《油田非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)及套管程序設(shè)計(jì)(方案與可行性分析)》

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2、低。兩層、三層井身結(jié)構(gòu)存在的缺陷目前哈得地區(qū)普遍采用兩層井身結(jié)構(gòu)，這里以任選的哈得19井為例，圖1.1給出了該井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。三層井身結(jié)構(gòu)主要在塔中地區(qū)采用，這里以任選的塔中82井為例，圖1.2給出了該井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖1.1 哈得19井設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)圖1.2 塔中82井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖上面給出的這種兩層和三層的井身結(jié)構(gòu)存在的一個(gè)突出問(wèn)題是：8 1/2裸眼井段長(zhǎng)，一般4000米左右，最長(zhǎng)達(dá)5200米，經(jīng)常發(fā)生電測(cè)、阻卡、下套管井漏、開(kāi)泵不通、開(kāi)泵不返、固井質(zhì)量差等問(wèn)題， 2004年到現(xiàn)在此類事故復(fù)雜25起，損失時(shí)間166天，具體統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表。表1.1 2004年到現(xiàn)在塔里木探井8 1/2井

3、眼鉆井復(fù)雜問(wèn)題統(tǒng)計(jì)序號(hào)井號(hào)完鉆井深(m)裸眼段長(zhǎng)度(m)復(fù)雜事故類型損失時(shí)間h備注1輪南63卡鉆次462輪古39卡鉆、鉆具落井166553輪古802鉆具落井打撈4輪南621卡鉆355塔中71下7套管遇阻，開(kāi)泵不通6塔中122電測(cè)卡電纜417塔中621下7套管井漏失返8輪古381電測(cè)卡電纜749哈德117電測(cè)卡工具-頓鉆-側(cè)鉆95410塔中70C原井開(kāi)窗鉆具斷打撈14811輪古37兩次鉆具落井打撈10912輪南621傳輸電測(cè)儀器信號(hào)中斷卡鉆701113輪古376310測(cè)井儀器帽落井電纜磨損312914輪南6315778電測(cè)儀器卡，穿心打撈4215輪古3915891連續(xù)兩次穿心打撈固井施工井口不返

4、漿7天13小時(shí)16輪南3015496卡鉆致使側(cè)鉆下套管中途井口不返漿固井井口不返漿24天鉆到井深卡鉆，在處側(cè)鉆17輪古7井套管下到底開(kāi)泵，井口返漿量由大變小，逐漸不返，一級(jí)固井不返漿，二級(jí)固井返漿18塔中7746803880下套管中途井口返漿，固井施工井口不返漿19塔中74下套管與固井過(guò)程間斷漏失20塔中724918套管下到位，不能建立循環(huán)，一、二級(jí)固井井口不返漿21塔中623套管下到位，不能建立循環(huán)，一、二級(jí)固井井口不返漿22塔中2614350兩次卡電測(cè)儀器，穿心打撈43，6223哈得1185200兩次卡電測(cè)儀器，穿心打撈卡鉆回填側(cè)鉆64，42鉆至4559米，短起鉆至卡鉆，在處側(cè)鉆24哈得1

5、8套管下到底，無(wú)法建立循環(huán)，一、二級(jí)固井井口不反漿25哈得18C5538電測(cè)儀器部件落井套管下到位，無(wú)法建立循環(huán)，一級(jí)固井井口不返漿，二級(jí)固井井口返未打撈四層井身結(jié)構(gòu)存在的缺陷目前采用的4層套管程序?yàn)椋?3 3/89 5/875英買力地區(qū)的井普遍采用這種井身結(jié)構(gòu)。這里以任選的英買36井為例，圖1.3給出了該井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖1.3 英買36井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖這種井身結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題是：9 7/8套管封鹽層，強(qiáng)度不夠，假設(shè)采用10 3/4套管環(huán)空間隙小，下套管風(fēng)險(xiǎn)大。五層井身結(jié)構(gòu)存在的缺陷目前采用的5層套管程序?yàn)椋?013 3/89 5/875這種井身結(jié)構(gòu)普遍用于山前預(yù)探井和評(píng)價(jià)井，如卻勒6井、

