半坐半挂尾管悬挂工艺研究与试验

目前在超深井的超长超重尾管悬挂固井工艺中,尾管的浮重常常接近或超过尾管悬挂器的额定载荷,容易造成上层套管在悬挂点处变形甚至破裂,致使尾管悬挂失败,从而影响整个尾管固井工艺的顺利实施。文中提出一种"半坐半挂"的尾管悬挂工艺,可以降低高负荷或超负荷悬挂的风险,该悬挂工艺既能保证尾管悬挂的成功,又不影响整个尾管固井施工。通过现场施工案例的分析,该尾管悬挂工艺具有易操作、低风险的优点,对超长超重尾管固井技术提供有力的技术支持,对超深、复杂地层的油气开发具有重要的指导作用,值得进一步优化并推广应用。     

新型封隔式尾管悬挂器的开发与应用

针对常规尾管固井重叠段固井质量差的问题，研制了新型封隔式尾管悬挂器。该悬挂器具有悬挂、封隔两种功能，能够有效地密封重叠段，防止油、气、水窜的发生。地面试验和现场应用表明，封隔式尾管悬挂器结构合理，密封可靠，操作简便，有效地解决了尾管固井过程中重叠段固井质量差的难题，具有极大的推广应用价值。     

国内尾管固井完井技术现状

介绍了小井眼固井、尾管先期防砂完井、尾管回接固井、旋转尾管固井、膨胀套管完井和尾管钻井等6种新兴的尾管技术.分析了特殊卡瓦式悬挂器、尾管回接装置和膨胀式悬挂器等3大类尾管完井工具研究现状.建议在尾管完井中采用特殊尾管和新兴的完井方式,并采用多手段提高尾管固井质量.指出尾管悬挂器应向多功能化、简单化和可靠性方向发展.     

复杂地层多套压力层系尾管完井固井新工艺

在同一裸眼段出现多套压力层系,不但给钻井作业带来很大的困难,而且大大增加了固井作业的难度.为保护油气层,提高采收率,胜利油田从固井现场的实际情况出发,对固井工具、固井工艺和水泥浆技术进行了改进,形成了适合复杂地层多套压力层系的尾管悬挂器 分级箍 管外封隔器固井工艺和尾管悬挂器 管外封隔器固井工艺.在胜利油田35井次的现场应用表明,该工艺不但保证了固井质量,而且满足了勘探开发的需要.     

?273.1 mm无限极循环尾管悬挂器在元坝气田的应用研究

元坝气田?273.1 mm尾管固井时因裸眼段长、环空间隙小和尾管段长,导致尾管难以下到设计位置、中途开泵受限和替浆计量困难等技术难点。在分析地质状况、井眼条件和工具功能等因素的基础上,采用了具有压力平衡机构、卡瓦内嵌结构的无限极循环尾管悬挂器及配套胶塞系统,并制定了针对性的尾管下入措施。元坝气田7口井应用了无限极循环尾管悬挂器,实现了中途循环解阻,解决尾管难以下到设计位置的问题,尾管到位率100%,胶塞复合信号明显,实现了精准替浆作业,碰压率85%。研究结果表明,元坝气田?273.1 mm尾管固井采用无限极循环尾管悬挂器效果显著,该尾管悬挂器为元坝气田大尺寸、长裸眼段的尾管固井提供了有效的技术手段,具有一定的推广应用价值。      

旋转尾管固井工艺在深井中的应用

为解决深井尾管固井的技术难题和提高深井固井质量，深井尾管固井时可采用旋转尾管固井工艺。分析了旋转尾管固井工艺提高顸替效率的原理，介绍了尾管悬挂器的工作原理和旋转尾管固井的优点，提出了旋转尾管固井所需条件和注意事项。以YK8井为例介绍了旋转尾管固井工艺在深井中的应用情况，该井的固井实践表明，采用旋转尾管固井工艺既能解决尾管固井环空间隙小的技术难题，又能提高深井尾管固井质量。     

尾管悬挂器现场使用方法探讨

尾管悬挂器固井是深井、超深井常用的固井方法之一,在浅井和老井加深固井中为了节约套管也常采用这种固井方法.悬挂器质量是影响尾管固井成功与否的关键.正确的操作使用方法对悬挂器的成功使用至关重要.这要求对悬挂器本身结构详细地了解、对井下情况的掌握,并要求对发生在现场使用过程中的各种情况进行准确分析、判断与处理等.文章以尾管悬挂器的结构原理作为基础,结合井下情况加以分析,总结出了一套成功使用悬挂器的经验.     

