一次下套管固井完井工藝技術(shù)在遼北地區(qū)地?zé)峋膽?yīng)用

林永江

【摘要】在研究本區(qū)地層巖性的基礎(chǔ)上，試驗摸索了一次下套管完井固井完井工藝，通過4口井的試驗，證明該工藝完全適用于本區(qū)地?zé)峋耐昃?。為地?zé)峋昃峁┝艘惶仔碌耐昃に嚰夹g(shù)。

【關(guān)鍵詞】地?zé)峋?；下套管；完井；固?/p>

引言

地?zé)崾莵碜缘厍騼?nèi)部的一種能量資源。地球上火山噴出的熔巖溫度高達1200℃～1300℃，天然溫泉的溫度大多在60℃以上，有的甚至高達100℃～140℃。這說明地球是一個龐大的熱庫，蘊藏著巨大的熱能。地?zé)崮苁且环N清潔能源，是可再生能源，其開發(fā)前景十分廣闊。

通過對遼北地區(qū)地層條件、構(gòu)造條件、地?zé)豳Y源生成條件、地溫場特征的綜合分析，在有利區(qū)的斷層附近，具有生熱和熱儲層的有利條件，是本區(qū)地?zé)豳Y源賦存的有利地區(qū)，結(jié)合以往生產(chǎn)資料，認(rèn)為本區(qū)地?zé)豳Y源具有良好的開發(fā)前景。

由于常規(guī)地?zé)峋昃に囈话悴捎萌_鉆井方式，每層套管都需要進行固井，候凝，鉆塞，因此造成鉆井施工周期較長。另外每層套管之間需要專用的套管懸掛器懸掛套管。增加施工難度和施工成本。為此，在研究本區(qū)地層巖性的基礎(chǔ)上，試驗摸索了一次下套管完井固井完井工藝，通過4口井的試驗，證明該工藝完全適用于本區(qū)地?zé)峋耐昃?。為地?zé)峋昃峁┝艘惶仔碌耐昃に嚰夹g(shù)。

1.遼北地區(qū)地質(zhì)特征

1.1地層

內(nèi)自下而上出露的地層有：前震旦系（АnZ）；中生界白堊系阜新組、孫家灣組；新生界第四系地層組成。

1.2地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)位于陰山緯向構(gòu)造帶與新華夏系第二沉降帶交接復(fù)合部位，含煤盆地為斷陷構(gòu)造盆地，總體呈北北東向展布，為一東緩西陡的不對稱向斜構(gòu)造。盆地西緣主干斷裂矼屯斷裂控制著煤田的生成和展布。斷裂構(gòu)造經(jīng)歷了兩次較顯著的構(gòu)造運動，一是燕山期新華夏構(gòu)造成為控制鐵法煤田主導(dǎo)構(gòu)造體系；二是喜山期，使燕山期新華夏構(gòu)造運動在本區(qū)的活化。既而產(chǎn)生了一系列斷裂、褶皺等構(gòu)造，斷層皆為高角度正斷層，沿裂隙多有火成巖侵入為第三系輝綠巖，產(chǎn)狀為巖床。據(jù)礦井觀測資料，煤炭采掘一旦遇到這期火山巖，礦井涌水量會突然增大。

1.3地溫場特征

根據(jù)1985年大興井田地質(zhì)勘探7個鉆孔地溫梯度測試成果，恒溫帶平均深度29.17m，溫度11.2℃，地層地溫梯度變化在3.3～4.04°C/100m。屬地溫異常，說明區(qū)內(nèi)具有地?zé)豳Y源生成的地質(zhì)背景。

1.4熱儲及蓋層

據(jù)本區(qū)地層巖性及其組合關(guān)系，應(yīng)用地?zé)岬刭|(zhì)理論分析得知，構(gòu)成工作區(qū)熱儲及蓋層的地層有：（蓋層為白堊系孫家灣組、阜新組中上部地層及第四系地層，熱儲為白堊系阜新組底部砂礫巖及前震旦系古風(fēng)化殼。

（1）蓋層。白堊系孫家灣組、阜新組中上部地層及第四系地層，在阜新組中下部發(fā)育一層穩(wěn)定且較厚的砂泥巖層，巖性為粉砂巖、泥巖，導(dǎo)熱性差，是良好的蓋層，總厚度在800～1500m。

（2）熱儲層。由中生界白堊系下統(tǒng)阜新組底部礫巖及前震旦系古風(fēng)化殼組成。具有地?zé)釤崴患瘍Υ娴目臻g，其熱儲的埋藏分布均受巖性及地質(zhì)構(gòu)造控制。

2.地?zé)峋昃に?/p>

2.1常規(guī)地?zé)峋昃に?/p>

一般情況下，常規(guī)地?zé)峋耐昃に囍饕牵?/p>

一開：表層套管，下入339.7mm套管，鉆深50-100m，固井水泥返高到地面。

二開：下泵室套管，下入273.9mm或244.5mm套管，鉆深400-800米，固井水泥返高的地面。

三開：下生產(chǎn)技術(shù)套管，下入177.8mm或139.7mm套管（含篩管等），鉆深400-800-完鉆井深。固井水泥返高到設(shè)計的位置。

由于每層套管都需要進行固井，候凝，鉆塞，因此鉆井施工周期較長。另外每層套管之間需要專用的套管懸掛器懸掛套管。增加施工難度和施工成本。為此，在研究本區(qū)地層巖性的基礎(chǔ)上，試驗摸索了一次下套管完井固井完井工藝，通過4口井的試驗，證明該工藝完全適用于本區(qū)地?zé)峋耐昃?。為地?zé)峋昃峁┝艘惶仔碌耐昃に嚰夹g(shù)。

2.2地?zé)峋淮蜗绿坠芡昃叹に?/p>

該工藝主要是在二開和三開后，將生產(chǎn)技術(shù)套管和泵室套管通過變徑套管短節(jié)連接在一起，一次下入井內(nèi)，通過分流固井套管浮箍裝置，配合水泥傘，采用“上固下不固”的工藝進行固井，從而達到一次下套管完井固井的目的。具體完井工藝示意圖見圖1所示。

鉆至設(shè)計深度后，通井循環(huán)泥漿正常后，按如下程序下入套管：

引鞋+篩管+套管（水泥傘）+分流套管浮箍+套管+變徑套管短節(jié)+泵室套管+水泥頭。

3.現(xiàn)場應(yīng)用情況

表1給出了4口的應(yīng)用情況。

該工藝在本區(qū)使用4口井，施工成功率100%，通過運用該工藝提高了鉆井隊的工作時效，縮短鉆井工期10-15天以上，節(jié)約了鉆井成本，經(jīng)濟效益明顯。

4.小結(jié)

4.1在研究本區(qū)地層巖性的基礎(chǔ)上，試驗摸索了一次下套管完井固井完井工藝，通過4口井的試驗，證明該工藝完全適用于本區(qū)地?zé)峋耐昃?。為地?zé)峋昃峁┝艘惶仔碌耐昃に嚰夹g(shù)。

4.2該工藝主要是在二開和三開后，將生產(chǎn)技術(shù)套管和泵室套管通過變徑套管短節(jié)連接在一起，一次下入井內(nèi)，通過分流固井套管浮箍裝置，配合水泥傘，采用“上固下不固”的工藝進行固井，從而達到一次下套管完井固井的目的。

4.3該工藝在本區(qū)使用4口井，施工成功率100%，通過運用該工藝提高了鉆井隊的工作時效，縮短鉆井工期10-15天以上，節(jié)約了鉆井成本，經(jīng)濟效益明顯.

參考文獻

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