煤層氣水平井套管扶正器的使用技術(shù)

煤層氣水平井套管扶正器的使用技術(shù)一、作用1、保證套管居中度在水平井中，套管如果不能居中，可能導(dǎo)致固井水泥環(huán)厚薄不均。扶正器可以使套管在井眼中盡量保持居中位置，保證水泥均勻地分布在套管與井壁之間，提高固井質(zhì)量，從而有效封隔煤層與其他地層，防止煤層氣竄流等問題。2、減少套管磨損在下套管過程中，套管與井壁巖石之間會產(chǎn)生摩擦。扶正器可以減少套管與井壁的直接接觸面積，降低套管的磨損程度，延長套管的使用壽命，確保后續(xù)煤層氣開采過程中套管的完整性。3、降低施工難度有助于套管順利下入井眼，尤其是在水平段，井眼軌跡復(fù)雜，扶正器可以使套管沿著設(shè)計的井眼軌跡平穩(wěn)下入，減少遇阻、遇卡等復(fù)雜情況的發(fā)生，提高下套管作業(yè)的效率。二、類型選擇1、彈性扶正器由彈性材料制成，具有一定的彈性變形能力。在通過較小井徑的井段時，彈性扶正器可以適當(dāng)壓縮，而在較大井徑的井段又能依靠自身彈性恢復(fù)原狀，從而保持對套管的扶正作用。這種扶正器適用于井徑變化不大的井段。2、剛性扶正器一般由金屬等剛性材料制成，具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。它能提供較大的扶正力，適用于對套管居中度要求較高、井眼條件相對穩(wěn)定的井段。3、滾輪扶正器其特點(diǎn)是在扶正器本體上安裝有滾輪。在下套管過程中，滾輪可以在井壁上滾動，既能起到扶正作用，又能進(jìn)一步減少套管與井壁之間的摩擦力，尤其適用于長水平段或者大位移水平井的下套管作業(yè)。三、扶正器安裝位置和間距1、位置在水平井的直井段、造斜段和水平段都需要合理安裝扶正器。在直井段，通常在套管柱的一定間隔位置安裝扶正器，以保證套管垂直下入；造斜段需要根據(jù)井眼曲率和造斜角度合理布置扶正器，確保套管能夠順利沿著造斜軌跡下入；水平段則需要更密集地安裝扶正器，以保證套管在水平方向上的居中。2、間距間距的確定需要考慮多種因素，如井眼直徑、套管尺寸、地層特性等。一般來說，在直井段和造斜段，扶正器的間距可以相對較大，而在水平段，由于對套管居中度要求更高，間距通常較小，一般在1-3根左右，具體數(shù)值需要根據(jù)實際情況進(jìn)行計算和優(yōu)化。四、確定扶正器數(shù)量和間距的方法：1、扶正器數(shù)量的確定①基于經(jīng)驗公式有多種經(jīng)驗公式可供參考。例如，根據(jù)井眼直徑與套管直徑的差值、井眼曲率等參數(shù)來計算大致需要的扶正器數(shù)量。一般來說，差值越大、井眼曲率越大，所需扶正器數(shù)量越多。②考慮地層特性不穩(wěn)定地層段，如易坍塌、易縮徑的地層，為了確保固井質(zhì)量和套管的穩(wěn)定性，應(yīng)適當(dāng)增加扶正器的數(shù)量。對于煤層等特殊地層，由于其對固井質(zhì)量要求高，也需要多布置扶正器。③參考井眼軌跡復(fù)雜程度在大斜度井、水平井中，井眼軌跡復(fù)雜，如造斜段、水平段需要比直井段布置更多的扶正器。特別是在水平段，每根套管可能都需要安裝扶正器，以保證套管始終處于居中位置。④依據(jù)固井質(zhì)量要求如果對固井后水泥環(huán)的質(zhì)量要求極高，例如要求形成均勻、連續(xù)且厚度符合特定標(biāo)準(zhǔn)的水泥環(huán)，那么需要大量布置扶正器來確保套管與井壁之間的間隙均勻，從而為水泥漿的均勻分布創(chuàng)造條件。2、扶正器間距的確定①直井段在直井段，井眼相對規(guī)則，扶正器間距可以相對較大。通常情況下，間距可設(shè)置在1-3根套管左右。然而，如果直井段較長，為了保證套管的垂直度和穩(wěn)定性，也可以適當(dāng)縮小間距。②造斜段造斜段的井眼曲率不斷變化，扶正器間距需要根據(jù)井眼曲率進(jìn)行調(diào)整。在曲率較小的造斜段，間距可在3-5根套管；而在曲率較大的區(qū)域，間距可能需要縮小至1-3根套管，以確保套管能夠順利沿著造斜軌跡下入。③水平段水平段對套管居中度要求最高，間距通常較小。一般來說，間距在1-3根套管左右。對于一些特殊的煤層氣水平井，為了達(dá)到更好的固井效果，間距甚至可以更小，如每隔1-2根套管就安裝一個扶正器。五、使用扶正器可能出現(xiàn)的問題及解決方案（一）可能出現(xiàn)的問題1.