国内尾管悬挂器技术进展趋势

尾管悬挂器是实施尾管固井技术的关键装置,在尾管固井中具有重要作用。随着国内市场需求的增加和技术的进步,新型尾管悬挂器不断地研制和开发生产。本文介绍了我国尾管悬挂器的发展历程及近年来各科研院所研制的尾管悬挂器产品,分析了国内尾管悬挂器面临的问题及发展趋势。     

新型尾管悬挂器在塔里木油田的适应性研究应用

塔里木油田因井深、温度高、地质结构复杂等特点,对固井质量的要求非常严格。而尾管固井由于其低廉的作业成本、显著的经济和社会效益业已成为深井、超深井固井施工的常用工艺技术。尾管悬挂器作为尾管固井的关键装置, 长期以来塔里木油田一直以进口尾管悬挂器作为首要选择。但进口尾管悬挂器存在供货周期长、价格昂贵、特殊规格尺寸无法订制生产等困难,严重制约了塔里木油田的上量上产。该文在国产尾管悬挂器的引进试用过程中,针对塔里木油田的地质、钻探、泥浆等特点,塔里木油田、钻井方、固井方、工具方在工具工艺等方面做出了适应性改进,并在现场应用方面取得了良好的效果,为塔里木油田的开发提供了技术支撑。     

基于Bow-Tie模型的轻尾管固井中悬挂器失效分析

轻尾管固井是一个工艺流程清晰、施工较复杂的动态系统。针对轻尾管固井中的悬挂器失效问题,采用事故树和事件树相结合的分析方法,构建了悬挂器失效的Bow-Tie模型。利用事故树分析法得到了诱发悬挂器失效的原因,通过事件树分析法研究了悬挂器失效后引起事故的全过程,直观地了解轻尾管固井中悬挂器失效的整个发展过程。结合某油田Y井的事故分析,验证了Bow-Tie模型在分析轻尾管固井中悬挂器失效方面是可行的。研究得出的悬挂器失效Bow-Tie模型对于防止悬挂器失效的发生具有重要意义,对于轻尾管固井的现场施工具有指导作用。     

膨胀式尾管悬挂器在高压气井固井中的应用

固井作业中的环空漏失是高压气井及异常高压气井固井作业中所面临的难题,常规边漏失边固井的现场固井技术无法使固井质量得到有效保障,给后期开采作业带来安全隐患,甚至导致部分井的报废。鉴于膨胀管技术的进展及其优势,介绍了膨胀式尾管悬挂器的结构组成、工作原理与技术特点,并结合塔里木油田迪那2 8井的固井实例,分析了膨胀式尾管悬挂器在异常高压气井固井中的应用效果。结果表明,在异常高压气井应用膨胀式尾管悬挂器固井不仅质量良好,而且可以彻底解决卡瓦式尾管悬挂器在固井中的环空泄漏问题,施工工艺简单,安全性更高。该技术的应用为异常高压气井固井提供了新的途径。     

深井、超深井短尾管安全丢手关键技术研究

为提高深井、超深井短尾管固井施工的可靠性,针对深井、超深井摩阻大、短尾管固井悬挂尾管短和质量轻等原因造成的丢手不易判断的问题以及摩阻大造成的丢手困难的问题,通过采用尾管牵制技术及尾管悬挂器卡瓦内嵌技术,使尾管具有反向锚定锁紧及解锁功能,为短尾管提供附加载荷,便于现场施工安全丢手;制定了现场施工工艺流程,通过合理设计各级动作启动压力值,最终形成了适合于深井、超深井的短尾管安全丢手关键技术。该项技术已在塔河油田、青海油田及冀东油田等地区累计应用了72井次,成功率100%,应用最深井深为7271 m,最小规格为177.8 mm×Ф101.6 mm,尾管质量最轻仅为4.4 t。应用结果表明,该项技术有助于实现尾管悬挂器坐挂、丢手操作一次性成功,提高了短尾管固井施工的可靠性,为深井、超深井短尾管固井提供了有力的技术支持和施工保障。     

川深1井非常规系列尾管悬挂器应用分析

川深1井是我国西南地区的第1口超深气井,具有超高温、超高压、高含硫特征,存在长裸眼、掉块多、小间隙、漏失等不利因素,尾管固井难度大.研发了具有自主知识产权的非常规系列尾管悬挂器,通过采用内嵌卡瓦、耐超高温密封组件、整体气密封封隔尾管悬挂器、新型复合钻杆胶塞技术,配合半坐半挂、防气窜压稳、套管居中工艺,保证尾管固井的顺利...     

