漂浮固井技術(shù)交流

1、 漂浮固井技術(shù)漂浮固井技術(shù)丹諾（北京）石油技術(shù)服務(wù)有限公司丹諾（北京）石油技術(shù)服務(wù)有限公司一、漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介二、漂浮固井組件三、漂浮固井作業(yè)程序四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新匯報(bào)提綱誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新 自水平井和大位移井問世以來，如何保證水平井、大位移井尤其是大位移水平井套管的安全下入，一直是技術(shù)難點(diǎn)的問題。國(guó)內(nèi)外在大量研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上認(rèn)為,漂浮下套管技術(shù)是目前解決下套管困難最為有效的方法之一。該技術(shù)通過在套管串結(jié)構(gòu)中加入漂浮接箍，利用漂浮接箍與套管鞋中間套管內(nèi)封閉的空氣或低密度鉆井液的浮力作用，來減小套管下入過程中井壁對(duì)套管的摩阻，以達(dá)到套管安全下入的目的。漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介誠(chéng)信發(fā)展

2、務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介旋轉(zhuǎn)自導(dǎo)式浮鞋+短套管1根+1#浮箍+套管1根+2#浮箍+套管若干+1#漂浮接箍+套管若干+2#漂浮接箍+套管串漂浮固井管串結(jié)構(gòu)誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新u在套管串中連接12個(gè)漂浮接箍，使漂浮接箍上、下的套管水眼內(nèi)形成臨時(shí)隔斷。u漂浮接箍以下的套管柱內(nèi)不灌泥漿或灌低密度的液體。增加漂浮接箍以下套管串的浮力，降低對(duì)井壁的正壓力，使其在下套管過程中處于漂浮狀態(tài)，降低套管下入摩擦阻力。u漂浮接箍以上的套管串中正常灌注泥漿或重泥漿。增加套管柱重量，提高漂浮接箍以上套管串的軸向力。u合理確定漂浮段長(zhǎng)度，保證套管順利下入。（直井段+穩(wěn)斜段+彎曲段）套管產(chǎn)生的軸向力（穩(wěn)斜井段+彎曲井段+水平

3、井段）的摩擦阻力，使套管順利下到井底。漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介漂浮固井技術(shù)原理誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新 漂浮下套管的核心技術(shù)就是漂浮接箍位置的選擇以及漂浮長(zhǎng)度的確定。 在大位移水平井下套管過程中，垂直井段套管可以依靠自身重力克服井壁的不規(guī)則和井眼形狀改變所帶來的摩阻載荷，當(dāng)套管進(jìn)入造斜井段后，由于套管自身的剛度以及和井壁的摩擦，套管受到摩阻力的作用，向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)減弱，在臨界阻力角處，套管處于平衡狀態(tài)，此時(shí)套管再往井眼深處下放，需要外界力的作用。漂浮接箍安放位置就選擇在大位移水平井臨界阻力角處。 漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介漂浮接箍安放位置誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新 Wcos?c=Wsin?c ?c=tan-1（1/) 式中，

4、W 為套管自重；?c為臨界阻力角 (度)； 為套管與井壁的摩擦系數(shù)。215.9mm井眼在技術(shù)套管內(nèi)摩擦系數(shù)取值0.25、裸眼摩擦系數(shù)取值0.35的情況下，臨界阻力角為70.70度。井壁套管重力對(duì)井壁產(chǎn)生的正向壓力套管重力套管重力產(chǎn)生的下滑分力套管摩擦阻力漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介臨界阻力角計(jì)算誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井技術(shù)簡(jiǎn)介漂浮固井技術(shù)要點(diǎn)l浮鞋、浮箍承受的反向液柱壓力24.5MPa（額定工作壓力的70%），大于該壓力時(shí)建議使用2只浮箍；l漂浮接箍承受的正向液柱壓力17.5MPa（打開壓力的70%)，大于該壓力時(shí)建議使用2只漂浮接箍分別承壓；誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井組件 漂浮套管組件包括漂浮接箍、止

