【7A文】漂浮固井技术.ppt

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漂浮固井技术 自水平井和大位移井问世以来，如何保证水平井、大位移井尤其是大位移水平井套管的安全下入，一直是技术难点的问题。国内外在大量研究和试验的基础上认为,漂浮下套管技术是目前解决下套管困难最为有效的方法之一。该技术通过在套管串结构中加入漂浮接箍，利用漂浮接箍与套管鞋中间套管内封闭的空气或低密度钻井液的浮力作用，来减小套管下入过程中井壁对套管的摩阻，以达到套管安全下入的目的。漂浮固井技术简介 漂浮固井技术简介旋转自导式浮鞋+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结构 在套管串中连接1～2个漂浮接箍，使漂浮接箍上、下的套管水眼内形成临时隔断。漂浮接箍以下的套管柱内不灌泥浆或灌低密度的液体。增加漂浮接箍以下套管串的浮力，降低对井壁的正压力，使其在下套管过程中处于漂浮状态，降低套管下入摩擦阻力。漂浮接箍以上的套管串中正常灌注泥浆或重泥浆。增加套管柱重量，提高漂浮接箍以上套管串的轴向力。合理确定漂浮段长度，保证套管顺利下入。（直井段+稳斜段+弯曲段）套管产生的轴向力≥（稳斜井段+弯曲井段+水平井段）的摩擦阻力，使套管顺利下到井底。漂浮固井技术简介漂浮固井技术原理 漂浮下套管的核心技术就是漂浮接箍位置的选择以及漂浮长度的确定。在大位移水平井下套管过程中，垂直井段套管可以依靠自身重力克服井壁的不规则和井眼形状改变所带来的摩阻载荷，当套管进入造斜井段后，由于套管自身的刚度以及和井壁的摩擦，套管受到摩阻力的作用，向下运动的趋势减弱，在临界阻力角处，套管处于平衡状态，此时套管再往井眼深处下放，需要外界力的作用。漂浮接箍安放位置就选择在大位移水平井临界阻力角处。漂浮固井技术简介漂浮接箍安放位置 Wcosϴc=μWsinϴcϴc=tan-1（1/μ)式中，W为套管自重；ϴc为临界阻力角(度)；μ为套管与井壁的摩擦系数。215.9mm井眼在技术套管内摩擦系数取值0.25、裸眼摩擦系数取值0.35的情况下，临界阻力角为70.70度。井壁套管重力对井壁产生的正向压力套管重力套管重力产生的下滑分力套管摩擦阻力漂浮固井技术简介临界阻力角计算 诚信发展务实创新漂浮固井技术简介漂浮固井技术要点浮鞋、浮箍承受的反向液柱压力≤24.5MPa（额定工作压力的70%），大于该压力时建议使用2只浮箍；漂浮接箍承受的正向液柱压力≤17.5MPa（打开压力的70%)，大于该压力时建议使用2只漂浮接箍分别承压； 漂浮固井组件漂浮套管组件包括漂浮接箍、止塞浮箍、旋转自导式浮鞋以及固井胶塞。 漂浮固井组件旋转自导式浮鞋连接于套管最下端，与浮箍一起构成双级单向回压阀。替浆过程打开，下套管和水泥候凝时关闭。在下套管的过程中，如果出现遇阻，可以通过上下活动，调整偏心角度，引导套管的安全顺利下入。具有常规浮鞋的单向阀的功能导向头带偏心，能灵活转动。前端和侧面都有循环孔。下套管时如遇台阶，导向头能自动产生偏转。 漂浮固井组件止塞浮箍和浮鞋相隔1～2根套管，与浮鞋一起构成双级单向回压阀。替浆过程打开，下套管和注完水泥后关闭。承托环安装在阀座上，与固井胶塞形成配合。结构型式：弹簧式反向承压能力≥35MPa与连接套管扣形相同与连接套管钢级一致性能可靠，可钻性好 漂浮接箍由本体和盲板组成，盲板使用特殊的易碎材料，蹩通破碎后成小颗粒状，容易被泥浆携带出地面。扣型与连接套管一致钢级与连接套管一致打开压力：25MPa漂浮固井组件 固井胶塞在替浆过程中隔离水泥浆和泥浆。一旦胶塞在套管内下行过程中遇阻，可蹩通胶塞继续顶替，以防出现顶不动，形成水泥塞。蹩通压力P：20MPa。漂浮固井组件 漂浮固井组件半刚性扶正器（外径210mm）整体强度高，不易损坏。下套管过程中，井壁对螺旋扶正凸棱产生一定横向分力，使扶正器产生转动，从而减轻下套管的阻力；下套管遇阻时，通过上提下放，阻力超过3—8吨时，能将其扶正棱条压变形，从而通过遇阻点。当水泥浆通过扶正器螺旋片时产生旋流，改善了环空流场，从而可提高水泥浆顶替效率。 