不钻胶塞双级注水泥工具的研制及应用

在油田勘探开发过程中，双级注水泥工艺作为一项重要技术，解决了长封井及复杂井固井作业中的一系列难题。但目前所使用的双级注水泥工具固井后均需用小钻杆钻除胶塞和水泥塞，费用高、时间长。文中介绍了一种不钻胶塞的双级注水泥工具及其施工工艺，它具有固井后不留胶塞的优点，特别适合于中深井使用。该工具在现场已成功地在３口井中使用，是一种有很大使用潜力的工具。     

碳酸盐岩地层双级注水泥工艺实践

以川东马鞍1井深探井Ф244.5mm套管固井为实例，介绍了双级注水泥固井中分级注水泥器工具结构及工作原理、注水泥工艺和固井技术措施，提出了解决复杂地表地质条件海相地层钻井中中间套管下入深度较深、水泥封固段长、水泥用量大、施工压力高等技术难题的办法。     

水平井固井试验研究

本项目建立了一套全尺寸水平井及大斜度井注水泥模拟试验装置和一套大斜度井注水泥的小尺寸模拟装置，并进行了大量实验，对水平井注水泥的顶替机理、主要影响因素及影响规律进行了研究，提出了在水平井或大斜度井中要提高注水泥顶替效率应注意的问题和应采取的措施。研究表明，在水平井或大斜度井中钻屑床、偏心度、顶替流态、顶替液与钻井液密度差及流变性能是影响注水泥顶替效率的主要因素，而采用旋流注水泥将有助于提高顶替效率     

DSG—A型双级注水泥器的开发应用

为提高现有双级注水泥器打开和关闭的成功率 ,研制了DSG—A型系列双级注水泥器。这种注水泥器采用过流槽结构 ,在循环孔打开后 ,重力塞座上过流槽打开 ,因此关闭塞实现关闭动作时 ,在双级注水泥器内不存在液体压缩 ,由此保证关闭套的顺利下行 ,实现双级注水泥器的成功关闭。关闭套采用内关闭式结构 ,密封能力强 ,能可靠地打开或关闭循环孔。关闭套上部的外壁和外套上部的内壁加工有方向相对的锯齿状倒齿 ,用来锁紧关闭套 ,从而实现永久关闭。DSG—A型双级注水泥器至今在青海、胜利等油田应用 3 0 0余套 ,套管最大下深 3 967m ,注水泥器最大下深 2 4 90m ,最浅为 10 0 2m ,均获得成功 ,证明可用于深井、超深井、高压油气井和易漏失地层的固井作业。     

国内外国井技术现状及发展趋势

阐述了国内外近几年来在油井水泥外加剂、固井工艺技术、固井工具及附件、固井设计模拟与分析软件、水泥浆顶替技术、注水泥设备等方面的新进展，主要是油井基本水泥由一两种发展到13种；注水泥设备普遍采用计算机控制技术对配浆过程进行连续监控，注水泥设备向操作自动化、密度控制精确化、大能量和大功率方向发展；复杂地层固井技术日趋完善，开发了适应高压气井、塑性地层、低压易漏失井、多压力系统以及深井超深井高温固井配套技术；固井计算机模拟、仿真与监控技术，极大地提高了固井方案设计、现场施工的准确性、针对性和科学性；小井眼固井、水平井固井、分枝井固和大位移固井等特殊工艺井固井技术；研制了尾管悬挂器、双级（多级）注水泥器、扶正器。通过分析中国固井技术现状及与国外的差距，提出了中国今后要重点加强抗高温、抗盐系列外加剂的研究与开发，不断拓宽油井水泥外加剂的适用范围，进一步加大油井水泥外加剂的现场使用力度。     

水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术

提出了水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥技术,改变了常规的水平井筛管完井工艺中筛管顶部套管(尾管)不注水泥、外部环空彼此窜通的状况,为射孔开发筛管顶部过渡段油层、可靠密封过渡段水层提供了条件;研究了筛管-管外封隔器-盲板-分级箍和管外封隔器-盲板-分级箍悬挂器两套工艺,分别实现了水平井和侧钻水平井的筛管顶部注水泥固井,对20口井进行了现场试验,取得了较好的效果.     

