樹(shù)脂旋流扶正器在大位移井固井施工中的應(yīng)用淺談

宿慶瑋

【摘要】結(jié)合大位移井固井施工難點(diǎn)及易發(fā)問(wèn)題，對(duì)樹(shù)脂旋流扶正器在固井施工中的應(yīng)用及用后質(zhì)量測(cè)定進(jìn)行了分析，旨在同類(lèi)井固井施工提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】固井工具 ?樹(shù)脂旋流扶正器 ?大位移井固井

提高二界面膠結(jié)質(zhì)量，在選擇合適的水泥漿體系的同時(shí)，可以利用扶正器來(lái)改善環(huán)空水利條件，提高水泥漿頂替效率，改善井眼條件，以提高水泥石膠結(jié)質(zhì)量。本文重點(diǎn)圍繞大位移井固井施工難點(diǎn)，利用樹(shù)脂旋流扶正器來(lái)改善固井施工質(zhì)量作一分析。

一、樹(shù)脂旋流扶正器主要性能

樹(shù)脂旋流扶正器是一種由高分子樹(shù)脂材料在模具中經(jīng)過(guò)高溫高壓一次性一體化鑄造而成的固工工具。樹(shù)脂旋流扶正器由襯套和導(dǎo)葉兩部分組成，導(dǎo)葉在襯套四周呈螺旋線(xiàn)排列，導(dǎo)葉之間形成螺旋流道，并且導(dǎo)葉型線(xiàn)為由襯套底部向上擴(kuò)展的漸開(kāi)線(xiàn)。

在物理性能上，旋流扶正器與其他材質(zhì)剛性扶正器相比，具有較高的抗沖擊力和屈服強(qiáng)度，使其在使用中不易變形和損壞。同時(shí)，它密度低、重量輕，便于搬運(yùn)和使用，并具有較高的抗高溫能力，機(jī)械性能可在-40℃—245℃之間保持穩(wěn)定，而且，其摩擦阻力小，扭矩小，在下套管作業(yè)中，可減小下套管阻力。

在化學(xué)性能上，樹(shù)脂旋流扶正器的化學(xué)性能成惰性，具有抗氧化性和抗腐蝕性且有絕緣性，經(jīng)過(guò)氯化鈉（10%）、燒堿（10%）、柴油、硫酸（36%）等腐蝕性液體浸泡，仍可保持良好的機(jī)械性能。同時(shí)，樹(shù)脂旋流扶正器的主要材料為樹(shù)脂，其造價(jià)低廉且在生產(chǎn)過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生大量廢渣、廢氣和氧化物，因此也更為環(huán)保。

二、樹(shù)脂旋流扶正器工作機(jī)理

樹(shù)脂旋流扶正器具有順時(shí)針螺旋線(xiàn)流道，可改變單一的一維軸向流動(dòng)頂替方式，形成橫向擾流，有利于驅(qū)替環(huán)空窄間隙死泥漿及附著于井壁的油膜、虛泥餅，從而提高二界面的膠結(jié)質(zhì)量。由于樹(shù)脂旋流扶正器具有較高的抗沖擊力和較高的屈服強(qiáng)度，承壓能力高不易變形的特點(diǎn)，使其在套管串中能夠起到剛性扶正的作用，尤其在大位移井中應(yīng)用效果良好。同時(shí)，樹(shù)脂旋流扶正器可提高套管的居中度，減少由于套管自重造成的偏心環(huán)空，減小竄流的發(fā)生，并有利于形成紊流頂替，從而提高二界面的膠結(jié)質(zhì)量。樹(shù)脂旋流扶正器較剛性扶正器而言，可減小下套管時(shí)套管串的剛性，并且其啟動(dòng)力低、摩擦系數(shù)小，從而有效降低下套管時(shí)的摩擦阻力，便于下套管作業(yè)，由于其導(dǎo)葉和軸線(xiàn)設(shè)計(jì)成20—30°夾角，在不規(guī)則井眼中，井壁可對(duì)導(dǎo)葉產(chǎn)生一定的橫向分力，可明顯減小套管串的遇阻沖擊力。

