套管阀欠平衡钻井技术

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1、套管阀欠平衡钻井技术1国内外欠平衡钻井技术研究与应用现状进入20世纪90年代,欠平衡钻井技术在国际上成熟并迅速发展成一项钻井新技术。欠平衡钻井是指在钻井过程中使井筒钻井液的液柱压力低于地层孔隙流体压力,允许地层流体流入井筒并可控制地循环到地面。所以,欠平衡钻井属于压力控制钻井,井底欠压差值的获取和控制是欠平衡钻井实现的关键。2欠平衡钻井分类表类型介质密度(g/cm3)低密度流体钻井清水、油基钻井液、低密度钻井液≥1.0气体钻井空气、天然气、惰性气体、雾状气体0～0.04泡沫钻井稳定泡沫、不稳定泡沫0.04～0.6充气钻井液钻井(钻井液中充气)空气、惰

2、性气体0.7～0.93欠平衡钻井技术在油气勘探开发中产生了巨大的经济效益，在北美地区得到广泛应用。目前，在美国和加拿大的气相欠平衡钻井、完井技术已经商业化，形成了气相欠平衡钻井技术研究、设备研制、技术服务三位一体的专业化公司。液相欠平衡钻井也应用的较多。从资料报道统计数据表明，美国2005年欠平衡钻井达年钻井总数的30%。如下图所示欠平衡钻井应用现状4美国1994～2005年欠平衡钻井数5全世界（除美国外）欠平衡钻井总数对比图6以Weatherford产品为例，近几年在北美、中东及亚太等地区安装应用10口井，其中可回收式井5口，永久式井5口。最大下入深

3、度4536ft，最大关井压力1770psi，最多单井关井次数为12次，最大安装角度27度（裸眼井段）美国4口、加拿大2口、阿曼4口套管阀欠平衡钻井应用7DDV安装在回接套管上-可检查套管阀的情况,并多次使用重新下入有套管阀的回接套管关闭两次钻井进尺19,200英尺最大关井压力1,500PSIDDV-1875ft回接,7”26#套管密封总成尾管挂withPBR(19200ft)表层9-5/8”37#7”尾管,3920ft,7”26#KOP5350ft6-1/8”Hole8钻井方式欠平衡钻井数其中空气钻井口数雾化/泡沫所占口数全世界28291997663美

4、国22211450575加拿大190896632003年美国和加拿大与全世界气体钻井口数统计表9四川近年来开展欠平衡钻井统计图10实现全过程欠平衡钻井有两个途径，一种是使用不压井强制起下钻装置，另一种是近几年新研制开发并在现场成功应用套管阀（井下封井器）。实践表明，套管阀比强行起下钻装置更具优越性。因此，国内也开展了套管阀（井下封井器或井下控制阀）的研制与应用。国内套管阀欠平衡钻井技术现状111、上接头2、副管固定器3、副管接头4、液流通道25、上液缸6、上外套7、下外套8、内滑套9、液流通道110下液缸11、阀座12、舌板13、下接头井下套管阀结构图

5、12套管阀结构示意图13夏72井14设计井深：3800m,实钻加深至4100m。一开采用445mm钻头钻至井深500m，下340mm表层套管，水泥浆返至地面。二开采用311mm钻头钻至井深3360m，下入244.5mm技术套管和245mm井下封井器，采用内管注水泥工艺，水泥浆返至井深1500m。三开使用215.9mm钻头钻至完钻井深4100m，下178mmX140mm套管固井,水泥浆返至3000m。夏76井现场应用15夏202井概况:夏202井位于准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带下盘斜坡带夏40井背斜。钻井目的：落实夏72井二叠系风城组油层在背斜

6、东部的展布和发育情况，以确定油藏控制因素、油藏类型和规模，为上交探明储量提供依据夏202井现场试验16设计井深：4700m。一开采用445mm钻头钻至井深500m，下入340mm表层套管，水泥浆返至地面。二开采用311mm钻头钻至井深4560m，下入244.5mm技术套管和245mm井下封井器，采用内管注水泥工艺，水泥浆返至井深2000m。三开使用215.9mm钻头钻至完钻井深4700m，下178mmX140mm套管固井,水泥浆返至3500m。新光1井现场应用17套管阀工作原理及结构套管阀基本工作原理套管阀作为套管程序中一个部件下入，其下入

7、方式有两种。一是套管阀可以和套管一起下入并固在井内，二是也可以采用尾管悬挂器与套管回接方式下入，使用后收回。安装后的套管阀可通过从地面连接到套管阀的控制线施加压力来操作。当套管阀处于开启状态时，可以为钻头提供全井眼通道。起钻时，当钻头起至套管阀以上时，可关闭套管阀，并泄掉套管阀以上套压。即可用常规的起钻速度从井中起出全部钻具而不需要使用强行起下钻装置。下钻时，将钻具刚好下至套管阀上，开启套管阀，当套管阀上、下压力相当时，下入钻柱，继续钻井作业。18（1）安装在套管阀的板阀。（2）开关地面控制（3）隔绝井底压力。（4）取代欠平衡钻井、完井过程中起下管柱所

8、需的强行起下钻装置。（5）永久性安装套管阀还可用于以后的修井作业。套管阀工作特点19目前，We