侧钻水平井裸眼侧钻工艺技术

在侧钻水平井施工作业中,常因地质设计整,工具造斜率误差,造成实钻井眼轨迹不符合地质,油藏工程要求,导致注水泥回填,二次侧钻。在井下发生钻具事故后,如多次找捞失败,也需填井侧钻,与常规直井裸眼相比,侧钻水平井多在大斜度井段实施裸眼侧钻,则于井眼小、曲率大,施工难度较大。该文在详细讨论侧钻水平井裸眼侧钻施工难点的基础上,重点介绍了侧钻水平井裸眼注水泥塞工艺技术,裸眼侧钻工艺技术。     

系列新型双级注水泥器的设计与应用

针对常规双级注水泥器现场应用时可能会出现打开困难、关闭不严或关闭困难、钻除附件后密封失效等问题,开发了系列新型双级注水泥器。该注水泥器采用内关闭式结构,减少了运动部件,打开和关闭均由相同材质的零件相对运动实现,从而避免了因温度、压力等因素造成的配合间隙变小而不能正常打开/关闭的问题;在关闭套和本体间设置了防转机构,以便在附件钻除过程中,有效防止关闭套与钻头一起转动而引起的密封失效。介绍了系列新型双级注水泥器的结构、工作原理和技术特点。地面试验和现场应用证明,系列新型双级注水泥器达到了设计要求,解决了常规双级注水泥器现场应用时常出现的一些问题。     

大庆油田侧钻小井眼水平井固井施工压力设计与应用

针对大庆油田侧钻水平井环空间隙比常规井眼和小井眼环空间隙小得多、侧钻水平井尾管内径小，这样造成循环摩阻大，固井施工压力高，固井质量不易保证的实际，开展了注水泥设计，确立了环空压耗与井眼长度的关系及钻井液性能对压耗的影响。通过偏心环空时的压降计算施工压力研究及注替过程的速度、压力分析，开发与应用了侧钻水平井固井施工设计软件。通过两口井的实践，证实了设计的可靠性，地面施工一次成功。     

免钻塞分级注水泥完井管柱

内管法免钻塞固井技术存在注水泥排量受限制,达不到紊流所需的顶替排量,固井质量不理想等问题;无内管不钻塞半程注水泥技术虽然解决了原钻塞的工序问题,但由于它采用缩径台阶,给采油作业带来了麻烦,尤其是影响了大直径工具的使用。为此,研制了一种免钻塞分级注水泥完井管柱。它在注水泥管柱中采用带定位机构的堵塞器来代替原完井管柱中的盲板,省去了钻塞工序。免钻塞分级注水泥完井管柱已在胜利油田、车排子油田应用30余口水平井,平均完井周期比原来缩短1 d,施工成功率100%。大通径完井给后续作业施工带来了极大的便利,减少了不必要的作业次数,降低了成本。     

不同完井方式水平井作业技术在七棵树油田的应用

水平井斜度大,水平段与油气层平行,套管对井壁的侧压力大,起下管柱摩阻大、易卡钻,对各种下井工具要求高,施工技术难度大。通过七棵树油田SW8P1、SW8P2、SW10P1井等8口水平井现场施工得到了对于带管外封隔器割缝衬管完井、套管固井完井、预置裸眼封隔器完井的水平井投产、探冲砂、扫塞、压裂等井下修井及措施作业的主要技术手段及施工参数。     

封隔式分级注水泥器关键技术分析

随着深井、超深井勘探开发的增多,在采用分级固井工艺进行长裸眼段固井施工中,地层发生严重漏失,导致固井质量差的问题日益明显。采用具有封隔器的封隔式分级注水泥器,能够在分级固井时实现两级固井作业之间的环空封隔,降低水泥浆液柱对地层的压力,保护易漏失地层,降低发生漏失几率,进而提高固井质量。该技术的核心是具有封隔功能的分级注水泥器及配套工具,国外各大公司已具有相关产品。概述了封隔式分级固井技术的基本工艺。介绍了其关键技术,包括整机与封隔器结构、封隔器胀封控制技术、循环孔启闭控制技术。通过对各关键技术优缺点的对比分析,指出适用于解决国内分级固井地层漏失的封隔式分级注水泥器的研制方向。     

