套管鉆井技術(shù)應(yīng)用范圍及應(yīng)注意的問(wèn)題

吳晗

摘要：套管鉆井技術(shù)可以有效降低石油鉆機(jī)的作業(yè)費(fèi)用，減少井下復(fù)雜情況的處理時(shí)間，并可避免采用一些故障預(yù)防措施，能為企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)套管鉆井可以有效防止漏失和井控事故的發(fā)生。尤其是通過(guò)勘探開(kāi)發(fā)的結(jié)合，人們對(duì)地下油藏認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深，從鉆井成本、工期、地下油氣層的污染角度，套管鉆井技術(shù)有著較廣泛的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：套管；鉆井技術(shù)；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

前言：

套管鉆井技術(shù)等新的鉆井技術(shù)不斷出現(xiàn)，讓更多的地下油藏知識(shí)在勘探、開(kāi)發(fā)、采油過(guò)程中逐步被人們所認(rèn)識(shí)。套管鉆井技術(shù)首先在大慶油田進(jìn)行了研究與試驗(yàn)，取得了一手現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，油層鉆遇情況、工期控制、成本控制等均達(dá)到了預(yù)期效果，說(shuō)明套管鉆井技術(shù)工藝的設(shè)計(jì)符合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求，尤其是在鉆穿壓力變化帶時(shí)能大幅度提高鉆井的效率[1]。

一、套管鉆井技術(shù)應(yīng)用的范圍

1.1套管鉆井適用于油層埋藏深度比較穩(wěn)定的油區(qū)

由于套管鉆井完井后直接固井完井，然后射孔采油，沒(méi)有測(cè)井工藝對(duì)儲(chǔ)層深度的測(cè)量、儲(chǔ)層發(fā)育情況的評(píng)價(jià)，故此要求油層發(fā)育情況及埋藏深度必須穩(wěn)定，這樣套管鉆井的深度設(shè)計(jì)才有了保證[2]。

1.2 適用于發(fā)育穩(wěn)定，地層傾角小的區(qū)域

由于套管鉆井過(guò)程中不可避免地存在井斜，井斜影響結(jié)果就是導(dǎo)致完鉆井深和垂深存在差異，井斜越大，這種差異越大。而地層傾角的大小、裂縫、斷層等的發(fā)育情況，對(duì)井斜的影響起著重要作用。因此設(shè)計(jì)套管鉆井區(qū)域地層傾角要小，裂縫、斷層為不發(fā)育或欠發(fā)育，才有利于套管鉆井中井斜的控制[3]。

二、套管鉆井中的準(zhǔn)備條件

2.1 就位鉆機(jī)基座必須水平，為設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)及鉆井過(guò)程中的防斜打直創(chuàng)造良好的條件。

2.2 套管鉆井中所選擇套管必須是梯形扣套管，因其絲扣最小抗拉強(qiáng)度是同規(guī)格型號(hào)圓形扣套管的2倍左右，能有效增大套管鉆井過(guò)程中的安全系數(shù)；其次梯形扣套管，便于操作過(guò)程中上卸扣。

2.3 鉆頭優(yōu)選條件必須滿(mǎn)足施工中扭矩盡可能小，水馬力適中的原則。根據(jù)扭矩的情況，可以考慮選擇牙輪鉆頭和PDC鉆頭。因牙輪鉆頭數(shù)滾動(dòng)鉆進(jìn)，能有效減少轉(zhuǎn)盤(pán)及套管扭矩，但其要求鉆壓較大，不利于套管柱的防斜。PDC鉆頭需鉆壓小，一般（20-60KN），鉆進(jìn)速度較快，套管柱所受彎曲應(yīng)力小，扭矩小，符合選擇要求。在選擇鉆頭的同時(shí)，還要求選好水眼。水眼過(guò)小，總泵壓高，對(duì)套管內(nèi)壁沖蝕嚴(yán)重，長(zhǎng)時(shí)間高壓容易損壞套管；水眼過(guò)大，鉆頭處沖擊力低，將影響鉆井速度[4]。

三、套管鉆井施工中需注意幾方面問(wèn)題

3.1 井斜控制問(wèn)題

套管鉆井過(guò)程中，井斜控制是首要問(wèn)題，井斜直接影響到所鉆井眼的垂直深度。也就是說(shuō)油層的埋藏深度與所鉆實(shí)際深度能否相穩(wěn)合，關(guān)鍵取決于井斜。