5、塞浮箍、旋轉(zhuǎn)自導(dǎo)式浮鞋以及固井膠塞。誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井組件旋轉(zhuǎn)自導(dǎo)式浮鞋 連接于套管最下端，與浮箍一起構(gòu)成雙級(jí)單向回壓閥。替漿過程打開，下套管和水泥候凝時(shí)關(guān)閉。 在下套管的過程中，如果出現(xiàn)遇阻，可以通過上下活動(dòng)，調(diào)整偏心角度，引導(dǎo)套管的安全順利下入。 具有常規(guī)浮鞋的單向閥的功能導(dǎo)向頭帶偏心，能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。前端和側(cè)面都有循環(huán)孔。下套管時(shí)如遇臺(tái)階，導(dǎo)向頭能自動(dòng)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井組件止塞浮箍止塞浮箍和浮鞋相隔1 2根套管，與浮鞋一起構(gòu)成雙級(jí)單向回壓閥。替漿過程打開，下套管和注完水泥后關(guān)閉。承托環(huán)安裝在閥座上，與固井膠塞形成配合。結(jié)構(gòu)型式：彈簧式反向承壓能力35MPa與連接套管

6、扣形相同與連接套管鋼級(jí)一致性能可靠，可鉆性好誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮接箍由本體和盲板組成，盲板使用特殊的易碎材料，蹩通破碎后成小顆粒狀，容易被泥漿攜帶出地面?？坌团c連接套管一致鋼級(jí)與連接套管一致打開壓力：25MPa漂浮固井組件誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新固井膠塞在替漿過程中隔離水泥漿和泥漿。一旦膠塞在套管內(nèi)下行過程中遇阻，可蹩通膠塞繼續(xù)頂替，以防出現(xiàn)頂不動(dòng)，形成水泥塞。蹩通壓力P：20MPa。漂浮固井組件誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井組件半剛性扶正器（外徑210mm）l整體強(qiáng)度高，不易損壞。l下套管過程中，井壁對(duì)螺旋扶正凸棱產(chǎn)生一定橫向分力，使扶正器產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減輕下套管的阻力；l下套管遇阻時(shí)，通過上提下放

7、，阻力超過38噸時(shí)，能將其扶正棱條壓變形，從而通過遇阻點(diǎn)。l當(dāng)水泥漿通過扶正器螺旋片時(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。誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新漂浮固井作業(yè)程序：l 按設(shè)計(jì)排列下入套管及扶正器；l 1#漂浮接箍前的所有套管不灌泥漿；l 接1#漂浮接箍以后，每15-20根套管，灌1次泥漿，接2#漂浮接箍前，所有套管必須灌滿；l 接完2#漂浮接箍后每15-20根灌1次泥漿；l 套管下至預(yù)定井深后，開始灌泥漿，灌滿后接循環(huán)接頭及排氣拷克三通；l 小排量開泵，緩慢升壓，先打開2#漂浮接箍，然后再打開1#漂浮接箍，打開壓力等于漂浮接箍設(shè)定壓力減去靜液柱壓力；l 打開排氣閘門排放漂浮段套管內(nèi)的

8、空氣，間歇注入泥漿，直到泥漿全部灌滿，空氣排完為止；l 灌漿完成后觀察20-30min，確定套管內(nèi)沒有空氣，小排量開泵，緩慢建立循環(huán)；l 大排量循環(huán)2周以上，泥漿性能滿足固井施工，開始固井作業(yè)；l 連接水泥頭及管線，采用常規(guī)注水泥作業(yè)。漂浮固井作業(yè)程序誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新 大慶油田薩平953井為三開水平井，完鉆井深3064m，完鉆垂深2372.59m，完鉆視平移794.45m，水平段長(zhǎng)460m。該井由于定向滑動(dòng)鉆進(jìn)過程中，摩阻大無法施工，且接單根后無法下至井底提前完鉆。該井造斜及水平井段井眼軌跡不平滑，個(gè)別井段狗腿度大，井段2438.93-2457.99m狗腿度達(dá)11.54-12.70/30m。

