漂浮固井技術交流

1、 漂浮固井技術漂浮固井技術丹諾（北京）石油技術服務有限公司丹諾（北京）石油技術服務有限公司一、漂浮固井技術簡介二、漂浮固井組件三、漂浮固井作業(yè)程序四、現(xiàn)場應用實例誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新匯報提綱誠信發(fā)展 務實創(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，一直是技術難點的問題。國內外在大量研究和試驗的基礎上認為,漂浮下套管技術是目前解決下套管困難最為有效的方法之一。該技術通過在套管串結構中加入漂浮接箍，利用漂浮接箍與套管鞋中間套管內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套管的摩阻，以達到套管安全下入的目的。漂浮固井技術簡介誠信發(fā)展

2、務實創(chuàng)新漂浮固井技術簡介旋轉自導式浮鞋+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構誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新u在套管串中連接12個漂浮接箍，使漂浮接箍上、下的套管水眼內形成臨時隔斷。u漂浮接箍以下的套管柱內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合理確定漂浮段長度，保證套管順利下入。（直井段+穩(wěn)斜段+彎曲段）套管產生的軸向力（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。漂浮固井技術簡介漂浮固井技術原理誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新 漂浮下套管的核心技術就是漂浮接箍位置的選擇以及漂浮長度的確定。 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，當套管進入造斜井段后，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，向下運動的趨勢減弱，在臨界阻力角處，套管處于平衡狀態(tài)，此時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。 漂浮固井技術簡介漂浮接箍安放位置誠信發(fā)展 務實創(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井眼在技術套管內摩擦系數(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。井壁套管重力對井壁產生的正向壓力套管重力套管重力產生的下滑分力套管摩擦阻力漂浮固井技術簡介臨界阻力角計算誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新漂浮固井技術簡介漂浮固井技術要點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%)，大于該壓力時建議使用2只漂浮接箍分別承壓；誠信發(fā)展 務實創(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、旋轉自導式浮鞋以及固井膠塞。誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新漂浮固井組件旋轉自導式浮鞋 連接于套管最下端，與浮箍一起構成雙級單向回壓閥。替漿過程打開，下套管和水泥候凝時關閉。 在下套管的過程中，如果出現(xiàn)遇阻，可以通過上下活動，調整偏心角度，引導套管的安全順利下入。 具有常規(guī)浮鞋的單向閥的功能導向頭帶偏心，能靈活轉動。前端和側面都有循環(huán)孔。下套管時如遇臺階，導向頭能自動產生偏轉。誠信發(fā)展 務實創(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，與浮鞋一起構成雙級單向回壓閥。替漿過程打開，下套管和注完水泥后關閉。承托環(huán)安裝在閥座上，與固井膠塞形成配合。結構型式：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一致性能可靠，可鉆性好誠信發(fā)展 務實創(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連接套管一致鋼級與連接套管一致打開壓力：25MPa漂浮固井組件誠信發(fā)展 務實創(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，形成水泥塞。蹩通壓力P：20MPa。漂浮固井組件誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新漂浮固井組件半剛性扶正器（外徑210mm）l整體強度高，不易損壞。l下套管過程中，井壁對螺旋扶正凸棱產生一定橫向分力，使扶正器產生轉動，從而減輕下套管的阻力；l下套管遇阻時，通過上提下放

7、，阻力超過38噸時，能將其扶正棱條壓變形，從而通過遇阻點。l當水泥漿通過扶正器螺旋片時產生旋流，改善了環(huán)空流場，從而可提高水泥漿頂替效率。誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新漂浮固井作業(yè)程序：l 按設計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)程序誠信發(fā)展 務實創(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460m。該井由于定向滑動鉆進過程中，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，個別井段狗腿度大，井段2438.93-2457.99m狗腿度達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，劃眼困難等復雜情況。現(xiàn)場應用實例誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新現(xiàn)場應用實例誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新現(xiàn)場應用實例該井管串組合：旋轉自導式浮鞋+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套管誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新現(xiàn)場應用實例 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)化扶正器設計，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。誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新現(xiàn)場應用實例 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施，很好

12、的解決了套管安全下入問題，經聲幅檢測固井質量合格。 誠信發(fā)展 務實創(chuàng)新現(xiàn)場應用實例 井號井號 項目項目 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）水平段長水平段長（m m）水平段水平段最大井斜最大井斜漂浮段長漂浮段長（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