?193.7mm×?139.7mm旋转尾管悬挂器的研制与应用

为解决深井和超深井?139.7 mm小间隙尾管固井质量难以保证的问题,开展了?193.7 mm×?139.7 mm旋转尾管悬挂器和旋转固井技术研究。针对该规格工具设计空间小的难题,研发了大过流高可靠的坐挂承载机构、高动载的旋转轴承和高抗扭的扭矩传递机构等关键机构,并制定了相应的现场应用措施。内嵌卡瓦坐挂机构的承载能力达900 kN,过流面积较常规机构提高近33%;新型交叉滚子轴承在300 kN动载下的寿命达到6 h以上,扭矩传递机构的抗扭能力达33 kN·m。最终形成了?193.7 mm×?139.7 mm旋转尾管悬挂器技术,并在羊深1井、鸭深1井和TK874CH井等3口井进行了现场应用。应用结果显示:固井替浆过程中该悬挂器实现了尾管旋转,提高了水泥浆的顶替效率,达到了提高固井质量的目的。?193.7 mm×?139.7 mm旋转尾管悬挂器的成功研制为提高小间隙井固井质量提供了有效手段。     

随位自动脱挂尾管悬挂器的研究与应用

针对现用尾管悬挂器倒扣困难, 不能活动套管, 以及液压式悬挂器不能循环操作和容易造成提前坐挂等问题, 研制了ＳＺ—Ｉ型随位自动脱挂尾管悬挂器。这种悬挂器具有随位悬挂、自动脱挂、上下活动和旋转套管、不钻水泥塞和可进行尾管回接等多种功能。３０ 多口井的现场应用表明, 悬挂器操作简便, 性能可靠, 固井质量合格, 所有试验数据均符合设计要求, 平均每口井可节约直接钻井成本１５ 万元以上。这种悬挂器还可用于大斜度井、水平井、小间隙井以及老井侧钻井。     

尾管碰压工艺在深井尾管固井中的实践

尾管固井最大的缺点就是要钻水泥塞,为此,辽河石油勘探局钻井一公司和华北油田钻井研究院合作,进行碰压固尾管工艺的研究和深井现场试验,达到了固尾管后不留水泥塞的目的。文中介绍了尾管悬挂器的改进和碰压固尾管工艺,认为悬挂装置挂得住、倒得开、大小胶塞组合好、密封套密封好、能顺利提出,是碰压固尾管成败的关键;小钻杆通径、称重、测扭矩、计算收缩距等是成功的保证。     

国内特殊尾管悬挂器研制现状与发展趋势

为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求,近几年不断有新型尾管悬挂器被研制应用。这些新型尾管悬挂器包括:可有效解决尾管重叠段封固质量差和油气水窜的集尾管悬挂器、封隔器于一体的尾管封隔悬挂器及其回接装置;具有液压、机械2种坐挂功能的双作用尾管悬挂器;用于深井钻井中的超大尺寸、重负荷尾管悬挂器;适用于老井和套管开窗侧钻井的小尺寸尾管悬挂器;防止CO2、H2S气体腐蚀的特殊尾管悬挂器以及水平井尾管悬挂完井系统等。这些特殊尾管悬挂器在国内陆上和海上油田的应用中,均取得良好效果。介绍了其研制及应用概况,并就其发展方向提出了建议。     

深井、大斜度井尾管悬挂固井工艺

针对深井、大斜度井尾管固井风险高、技术复杂、施工难度大、质量要求高等特点,研制了一种液压-机械联作式自动脱挂尾管悬挂器以及固井工艺,介绍了该悬挂器的结构、工作原理、性能特点。该悬挂器采用液压剪销坐挂、自动脱挂,双胶塞碰压顶替的工作方式,可实现坐封、脱挂、碰压、冲洗连续施工,允许大幅度上提、下放、旋转套管及中途循环钻井液,能够有效解决深井、大斜度井尾管固井坐挂难、倒扣难、留水泥塞等技术难题。通过15口井的现场应用,表明该工艺可提高尾管固井质量、缩短钻完井时间、降低成本、减少井下钻具事故,有进一步推广的价值。     

分段压裂用尾管悬挂器与回接装置关键技术

为进一步解决致密油气和页岩气储层压裂需求、井眼条件与管柱成本之间的矛盾,研究了分段压裂用尾管悬挂器与回接装置关键技术。通过分析固井漏失及储层高破裂压力需求之间的矛盾,提出尾管固井后快速进行全通径压裂施工;通过研究固井完井技术优化组合方式,提出了水平井尾管固井后实施定点射孔寻找甜点的分段压裂储层改造工艺;通过优化设计尾管固井及回接压裂工具,实现了固井完井工具一体化密封锚定。对分段压裂用尾管悬挂器与回接装置进行了室内地面整机试验,悬挂器及插头整机密封能力达到90 MPa,锚定回接插头与悬挂器之间的抗拉强度达到1 800 kN,插头丢手顺利。该技术在大牛地气田、东胜气田及长庆油田陇东区块的27口水平井进行了应用,施工压力总体较高,但都完成了压裂作业,且总体效果良好。研究表明,分段压裂用尾管悬挂器与回接装置关键技术可以解决压裂施工现场所需的高压及上顶力难题,为回接固井后分段压裂工艺提供高承压、大通径和锚定可回收的井筒,从而保障储层改造效果。