尾管懸掛和回接固井異常工況分析及對策

郭建軍，魏 新，王 浩，姜 輝

（西部鉆探工程有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

尾管固井使用最主要的工具就是尾管懸掛器。該工具及附件在施工作業(yè)中工作是否正常，直接關(guān)系到固井施工的成敗。特別是尾管懸掛、回接固井現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的異常復(fù)雜工況，又是影響固井施工順利完成的主要因素。因此如何規(guī)避尾管和回接固井施工中出現(xiàn)的異常工況，是其固井施工作業(yè)順利完成的重要環(huán)節(jié)。文中針對這些異常工況原因進行了分析，并提出了預(yù)防和應(yīng)對措施。

1 液壓尾管懸掛器異常工況原因分析

1）懸掛器泵送球無憋壓顯示。經(jīng)分析可能是以下幾個原因：一是球在斜井段套管里運行變排量時液體流態(tài)發(fā)生了改變，直線流變成了渦流[1]，從而也改變了球的運行軌跡，使球靠近套管內(nèi)壁沿渦體以渦流流態(tài)移動（見圖1），不能落入球座；二是由于斜井段井眼軌跡不規(guī)則，套管在斜井段呈波浪形，球座下入位置在彎曲井眼的高點處，球運行到位落在套管低位，無法進入高點處球座中；三是鉆井液性能影響，如稠漿在套管低邊滯留靜止時間長，在循環(huán)時沒有頂替干凈而靜切力大的稠漿，而球落在低邊稠漿中，運行受阻到基本靜止，無法被頂替到球座中。

圖1 鉆井液渦流流向示意圖

2）懸掛器掛不住。井口與井架中心不對中，懸掛器入井在技套內(nèi)不居中，坐掛時懸掛器四片卡瓦不能同步鑲嵌在懸掛器本體與技套內(nèi)環(huán)形空間內(nèi)，無法有效懸掛下部尾管，導(dǎo)致懸掛器掛不??；

鉆井液中含有一定量的堵漏劑，可能將懸掛器內(nèi)進液傳壓孔堵塞或?qū)覓炱饕焊着c本體之間間隙填滿，使液缸內(nèi)無法移動上行，造成坐掛異常；懸掛器液缸密封失效。一是密封橡膠圈損壞：二是液缸本體變形，導(dǎo)致液缸內(nèi)憋不起壓，無法推動液缸移動；

3）固井替漿時膠塞復(fù)合無壓力顯示。當(dāng)尾管膠塞剪釘剪切值大于膠塞復(fù)合瞬間井口壓力波動值，才可觀測到復(fù)合壓力顯示[2]，因此造成膠塞復(fù)合無壓力顯示原因是膠塞復(fù)合瞬間井口壓力波動值大于膠塞剪釘剪切值。見圖2。

圖2 膠塞復(fù)合示意圖

2 尾管懸掛器異常工況對策與預(yù)防

1）送球無憋壓顯示的對策。如用泵送球替漿量超過理論替漿量的1.5 倍，沒有憋壓顯示，坐底用鉆具壓上20t，開泵頂通洗井5～10min,上提管串到中和點懸重再壓20t，觀測下壓位置是否有變化，如位置無變化，則可進行后續(xù)倒扣等施工作業(yè)；如位置下移，則開泵頂通洗井5～10min，再上提管串到中和點懸重下壓20t，位置無變化再進行后續(xù)施工作業(yè)。預(yù)防措施：分兩種工況，第一種球座在直井段，投銅球，讓球自由下落到球座位置，再開泵憋壓；第二種球座在斜井段，將球座盡量安放在狗腿度小的井段，用泵送球，從始至終保持排量不變。將球座安放在球座尾管空心膠塞內(nèi)，使球座位于直井段，投銅球憋壓坐掛。

2）懸掛器掛不住的對策。如在懸掛器憋壓坐掛施工過程中，管內(nèi)憋壓壓力大于懸掛器剪釘壓力5MPa,微調(diào)幾個坐掛位置仍然掛不住，直接坐井底，開泵循環(huán)正常，進行后續(xù)施工作業(yè)。預(yù)防措施：一次性附加大于坐掛壓力5～6MPa，坐掛位置避開上層套管磨損和接箍位置[3]，管串接加長引鞋。

3） 固井替漿時膠塞復(fù)合無壓力顯示的對策。由于膠塞復(fù)合時無壓力顯示，無法效驗替漿計量誤差，替漿到理論計算量再附加0.5～1m3，停泵，放回水。預(yù)防措施：上調(diào)尾管膠塞剪釘剪切壓力值，使剪釘剪切壓力值大于膠塞復(fù)合瞬間井口壓力波動值。

3 回接固井異常工況原因分析

1）回接套管試插下壓重量異常。下壓鉆具10t 試插,經(jīng)開泵驗證，回接插入筒已插入回接筒內(nèi)，而個別水平井技術(shù)尾管回接固井施工時，下壓鉆具20t 試插，開泵驗證，回接插入筒沒有插入回接筒內(nèi)。由于下部尾管喇叭口下部50～100m位置有水泥塞將尾管上下隔開，插入時尾管內(nèi)是死腔，而液體又不可壓縮，造成下壓重量不足，導(dǎo)致插入筒不能插入回接筒內(nèi)的工況。

2）回接固井管內(nèi)留水泥塞。如回接固井封固段長2800m 左右，管外水泥漿密度1.90g/cm3，管內(nèi)頂替鉆井液密度1.40 g/cm3，管內(nèi)外有大于15MPa 的靜壓差，在加上施工壓耗，固井替漿后期施工壓力達到近30MPa，而插入筒密封圈只起輔助密封，候凝期間管內(nèi)浮箍在高壓差作用下密封面局部泄漏，造成少部分水泥漿倒流進管內(nèi)。

4 回接固井異常工況對策與預(yù)防

1）回接套管試插下壓重量異常的對策。繼續(xù)每次5～10t 加大管串下壓重量，直到證實已將插入筒插入回接筒內(nèi)。預(yù)防措施：下回接套管前，充分洗井調(diào)整鉆井液性能，改善其流動性，減小回接插入筒插入回接筒的流動阻力。

2）回接固井管內(nèi)留水泥塞的對策。固井施工完成后，在管內(nèi)憋一定的壓力候凝，以抵消一部分管內(nèi)外靜壓差。預(yù)防措施：一是采用密度1.60 g/cm3鉆井液替漿；二是更換插入筒密封方式和選用密封可靠的浮箍；三是在套管串適當(dāng)位置加裝管外封隔器。

5 結(jié)論和認(rèn)識

尾管懸掛固井程序復(fù)雜。施工前對施工過程中可能出現(xiàn)的異常工況進行預(yù)判、分析，提出對策和預(yù)防措施非常重要，可以規(guī)避施工風(fēng)險，降低事故的發(fā)生率?；亟庸叹m然施工程序簡單，風(fēng)險相對較小，但回接插入筒如不能插入回接筒內(nèi)，則影響與尾管連通回接質(zhì)量；回接固井管內(nèi)留水泥塞，則增加鉆塞費用，延長完井施工時間。施工前掌握施工全過程可能出現(xiàn)的異常工況，實施預(yù)防措施，對于確?；亟庸叹|(zhì)量至關(guān)重要。