9、水平段為波浪形，井段2604.93-2679.46m，井斜角從89.26增斜至95.24；井段2679.46-2853.82m為穩(wěn)斜段，井斜角在94.38-95.58；井段2853.82-3064m為降斜段，井斜角從94.38降斜至89.97；井底垂深比入窗點(diǎn)垂深抬深25m。在完井階段，多次發(fā)生下鉆通井遇阻，劃眼困難等復(fù)雜情況。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例該井管串組合：旋轉(zhuǎn)自導(dǎo)式浮鞋+139.7mm套管1根+1#浮箍+139.7mm套管1根+2#浮箍+139.7mm套管串+1#漂浮接箍（2450m）+139.7mm套管串+2#漂浮接箍（1350m）+

10、139.7mm套管誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 為了保證套管安全順利下入，在滿足套管居中度的前提下，優(yōu)化扶正器設(shè)計(jì)，井段2357.00-3045.85m每4根安放1只半剛性扶正器，井段2048.22-2357.00m每3根間隔安放彈性雙弓扶正器和半剛性扶正器，井段978.46-2048.22m，每5根間隔卡放彈性雙弓扶正器，井口套管卡放1只半剛性扶正器便于套管坐卡。半剛性扶正器采取浮動(dòng)固定，彈性扶正器夾持固定。全井共下入半剛性扶正器22只，彈性雙弓扶正器26只。誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 在施工過程中，1#漂浮接箍前，漂浮井段套管不灌泥漿，接完后每15根灌泥漿。下入2#漂浮接箍前，所有套

11、管灌滿泥漿以提高2#漂浮接箍的抗壓性。接完2#漂浮接箍，每15根灌泥漿，出技套前灌滿泥漿，最后200m不灌泥漿。套管進(jìn)入水平段后井口懸重保持在320-360KN，正常下放摩阻為100-200KN，下至井深2680m開始出現(xiàn)不定點(diǎn)遇阻，并出現(xiàn)空載，解決方法：上提套管至原懸重500KN將套管拉直不產(chǎn)生彎曲，勻速下放并保持一定速度通過遇阻井段。 打開漂浮接箍使用水泥車，頂通壓力12MPa，漂浮接箍打開總壓力27.9MPa（其中液柱壓力15.9MPa）。操作過程：緩慢升壓至3MPa，記錄泵入量。然后以3MPa的增幅階梯式提高壓力，每一階梯穩(wěn)壓1分鐘，直至漂浮接箍打開。 該井通過漂浮固井工藝的實(shí)施，很好

12、的解決了套管安全下入問題，經(jīng)聲幅檢測(cè)固井質(zhì)量合格。 誠(chéng)信發(fā)展 務(wù)實(shí)創(chuàng)新現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 井號(hào)井號(hào) 項(xiàng)目項(xiàng)目 完鉆井深完鉆井深（m m）套管下深套管下深（m m）垂深垂深（m m）視平移視平移（m m）水平段長(zhǎng)水平段長(zhǎng)（m m）水平段水平段最大井斜最大井斜漂浮段長(zhǎng)漂浮段長(zhǎng)（m m）北1-5平571283.551281.55828.78352.43171.8686.60293.41北1-丁6平381234.001233.40806.52328.36156.0087.48283.08喇12-平2011671.531668.281203.38582.19346.5586.29350.00希3-平93182.003179.412508.92815.41364.5789.79354.02貝14-平32390.002387.001713.12808.08608.3292.75601.24薩平9533064.003045.852372.59794.42460.0095.47597.51北2-331-平471575.001572.75983.29701.77452.61