旋轉固井技術(shù)在埕海油田的應用分析

　　摘要：埕海油田在渤海灣人工島上鉆完井，主要實(shí)施水平井與大位移井居多，地層疏軟而且井徑不規則，對固井要求高，本文介紹了旋轉套管固井工藝技術(shù)的基礎原理、優(yōu)點(diǎn)及其所需適用條件。由此證明了旋轉套管固井工藝技術(shù)能大大提高頂替效率、改善界面固井質(zhì)量、有效防止氣竄，具有廣闊的推廣應用前景。

　　關(guān)鍵詞：旋轉固井;大位移井

　　一、基本情況

　　大港油田埕海油田人工井場(chǎng)位于河北黃驊市關(guān)家堡村以東的灘涂海域水深4m 的極淺海地區，大部分井的斜深在3500～4500m，垂深1067.9～1569.3m，水平位移在1000～2000m之間，水垂比在1.96～3.92之間，長(cháng)裸眼段下套管作業(yè)難度大。大位移水平井Ф139.7mm生產(chǎn)套管需下入長(cháng)裸眼(1500m左右)，斜度大(85°左右)、水平位移大，下入摩阻較大，套管段可能會(huì )產(chǎn)生屈曲變形下入難度大，甚至不能下到預定深度;上部地層疏松，井壁易跨塌井徑不規則，井眼幾何形狀在周向呈橢圓形，在軸(徑)向呈彎曲曲線(xiàn)形，在保證套管安全下入的前提下，使扶正器下入數量受到限制極易影響頂替效率;井斜角大，裸眼段較長(cháng)，對于井筒的低邊鉆井液很難被水泥漿頂替干凈;易發(fā)生固相沉積，形成沉積帶，而沉積帶很難被完全清除，從而影響界面膠結質(zhì)量;為了提高頂替效率，需要加大排量，容易造成堵塞環(huán)空，造成嚴重的固井事故。

　　二、旋轉固井技術(shù)

　　旋轉套管固井技術(shù)就是在套管注水泥期間從地面通過(guò)某一動(dòng)力源旋轉套管柱，使整個(gè)管管串旋轉，讓水泥更充分地頂替掉泥漿，它能大大提高套管注水泥的成功率，提高固井質(zhì)量，從而使成本大大降低。井眼不規則和套管不對中是影響水泥漿頂替效率的兩個(gè)主要因素。套管在井眼中完全居中是不可能的，一般都是靠向一邊。套管越靠近井壁，靠近井壁一側的環(huán)空泥漿的頂替就越困難。在井眼中，任何一種交替和迅速改變套管位置的運動(dòng)都能把粘滯的泥漿刮入或混入循環(huán)的水泥漿中。上下活動(dòng)能使偏心空間下部的靜止泥漿分散開(kāi)，但是卻難于使水泥充滿(mǎn)其間。當套管柱旋轉時(shí)，套管對泥漿有拖拽作用能幫助攪動(dòng)或驅掃靜止的泥漿，從而提高水泥漿頂替泥漿的效率。另外，如果在尾管下入過(guò)程中遇阻，套管下不去，還可以通過(guò)旋轉套管進(jìn)行劃眼，使套管順利下到預定位置。

　　2.1 摩阻預測分析

　　摩阻系數的確定是摩擦阻力計算與分析的基礎。下套管摩阻系數的選取是通過(guò)最后一次電測通井后記錄不同井深時(shí)的上提大鉤懸重和下放井口大鉤懸重，計算出摩阻力，反算求得摩阻系數(其方法是，利用現場(chǎng)采集到的大鉤負荷、井眼軌跡、鉆具、鉆井液密度、鉆壓及扭矩等工程參數來(lái)反演出管柱與井壁的摩擦系數)，作為下套管預測摩阻力。最后用專(zhuān)用軟件模擬分析是否可以實(shí)現旋轉套管固井。

　　2.2 套管驅動(dòng)系統CDS

　　在下套管作業(yè)前，把CDS系統與頂驅相連接，由頂驅提供旋轉動(dòng)力，CDS系統自帶一個(gè)液壓工作站，為錨定套管提供動(dòng)力。自帶密封系統，可以實(shí)現套管與CDS的密封，在循環(huán)的時(shí)候，泥漿不會(huì )從套管頂部溢出。如果需要使用該系統時(shí)，先給套管座上手提卡瓦，然后下放頂驅?zhuān)�使CDS的卡瓦部分進(jìn)入套管，操作控制臺使CDS錨定住套管，司鉆上提頂驅?zhuān)�確認錨定成功后即可實(shí)現套管的上提下放、旋轉、循環(huán)泥漿。

　　2.3 偏心導向引鞋

　　有利于清除掉不干凈井壁，清除水平井低邊沉屑水力和機械力相結合式設計，可打穿井眼阻力段，即便在井眼不穩的情況下，也可確保將套管下到井底。

　　2.4 扶正器安放

　　扶正器選型與安放位置設計由于在大斜度段或水平段，在套管柱的重力作用下扶正器要承受較大負荷，通過(guò)綜合分析對比選用剛性螺旋扶正器和剛性滾輪扶正器比較合適，剛性螺旋扶正器安放在裸眼段，剛性滾輪扶正器安放在套管內。

　　剛性螺旋扶正器：

　　一是在井壁不規則時(shí)下套管過(guò)程中，螺旋扶正器可產(chǎn)生一定橫向扭矩分力，使扶正器產(chǎn)生轉動(dòng)從而減輕下套管的阻力，

　　二是在管外環(huán)空中，當水泥漿穿過(guò)扶正器螺旋片時(shí)產(chǎn)生旋流，改善了環(huán)空流場(chǎng)，從而可提高水泥漿頂替效率，對提高固井質(zhì)量十分有利。滾輪扶正器安放在上一層套管內，這樣有利于減少下放的阻力和減少旋轉時(shí)候的阻力。

　　三、結論與建議

　�、賹Υ笮倍染�必需強化井眼準備技術(shù)措施，有效地清除巖屑床、降低(管柱、鉆井液)摩阻，固井前適當降低鉆井液粘切，確保套管能順利下入。

　�、陂_(kāi)展套管下入摩阻預測分析選用頂驅驅動(dòng)系統和導向引鞋下套管技術(shù)，保證套管能順利下入到預定位置。

　�、圻x擇適當的扶正器類(lèi)型并優(yōu)化扶正器安放位置，確保套管居中度≥67%。

　�、芨鶕�井況，前期用軟件分析，模擬是否可使用旋轉套管固井技術(shù)。

　�、莞鶕�前期軟件模擬和通井信息，選擇合適的套管或者加扭矩環(huán)確保套管可以旋轉。

　　參考文獻：

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