扶正器損壞在運(yùn)輸、存儲或安裝過程中，扶正器可能會受到外力撞擊、擠壓等情況，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變形或損壞，影響其扶正效果。在復(fù)雜的井眼環(huán)境中，如存在硬地層、巖屑堆積等情況，扶正器在通過這些區(qū)域時可能會被刮擦、磨損，甚至出現(xiàn)局部破裂。2.

扶正器脫落如果扶正器的安裝質(zhì)量不過關(guān)，例如安裝不牢固或者固定裝置失效，在套管下入過程中，扶正器可能會從套管上脫落。長時間的井下作業(yè)過程中，由于受到溫度、壓力等因素的影響，固定扶正器的部件可能會出現(xiàn)松動，從而導(dǎo)致扶正器脫落。3.

影響通井作業(yè)在進(jìn)行通井作業(yè)時，如果扶正器的外徑設(shè)計不合理或者安裝位置不當(dāng)，可能會導(dǎo)致通井工具通過困難，增加通井作業(yè)的難度和風(fēng)險。（二）解決方案1.

針對扶正器損壞在扶正器的運(yùn)輸和存儲過程中，采用專門的防護(hù)包裝，避免其受到外力撞擊。在施工現(xiàn)場，對扶正器進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有變形或損壞的扶正器，及時進(jìn)行更換。對于復(fù)雜井眼環(huán)境，可以選擇強(qiáng)度更高、耐磨性更好的扶正器類型，如采用特殊合金材料制作的扶正器。同時，在施工前對井眼進(jìn)行充分的預(yù)處理，如進(jìn)行井壁修整、清除巖屑堆積等，以減少對扶正器的損害。2.

針對扶正器脫落提高安裝人員的技術(shù)水平和責(zé)任心，嚴(yán)格按照安裝操作規(guī)程進(jìn)行扶正器的安裝，確保安裝牢固。采用多重固定裝置，如增加焊接點(diǎn)、使用高強(qiáng)度螺栓等，提高扶正器與套管連接的可靠性。定期對井下扶正器進(jìn)行檢測，例如利用井下成像技術(shù)或者其他檢測手段，及時發(fā)現(xiàn)存在脫落風(fēng)險的扶正器，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)或更換。3.

針對影響通井作業(yè)在設(shè)計扶正器時，充分考慮通井工具的尺寸，合理設(shè)計扶正器的外徑，確保通井工具能夠順利通過。在確定扶正器的安裝位置時，避開可能對通井作業(yè)造成影響的關(guān)鍵部位。如果在通井過程中發(fā)現(xiàn)扶正器影響通井作業(yè)，可以根據(jù)實際情況，對扶正器進(jìn)行局部調(diào)整或者更換尺寸合適的扶正器。綜合考慮因素除了井段類型外，還需綜合考慮套管尺寸、地層壓力、鉆井液性能等因素。套管尺寸越大，可能需要更密的扶正器間距來保證居中度；地層壓力高的區(qū)域，為了防止套管變形和保證固井質(zhì)量，扶正器間距應(yīng)適當(dāng)縮小；鉆井液性能較差（如攜砂能力不足）時，也需要更密集地布置扶正器，以減少套管與井壁之間的摩擦。綜上所述，在煤層氣水平井下套管時使用扶正器在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工方面均具有較高的可行性。從技術(shù)角度，扶正器的作用原理明確，不同類型的扶正器適用于不同的井段