尾管固井技术

尾管固井技术[PresentedbyCarlFeng]Thispresentationwillprobablyinvolveaudiencediscussion,whichwillcreateactionitems.UsePowerPointtokeeptrackoftheseactionitemsduringyourpresentation•InSlideShow,clickontherightmousebutton•Select“MeetingMinder”•Selectthe“ActionItems”tab•Typeinactionitemsastheycomeup•ClickOKtodismissthisboxThiswillautomaticallycreateanActionItemslideattheendofyourpresentationwithyourpointsentered.第一节.尾管类型1.钻井尾管其目的在于封隔漏失层、高压层,或封隔键槽井段等。2.生产尾管封固生产层,作生产用的尾管。3.回接尾管修复尾管以上套管,回接至井口或井内任何部位。第二节.尾管悬挂装置组成及其附件尾管悬挂装置可分为液压式尾管装置和机械式尾管装置。以得克萨斯铁工厂(TIW)的液压式尾管装置组成为例,加以说明。1.浮鞋。带有常规的回压阀一至两个。还带有刀翼装置供在特殊情况下松脱下入工具。2.浮箍(任选)提供额外的回压阀,确保水泥不回流。3.承托接头为坐挂球和尾管胶塞提供一个组合底座。4.液压悬挂器及其部件组成。5.座环带尾管回接套。在座环里装有左旋梯形螺纹,以右旋方向退出下入工具。6.钻杆胶塞。清除钻杆内的水泥浆。7.尾管胶塞。为钻杆胶塞提供底座,通过钻杆胶塞释放尾管胶塞,一起顶替尾管水泥浆,当它们坐在承托环上时可起密封作用,防止水泥浆回流。8.悬挂球。9.尾管下入工具带可回收密封补心。上述部件组装后入井,形成如图6-14的尾管管串图。第三节.下尾管程序1.按照图6-14尾管部件入井程序组装管串下井。2.定期灌钻井液,一般规定每下5～10根灌满一次。3.控制下放速度。根据本章第三节的方法计算尾管下放速度。4.尾管下完以后循环钻井液,准确记录悬重。5.连接带有下入工具的尾管悬挂装置。6.用钻杆将尾管悬挂装置送入井内,每下10柱钻杆灌满钻井液。7.当尾管装置入井后,井内管柱不许转动。8.当尾管下至离井底一根钻杆单根时,接上水泥头,开泵循环钻井液,并缓慢将管柱下到井底,当接触井底后上提到坐挂深度处,循环钻井液,当循环到井下情况正常后开始坐挂程序。9.记录悬重。10.投坐挂球,并用慢泵速将球送至承托接头,缓慢加压到8.27兆帕(1200磅/英寸2),将会注意到有片刻的泵压下降,这将意味着液缸销钉被剪断。11.保持泵压不变,慢慢放松管柱,直到尾管的重量坐在悬挂器卡瓦上,再下放管柱,直到约有2.5吨的重量施加到送入工具上。12.增加泵压直到承托接头上的球座销钉被剪断(大约为17.3兆帕=2500磅/英寸2),重新恢复循环。13.停止循环,释放送入工具。将卡瓦卡在送入工具的管柱上,右转送入管柱6～8圈检查扭矩,如果扭矩正常,继续右转到20圈即可脱扣。14.上提管柱1.5米,检查悬重,判定是否完全倒开。15.确定送入工具完全释放后,在尾管顶部加2.27～4.54吨压力重量。16.注水泥浆,替泥浆。当钻杆胶塞被替至尾管胶塞处时,泵压将会上升3.45～6.89兆帕(500～1000磅/英寸2),剪断销子释放尾管胶塞,顶替水泥浆直到碰压。17.在碰压的基础上再增加6.89兆帕(1000磅/英寸2)泵压,确保尾管胶塞坐入承托环锁紧槽。18.释放压力,检查是否有回流。19.上提送入管柱取出回收密封补心。一般要起出1～2柱钻杆,然后开泵循环钻井液。20.循环至尾管顶部以上多余水泥浆完全返出井口后,起出送入管柱,起钻应随时灌满钻井液。第四节.尾管注水泥程序1.下尾管前泵注设备及固井管线必须试运转并严格试压,试压压力必须超过蹩断球座剪钉所需的泵压。2.施工前同样要准确地掌握钻井参数、地层压力、泥浆泵效率等,以便重新计算顶替排量,调整隔离液密度,为保证固井全过程维持对地层的超平衡压力,确定是否提高部分钻井液密度等。尾管下井前井眼及送入管柱的检查很重要,送入管柱应用通径规通过,坐挂井段或大斜度井段套管内径,应使用刮管器清刮干净。3.配制混合水必须检查水质确保水质“纯净”。严格控制混合时间,高温材料混合水延迟不得超过10小时。4.注水泥前充分循环钻井液,以便获得井底循环温度。5.泵送隔离液和冲洗液,设计的隔离液性能应满足井况需要,尾管注水泥特别要考虑隔离液的容量,保证以紊流流型与地层接触时间大于10分钟。尾管固井,隔离液应由泥浆泵泵入。6.配水泥浆。要求水泥浆密度均匀,实际的密度误差不得超过±0.024克/厘米3(0.2磅/加仑)。有加重材料的水泥浆,一定要有良好的悬浮性能,并确保施工连续性。7.注完水泥后,立即停泵。8.