3.1.1 控制鉆壓10-30KN合理范圍內(nèi)鉆進(jìn)。由于套管鉆井時(shí)，套管柱中沒(méi)有鉆鋌和扶正器等，在加壓過(guò)程中，套管柱受壓極易彎曲導(dǎo)致井斜。因此鉆井過(guò)成中要嚴(yán)格控制鉆壓，從這個(gè)角度講，選擇PDC鉆頭更適合于套管鉆井。

3.1.2 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速控制為低轉(zhuǎn)速，一般控制在60-120r/min內(nèi)，低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)過(guò)程，有利于套管柱的穩(wěn)定，有利于井斜的控制。

3.1.3 井架基座安裝平直，保證開(kāi)鉆井口垂直，

3.1.4 加強(qiáng)中途測(cè)斜監(jiān)控，一方面便于了解控制下部井斜控制情況，另一方面便于計(jì)算垂深。

3.2套管保護(hù)問(wèn)題

套管鉆井完井后，套管柱直接留在井內(nèi)，因此對(duì)套管保護(hù)很重要

3.2.1要使用套管絲扣膠。套管依靠絲扣密封，在套管鉆井過(guò)程中，要使用套管專(zhuān)用膠，保證絲扣部位密封可靠，聯(lián)接牢固。

3.2.2 套管防腐問(wèn)題。套管鉆進(jìn)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)，外壁受到磨損，其外防腐層容易脫落。內(nèi)壁受到鉆井液的沖刷，內(nèi)防腐層也受到?jīng)_蝕。一是要求用于鉆井的套管，做好內(nèi)外涂層防腐；二是鉆井中采用低轉(zhuǎn)速小鉆壓鉆進(jìn)，有利于減少套管外壁的磨損，三是采用增大鉆頭水眼尺寸，降低管內(nèi)泵壓，減少鉆井液對(duì)套管內(nèi)壁的沖蝕。

3.3鉆井參數(shù)控制

3.3.1 鉆壓控制在10-30KN。一是有利于防止套管彎曲引起井斜；二是有利于減少套管扭矩，防止鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)套管事故。

3.3.2 轉(zhuǎn)速控制壓60-120r/min。其優(yōu)點(diǎn)是：①減少套管柱扭矩；②低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，有利于減輕套管柱外壁與井壁之間的磨損。

3.3.3 總泵壓控制在6-7MPa以?xún)?nèi)。一是減少鉆井液對(duì)套管柱內(nèi)壁沖蝕；二是減少對(duì)回壓凡爾的沖蝕磨損。

3.4完井工藝過(guò)程控制

3.4.1鉆頭上部、套管柱底部安裝回壓凡爾，有利于固井施工后能實(shí)施敞壓侯凝。

3.4.2 完鉆后要處理好鉆井液的粘切性能，并充分循環(huán)洗井，為提高固井質(zhì)量做好準(zhǔn)備。

3.4.3 固井施工采用壓塞碰壓固井，碰壓后試壓，并盡可能敞壓侯凝。如果敞不住壓，可實(shí)施蹩壓侯凝，所蹩壓力為最大替壓三分之一左右，并分別在3小時(shí)后放掉50%，8小時(shí)后放盡。

四、結(jié)論與建議

4.1套管鉆井在大慶地區(qū)目前適用于700米以?xún)?nèi)，且地層穩(wěn)定區(qū)域。

4.2由于受到井斜的影響，套管鉆井井深受到限制。如何擴(kuò)大套管鉆井深度需要在鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆頭選型、施工工藝等各方面進(jìn)一步優(yōu)化。

4.3套管防腐與耐沖蝕問(wèn)題還有待進(jìn)一步解決。

4.4固井工藝有待進(jìn)一步與套管鉆井工藝進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，著重解決固井質(zhì)量問(wèn)題。

4.5套內(nèi)測(cè)井技術(shù)，油、氣、水判別技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展，以滿(mǎn)足套管鉆井技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。套管鉆井范圍進(jìn)一步擴(kuò)大的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]沈忠厚，王瑞.現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)50年進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J]石油鉆采工藝，2003，（5）.

[2]高德利.石油鉆井的學(xué)科特點(diǎn)與技術(shù)展望[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2003，（1）.

[3]唐志軍，韓來(lái)聚，劉新華.自動(dòng)化智能化鉆井技術(shù)進(jìn)展[J].石油地質(zhì)與工程，2009

[4]甘云雁，陳利.新型鉆井技術(shù)：激光鉆井的研究進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)，2005

（作者單位：大慶鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務(wù)一公司）