Tesco旋转套管固井工艺和应用评价

旋转套管固井是钻完井作业中提高套管固井质量最有效的手段之一。介绍了Tesco顶驱旋转套管固井工艺以及地面配套设备和井下套管固井附件; 描述了Tesco旋转套管固井工艺在现场的施工。对采取常规固井方式的井和采取Tesco旋转套管固井工艺的井进行了固井质量的评估和对比,与常规固井工艺相比,旋转套管固井工艺在定向井和水平井中具有提高固井质量的优势。建议我国加快技术研发,尽快掌握旋转套管固井技术,提高固井质量。     

一种新型免钻塞分级注水泥接箍的研制与应用

分级固井常用于气井等需要长井段注水泥封固的生产套管固井。免钻塞分级注水泥接箍是一种近年来开始应用的新型工具,实现分级注水泥并在作业完成后分级箍胶塞座、胶塞等附件自动落井,实现固井后免钻塞。应用免钻分级箍技术能简化作业程序、缩短建井周期、降低钻井成本,具有取代传统分级箍的发展趋势。但目前免钻成功率还有待进一步提高,尤其是复杂井况下的应用。文章介绍了一种新型免钻塞分级注水泥接箍的研制与应用,相比于传统分级箍,该工具采取了创新结构设计,具有高免钻成功率、施工作业安全和密封可靠特点。系统测试和现场应用表明,其能适应复杂固井工况,是一种适应性良好、具有推广应用前景的新型免钻分级箍。     

水平井固井液压扶正器的研究与应用

水平井固井时套管往往偏向下井壁,居中度差,固井后形成的水泥环薄厚不均,导致水平井固井质量差,严重制约了水平井优势的发挥。现场多使用扶正器来提高套管居中度,但是常规扶正器存在外径大、下入困难、破坏井壁的问题,为此专门研制开发了水平井固井液压扶正器。该工具原始外径小、下入安全,膨胀后外径大、扶正能力强,能够显著提高水平井套管的居中度,扶正器上的扶正片能够对固井水泥浆产生扰流作用,大大提高了水平井的固井质量。该类扶正器现场应用简便,不影响正常的施工程序,在胜利油田进行了多口井的现场应用,效果显著。     

大庆油田深层气井固井技术

大庆油田深层气井平均井深4000～4500m，固井施工存在很多技术难点，例如地层裂缝发育、破裂压力低、地温梯度高、井径不规则、封固井段长等，施工过程中存在井口窜气、双级箍免通径成功率偏低等问题，为此，大庆油田采取了一系列相应的技术措施：优化井眼净化技术、研制或引进抗高温水泥浆体系、应用抗CO2腐蚀的TP—SUP13Cr套管和DCR防腐水泥浆、应用双级固井技术，从而有效地保证了固井施工的顺利进行和固井质量的提高。详细介绍了大庆油田特有的深层气井配套技术．指出了目前大庆油田深层气井固井存在的问题并提出了处理建议。     

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.     

金坛盐穴地下储气库固井技术

分析了江苏金坛地区盐穴储气井固井存在的技术难点（无井底、井底温度较高、井眼尺寸大、水泥石长期胶结性能要求高等）。通过采用在盐穴溶腔顶打水泥塞建立人工井底技术、应用半饱和盐水水泥浆体系和提高大井眼顶替效率技术。解决了改造采卤井固井技术难题，实现了无井底盐穴固井；通过改进欠饱和盐水水泥浆性能，提高了新腔井的盐膏层固井质量，在现场施工井中取得了良好的效果。实践表明，该固井技术能满足金坛地区盐穴储气井固井的需要。可以提高固井质量。     

高性能弹浮式套管浮箍的研制及在页岩气井的应用

在页岩气水平井固井中,现有套管浮箍可靠性低,常因浮箍失效对固井质量造成不良影响。为解决该问题,分析了浮箍失效的具体原因,确定了提高浮箍可靠性的结构改进技术方案,通过仿真模拟分析了该方案的可行性,并在室内模拟试验和分析其综合性能的基础上,研制了高性能弹浮式套管浮箍。室内试验表明,研制的浮箍可耐压60 MPa,耐温180℃,在2.0 m3/min排量下冲蚀72 h无损伤。该套管浮箍在涪陵页岩气田焦石坝区块的200多口页岩气水平井中进行了应用,应用结果表明,弹浮式浮箍耐高压、耐高温、耐冲蚀、可靠性高（一次坐封可靠率达100%）。研究认为,该浮箍可广泛应用于各类套管外大压差井、水平井、高温深井和复杂井的固井作业。