 mm HWDP ×12+Φ127 mm DP。優(yōu)選鉆井參數(shù)為：鉆壓30～40 kN，轉(zhuǎn)速80～120 r/min，排量3 600 L/ min。鉆進(jìn)過程中，做好上返巖屑的巖性對比，注意泵壓及扭矩的變化。

3.2.2 泥漿技術(shù)

在鉆進(jìn)該井段時(shí)，使用優(yōu)質(zhì)鉆井液海水聚合物泥漿體系，其配方為：膨潤土漿＋PAM+CMC+SMP-1+NaOH。根據(jù)所鉆遇的巖性特征和地層穩(wěn)定性情況，及時(shí)調(diào)整鉆井液性能參數(shù)（表1）。鉆到2 128 m時(shí)鉆井液密度從1.12 g/cm3提高至1.15 g/cm3，且降低鉆井液失水，把失水量從9 mL 降到4.5 mL，以更好地避免水敏性泥頁巖的吸水膨脹而產(chǎn)生垮塌。逐漸提升鉆井液黏度，在鉆至2 697 m時(shí)，漏斗黏度提高到52 s，使鉆井液能更好地?cái)y巖，減少井內(nèi)滯留的巖屑。

表1 鉆井液性能參數(shù)

3.2.3 井身質(zhì)量

通過優(yōu)選鉆具組合和優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)等技術(shù)措施的應(yīng)用，使530～2 700 m井段井斜約為0.5°，2 700～2 927 m井段井斜大約1°。311.15 mm段井身質(zhì)量（表2）良好，給應(yīng)用套管短口袋創(chuàng)造了條件。

表2 井身質(zhì)量

3.3 下244.5 mm套管技術(shù)

3.3.1 通井技術(shù)

下套管前的通井環(huán)節(jié)很關(guān)鍵，要優(yōu)選下套管前的通井鉆具，尤其是鉆具的剛性，組合中需加扶正器，使用剛性超過244.5 mm套管的鐘擺鉆具來通井。在井徑小于鉆頭尺寸的井段采用劃眼方式擴(kuò)大井徑；通井中一有遇阻就進(jìn)行劃眼；循環(huán)過程替入稠泥漿，充分?jǐn)y帶出巖屑和井內(nèi)的掉塊，保證井下干凈；近2 400 m的井段要分段做短程起下鉆，確保裸眼井段無遇阻才起出鉆具。井下替入稠泥漿護(hù)孔，避免掉塊沉入井底。

3.3.2 監(jiān)測套管長度

根據(jù)計(jì)算，使套管長度與井眼深度誤差盡量小，掌握套管長度的測量誤差，對要下入的套管進(jìn)行幾次復(fù)查，確保長度準(zhǔn)確。監(jiān)測每次套管上扣后帶來的長度誤差，及時(shí)調(diào)整套管長度。

3.3.3 套管居中

在下套管之前，選擇好套管扶正器，并根據(jù)井身質(zhì)量和扶正器剛性，計(jì)算套管居中所需的扶正器數(shù)量和應(yīng)安裝的位置[1]。開始入井的4根套管，每根都安裝套管扶正器，后每隔2根套管裝1個(gè)套管扶正器，下入15根后，每隔3根套管，裝1個(gè)套管扶正器。通過增加套管居中度，套管順利下到2 926.95 m，達(dá)到短口袋目標(biāo)。

4 結(jié) 論

（1）套管短口袋技術(shù)有其特點(diǎn)，可以避免長口袋的混漿而易引起掉塊，產(chǎn)生井內(nèi)復(fù)雜情況。

（2）采用套管短口袋技術(shù)不能僅考慮下套管時(shí)的技術(shù)措施，要從鉆進(jìn)時(shí)開始，系統(tǒng)考慮涉及到的每項(xiàng)作業(yè)，要把鉆進(jìn)參數(shù)、鉆井液性能和通井技術(shù)都一樣對待。

（3）套管短口袋技術(shù)的應(yīng)用成功，為以后的鉆井提供了參考。

[1] 祖峰．D2-20大位移井固井技術(shù)[J]．石油鉆探技術(shù)，2003，31（1）：47-48．

Discussion on Setting Casing Shoe near the Bottom of Hole

XU Youfu

（SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

In this paper, the advantage of setting casing shoe near the bottom of hole is introduced. This technique can improve cementing quality and avoid borehole wall collapsed during drilling. In addition, the technical requirements for setting casing shoe near the bottom of hole have been put forward in order to assure high quality wellbore, cleaned up of bottom hole, casing centralized, and the length of casing string is the same as borehole depth. Setting casing shoe near the bottom of hole has been applied successfully in Well Chengbeigu A, and the results indicated that BHA optimization, good mud property, wiper trip for running casing and making casing centralized are effective measurements for setting casing shoe near the bottom of hole.

wellbore quality; casing shoe; making casing centralization; running casing strings

TE242

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.089

1008-2336（2013）04-0089-03

2013-04-28；改回日期：2013-09-06

徐優(yōu)富，男，1965年生，1987年畢業(yè)于長春地質(zhì)學(xué)院，高級工程師，主要從事海洋石油鉆井和科技管理。E-mail：xuyf@shopc.com.cn。