漂浮固井作业程序：按设计排列下入套管及扶正器；1#漂浮接箍前的所有套管不灌泥浆；接1#漂浮接箍以后，每15-20根套管，灌1次泥浆，接2#漂浮接箍前，所有套管必须灌满；接完2#漂浮接箍后每15-20根灌1次泥浆；套管下至预定井深后，开始灌泥浆，灌满后接循环接头及排气拷克三通；小排量开泵，缓慢升压，先打开2#漂浮接箍，然后再打开1#漂浮接箍，打开压力等于漂浮接箍设定压力减去静液柱压力；打开排气闸门排放漂浮段套管内的空气，间歇注入泥浆，直到泥浆全部灌满，空气排完为止；灌浆完成后观察20-30min，确定套管内没有空气，小排量开泵，缓慢建立循环；大排量循环2周以上，泥浆性能满足固井施工，开始固井作业；连接水泥头及管线，采用常规注水泥作业。漂浮固井作业程序 大庆油田萨平953井为三开水平井，完钻井深3064m，完钻垂深2372.59m，完钻视平移794.45m，水平段长460m。该井由于定向滑动钻进过程中，摩阻大无法施工，且接单根后无法下至井底提前完钻。该井造斜及水平井段井眼轨迹不平滑，个别井段狗腿度大，井段2438.93-2457.99m狗腿度达11.54-12.70/30m。水平段为波浪形，井段2604.93-2679.46m，井斜角从89.26增斜至95.24；井段2679.46-2853.82m为稳斜段，井斜角在94.38-95.58；井段2853.82-3064m为降斜段，井斜角从94.38降斜至89.97；井底垂深比入窗点垂深抬深25m。在完井阶段，多次发生下钻通井遇阻，划眼困难等复杂情况。现场应用实例 现场应用实例 现场应用实例该井管串组合：旋转自导式浮鞋+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）+139.7mm套管 现场应用实例为了保证套管安全顺利下入，在满足套管居中度的前提下，优化扶正器设计，井段2357.00-3045.85m每4根安放1只半刚性扶正器，井段2048.22-2357.00m每3根间隔安放弹性双弓扶正器和半刚性扶正器，井段978.46-2048.22m，每5根间隔卡放弹性双弓扶正器，井口套管卡放1只半刚性扶正器便于套管坐卡。半刚性扶正器采取浮动固定，弹性扶正器夹持固定。全井共下入半刚性扶正器22只，弹性双弓扶正器26只。 现场应用实例在施工过程中，1#漂浮接箍前，漂浮井段套管不灌泥浆，接完后每15根灌泥浆。下入2#漂浮接箍前，所有套管灌满泥浆以提高2#漂浮接箍的抗压性。接完2#漂浮接箍，每15根灌泥浆，出技套前灌满泥浆，最后200m不灌泥浆。套管进入水平段后井口悬重保持在320-360KN，正常下放摩阻为100-200KN，下至井深2680m开始出现不定点遇阻，并出现空载，解决方法：上提套管至原悬重500KN将套管拉直不产生弯曲，匀速下放并保持一定速度通过遇阻井段。打开漂浮接箍使用水泥车，顶通压力12MPa，漂浮接箍打开总压力27.9MPa（其中液柱压力15.9MPa）。操作过程：缓慢升压至3MPa，记录泵入量。然后以3MPa的增幅阶梯式提高压力，每一阶梯稳压1分钟，直至漂浮接箍打开。该井通过漂浮固井工艺的实施，很好的解决了套管安全下入问题，经声幅检测固井质量合格。 现场应用实例井号项目完钻井深（m）套管下深（m）垂深（m）视平移（m）水平段长（m）水平段最大井斜漂浮段长（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贝14-平32390.002387.001713.12808.08608.3292.75601.24萨平9533064.003045.852372.59794.42460.0095.47597.51北2-331-平471575.001572.75983.29701.77452.6192.68551.22北1-312-平221721.001719.381138.98704.95421.0090.96531.52古463-4-平62660.002658.861927.51850.36649.3691.121060.88古463-5-平12835.002831.842034.68881.12681.9494.02727.52漂浮固井施工统计表 汇报结束