6、博孜1井，這里給出卻勒6井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，見(jiàn)圖1.4。圖1.4 卻勒6井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖這種井身結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題是：1、由于地層巖性、層位、深度及壓力預(yù)測(cè)不準(zhǔn)，難以封隔多套復(fù)雜地層，造成在同一裸眼段應(yīng)對(duì)多種復(fù)雜情況，鉆井事故復(fù)雜時(shí)效高，甚至不能鉆達(dá)地質(zhì)目的層；2、5 7/8井眼鉆井窄壓力窗口，油氣水層環(huán)空壓耗大，井底壓力平衡極難控制，溢漏嚴(yán)重；3、環(huán)空間隙小，固井質(zhì)量差。六層井身結(jié)構(gòu)存在的缺陷目前采用的6層套管程序?yàn)椋?013 3/89 5/88 1/86 1/44 1/2這里給出六層套管設(shè)計(jì)的羊塔克502井的套管程序設(shè)計(jì)圖，見(jiàn)圖1.5。這種井身結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題是1、9 5/8套管內(nèi)下8 1/8套

7、管環(huán)空間隙太小，致使下套管速度慢，同時(shí)井底作用的回壓大，極易壓漏地層；2、8 1/2井眼需長(zhǎng)段擴(kuò)眼至9 1/2，才能下8 1/8套管，擴(kuò)眼難度大，時(shí)間長(zhǎng)；3、環(huán)空間隙小，無(wú)法加工懸掛器，并且回接筒壁薄易變形。圖1.5 羊塔克 502井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖塔里木新型井身結(jié)構(gòu)及套管程序設(shè)計(jì)主要針對(duì)解決塔里木現(xiàn)有井身結(jié)構(gòu)存在的缺陷，結(jié)合塔里木油田地質(zhì)情況特點(diǎn)，提出了新的井身結(jié)構(gòu)系列。兩層套管新的兩層套管結(jié)構(gòu)為： 井眼：12 1/48 1/2套管：9 5/85 1/2詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表。三層套管新的三層套管結(jié)構(gòu)為： 井眼：13 1/89 1/26 1/2套管：10 3/47 5/8 5詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.2。

8、四層套管新的四層套管結(jié)構(gòu)為： 井眼：17 1/213 1/89 1/26 1/2套管：14 3/810 3/47 5/8 5詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.3。五層套管新的五層套管結(jié)構(gòu)為： 井眼：2617 1/2 13 1/8 9 1/26 1/2套管：2014 3/810 3/411 1/8 7 3/4 5詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.4。山前深井、超深井探井井身結(jié)構(gòu)新的山前深井、超深井探井套管結(jié)構(gòu)為：井眼：2617 1/2 13 1/8 9 1/2 6 5/8-7 1/2 5-5 1/2套管：2014 3/8 10 3/4(11 1/8) 8 6 1/4 4 1/2詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.5。表2.1 兩層井身結(jié)構(gòu)

9、及套管程序方案套管層次井眼mm本層預(yù)計(jì)最大深度m套管規(guī)格mm鋼級(jí)ksi接箍外徑mm內(nèi)徑mm通徑mm套管井眼間隙mm套管強(qiáng)度接頭套管線重 (kg/m備注抗擠(MPa)內(nèi)壓(MPa)屈服KN扣型連接強(qiáng)度KN第一層312 1/412009 5/81106643API偏梯6674第二層8 1/259005 1/21102852*API偏梯2968* 對(duì)于表中所給5 1/2套管，不考慮鉆井液浮力時(shí)，按照下深5900米計(jì)算，套管的抗拉平安系數(shù)為。表2.2 三層井身結(jié)構(gòu)及套管程序方案套管層次井眼mm本層預(yù)計(jì)最大深度m套管規(guī)格mm鋼級(jí)ksi接箍外徑mm內(nèi)徑mm通徑mm套管井眼間隙mm套管強(qiáng)度接頭套管線重 (k