三、樹(shù)脂旋流扶正器在大位移井固井施工中的應(yīng)用

本文以某大位移井為例，針對(duì)固井施工難點(diǎn)及問(wèn)題，優(yōu)選樹(shù)脂旋流扶正器，充分利用其良好的結(jié)構(gòu)性能，以及易形成橫向擾流、利于提高套管居中度和有效減少下套管阻力的優(yōu)勢(shì)，以提高水泥漿頂替效率，提升固井質(zhì)量。

（一）井況

某大位移探井，完鉆井深3362m，閉合位移1825.59m，完鉆鉆井液密度1.17g/cm3，水泥封固段2262m，完鉆層位為中生界，鉆探目的為向東擴(kuò)大至該井區(qū)沙河街組含油氣范圍，完井井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

（二）施工難點(diǎn)及易發(fā)問(wèn)題

為保證下套管作業(yè)及固井施工的順利進(jìn)行，考慮到井下情況，對(duì)下套管作業(yè)及固井過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題作了詳細(xì)分析：

（1）該井三開(kāi)井斜都在40°左右，閉合位移1825.59m，套管下入磨阻大。

（2）該井三開(kāi)斜深3362m，返高1100m，水泥封固段長(zhǎng)，水泥漿易脫水稠化，造成憋泵;并且容易發(fā)生竄槽，造成鉆井液污染水泥漿，影響封固質(zhì)量。

（3）該井三開(kāi)垂深為2712.98 m，垂直封固段長(zhǎng)，施工泵壓高。

（4）水泥漿環(huán)空靜液柱壓力高，易壓漏地層。

（5）沙河街有掉塊，水泥漿攜砂能力強(qiáng)，在小井眼處，易造成憋泵。

（三）固井施工措施

（1）管串結(jié)構(gòu)。該井套管串下部結(jié)構(gòu)及管串結(jié)構(gòu)如下：Φ139.7mm引鞋+Φ139.7mm旋流1根+Φ139.7mm套管1根+Φ139.7mm自回位浮箍（2只）+Φ139.7mm套管串+139.7mm水泥頭

（2）扶正器選擇與安放。為提高套管居中度，減少環(huán)空偏心，減小下套管摩擦阻力，提高水泥漿頂替效率及固井質(zhì)量，對(duì)該井下部油層段采用樹(shù)脂旋流扶正器，上部使用彈性雙弓扶正器。扶正器安放位置見(jiàn)表2。

（3）水泥漿體系選擇。在該井上部使用低密高強(qiáng)水泥漿體系，以減小環(huán)空液柱壓力;對(duì)下部使用晶格降失水劑體系，以補(bǔ)償水泥漿凝固體積收縮，提高二界面封固質(zhì)量。

（4）現(xiàn)場(chǎng)施工措施。為減小施工危險(xiǎn)，保證施工順利，完善了現(xiàn)場(chǎng)施工措施。①固井前大排量洗井，將井內(nèi)巖屑攜帶出來(lái);②固井前降低鉆井液粘切，提高水泥漿頂替效率;③合理使用前置液，清洗井壁及套管壁;④使用重泥漿頂替，減小固井施工泵壓;⑤控制注水泥排量及頂替排量，防止憋泵的發(fā)生。

（四）固井質(zhì)量測(cè)定

井聲幅圖及聲波變密度測(cè)井顯示，采用樹(shù)脂旋流扶正器的井段，第1界面固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)，第2界面固井質(zhì)量?jī)?yōu)良。

四、結(jié)束語(yǔ)

樹(shù)脂旋流扶正器使用在油層井段效果明顯，通過(guò)聲幅及變密度測(cè)井檢測(cè)，加樹(shù)脂旋流扶正器的位置第1、第2界面固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。根據(jù)不同井型和井況，優(yōu)選扶正器組合，在保證固井質(zhì)量的同時(shí)，既能滿(mǎn)足套管的順利下入，又可降低生產(chǎn)成本。