10、g/m備注抗擠(MPa)內(nèi)壓(MPa)屈服KN扣型連接強(qiáng)度KN第一層313 1/8120010 3/41108551API偏梯8507第二層9 1/259007 5/81104756API偏梯4863第三層6 650051102581API長(zhǎng)圓2202尾管* 對(duì)于表中所給7 5/8套管，不考慮鉆井液浮力時(shí)，按照下深5900米計(jì)算，套管的抗拉平安系數(shù)為。表2.3 四層井身結(jié)構(gòu)及套管程序方案套管層次井眼mm本層預(yù)計(jì)最大深度m套管規(guī)格mm鋼級(jí)ksi接箍外徑mm內(nèi)徑mm通徑mm套管井眼間隙mm套管強(qiáng)度接頭套管線重 (kg/m備注抗擠(MPa)內(nèi)壓(MPa)屈服KN扣型連接強(qiáng)度KN第一層17 1/280

11、0365.1314 3/811011610API偏梯11610第二層313 1/8490010 3/41108551API偏梯8507第三層9 1/266007 5/81104756API偏梯4863尾管第四層6 690051102581API長(zhǎng)圓2202尾管* 對(duì)于表中所給10 3/4套管，不考慮鉆井液浮力時(shí)，按照下深5000米計(jì)算，套管的抗拉平安系數(shù)為。* 表中淺綠色底紋對(duì)應(yīng)的套管為非標(biāo)套管，其強(qiáng)度均按照API公式計(jì)算。表2.4 五層井身結(jié)構(gòu)及套管程序方案套管層次井眼mm本層預(yù)計(jì)最大深度m套管規(guī)格mm鋼級(jí)ksi接箍外徑mm內(nèi)徑mm通徑mm套管井眼間隙mm套管強(qiáng)度接頭套管線重(kg/m備注抗

12、擠(MPa)內(nèi)壓(MPa)屈服KN扣型連接強(qiáng)度KN第一層2630050820557095API偏梯7488第二層17 1/23500365.1314 3/811011610API偏梯11610第三層不封鹽313 1/85500*10 3/414011443API偏梯11384封鹽282.5811 1/8下段800m+*140特殊間隙14917API偏梯第四層鹽9 1/263007 3/4140105*API偏梯7500尾管第五層6 1/2700051102581API長(zhǎng)圓2202尾管* 對(duì)于表中所給10 3/4套管，不考慮鉆井液浮力時(shí)，按照下深5500米計(jì)算，套管的抗拉平安系數(shù)為。如何按照10

13、 3/4套管與11 1/8下段800米復(fù)合管柱計(jì)算，那么10 3/4套管的抗拉平安系數(shù)為2.23。* 這里之所以采用復(fù)合套管柱，是因?yàn)?1 1/8套管的重量太大，單純采用此套管時(shí)套管柱重量太大。* 此值為API公式計(jì)算值，假設(shè)按照高抗擠套管考慮，其擠毀強(qiáng)度可高于此值。表2.5 山前深井、超深井探井井身結(jié)構(gòu)及套管程序方案套管層次井眼mm本層預(yù)計(jì)最大深度m套管規(guī)格mm鋼級(jí)ksi接箍外徑mm內(nèi)徑mm通徑mm套管井眼間隙mm套管強(qiáng)度接頭套管線重(kg/m備注抗擠(MPa)內(nèi)壓(MPa)屈服KN扣型連接強(qiáng)度KN第一層2630050820557095API偏梯7488第二層17 1/23500365.13

14、14 3/811011610API偏梯11610第三層不封鹽313 1/8500010 3/414011443API偏梯11384封鹽282.5811 1/8下段800m+140特殊間隙14917API偏梯第四層鹽9 1/263008140208鐓粗特殊尾管第五層6 5/8+7 1/26500136 1/4140無(wú)接箍138141直連尾管第六層5+5 1/270004 1/2 110無(wú)接箍131127直連尾管新型井身結(jié)構(gòu)及套管程序方案與現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的比照?qǐng)D3.1 3層新型井身結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的比照?qǐng)D3.1到圖3.3給出了新型井身結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的比照。圖3.2 4層新型井身結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的比照17 1/214 3/813 1/810 3/49 1/27 5/86 1/25新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)圖3.3 5層新型井身結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的比照現(xiàn)行結(jié)構(gòu)新型結(jié)構(gòu)202614 3/817 1/210