当确认水泥头阀门和挡销正确无误时直接由泥浆泵压钻杆胶塞和顶替水泥浆。要密切注视钻杆胶塞释放套管胶塞时的压力变化。9.碰压。尾管固井一定要求碰压,并且根据尾管胶塞的性能,增加所要求的泵压,确保尾管胶塞坐入承托环并进入锁紧槽,提高密封性能,稳压5分钟。10.通过立管阀门快速放掉送入管柱压力。11.缓慢上提管柱,进一步验证尾管是否被释放。12.起出1～2柱左右,反循环出多余水泥浆。13.候凝。注水泥程序结束。第五节.尾管固井质量控制及安全措施尾管作业是一项工艺上十分严格、细致的工程,只有把握准每一个环节,才能获得尾管作业的成功,为此必须做到:1.作业者的固井监督必须对尾管作业全面负责,认真制定作业方案和施工措施。实施对服务公司的作业准备、施工程序的全面监督,并在作业过程中把好质量关。2.服务公司提供的设备和工具必须经过严格的试压、试运转等检验。水泥泵工作压力不得低于34.47兆帕(5000磅/英寸2)。水泥浆再循环系统作用可靠。密度误差不得超过0.024克/厘米3(0.2磅/加仑)。3.服务公司提供的尾管下入工具必须齐全、完好、密封性能可靠。4.尾管悬挂装置性能完好、可靠、技术性能要与实际施工一致。5.尾管固井材料的准备与检查。尾管注水泥所需的水泥级别和数量、添加剂类型和数量以及水应符合固井设计的要求和水泥化验一致。6.尾管扶正器规格、类型及数量必须符合设计要求和井况需要。大斜度井,超大环形容积的井段尾管,宜用弓型弹性扶正器和螺旋式刚性扶正器混合使用。直井段尾管可用弓型弹性扶正器。不论什么轨迹井段,要求套管居中度达到67％以上。7.水泥浆性能设计不仅要符合地层的要求,也要满足尾管作业的特殊需要,由于尾管与裸眼环形间隙小,水泥浆流过渗透性地层时易滤失造成桥堵,因此水泥浆失水要求特别重要,水泥浆必须加降失水剂,失水量一般要求为20～50毫升/30分·7兆帕。8.与一般套管注水泥一样,尾管注水泥前都必须准确掌握薄弱地层的破裂压力和高孔隙压力,以便准确地设计隔离液和冲洗液的数量和密度,控制环空静液柱压力。9.尾管与外层套管重迭段长度通常以产层性质和尾管类型来决定的,一般生产尾管和封固低压油气层的尾管,重迭段不得少于100米;技术尾管重迭段为150米;高压气层尾管,重迭段大于200米。10.尾管作业的特殊情况之一是使用钻杆将尾管送下井,为了保证钻杆胶塞顺利通过每根钻杆,要求所有准备用于送尾管的钻杆必须通内径,通径规的外径一般应大于钻杆胶塞的刚体部分直径12.7毫米(0.5英寸)。下尾管前,必须严格检查钻杆质量,必要时通过探伤检查。11.下尾管需要一个良好的井眼。井眼质量必须达到:井身剖面无键槽,尾管不阻不卡,不发生井漏、垮塌、气侵等现象,井眼畅通无阻。因此一般规定完钻后一定要下钻划眼,电测作业后要清刮套管壁,然后通井循环2次,大排量洗井,彻底清除岩屑,钻井液性能稳定。12.尾管与裸眼环形间隙小,下放尾管容易产生激动压力。因此,控制尾管下放速度比一般下套管要求更严格,更值得重视。13.下尾管过程一旦遇阻遇卡,只允许上提下放,除旋转式尾管外不许转动,上提拉力不得超过套管抗拉强度的70％。14.下尾管过程一旦需要开泵循环,泵压不得超过液压悬挂器坐挂泵压的70％。15.为了确保尾管悬挂器顺利通过井口装置,一般规定,下尾管前要起出水下井口抗磨补心。16.下尾管前取一钻杆单根与水泥头连接并紧扣置于井场,以便下到最后1根管柱时,接上水泥头及其单根后,可以立即开泵循环钻井液,避免钻井液静止过长,确保井下安全。17.下完尾管送入管柱(即钻杆柱),完成坐挂释放尾管送入工具等程序后,必须充分循环钻井液,等钻井液性能稳定后,才能开始注水泥作业。18.下尾管过程中,必须定期灌钻井液,避免压漏地层或损坏浮鞋的回压装置。19.下尾管过程中如果发生井涌、井漏,应立即停止下放,处理完毕后,才能恢复下入。20.水泥浆性能和质量是尾管注水泥作业的关键。水泥浆性能除了按尾管作业的特殊要求,即无自由水,低失水,流动性好等性能外,水泥浆质量特别重要,为了保证水泥浆质量,必须做到:水质纯净,如果用淡水配水泥浆则氯根不得超过500PPm;混合水罐或泥浆池必须干净,得含有破坏水泥浆性能的钻井液残余材料,如絮凝材料等;水泥浆密度要均匀,再循环系统作用可靠;水泥浆性能试验所需材料要从现场取样。21.尾管固井,水泥量较少,隔离液的用量必须相应增加,以满足对目的层紊流冲刷超过一般10分钟的“接触时间”要求。六.尾管回接工艺1.尾管回接工艺的应用范围:(1)当钻井尾管或生产尾管以上套管受到损坏,需要修补时,可以将尾管回接到井口或任意位置;(2)需要长封固段的深井,因静压过高易压漏地层,注水泥作业无法进行时,可以采用先下尾管注水泥后,再从尾管座环回接到井口或任意位置。2.尾管回接工艺的基本条件和要求:(1)尾管回接的基本条件是已下尾管悬挂器上必须有回接座环;(2)所有回接尾管都必须注水泥固定;(3)回接尾管既要保证上部的套管头坐在水下泥线悬挂器上又要保证下部回接密封总成插入回接座环。海上钻井平台的特殊性,使回接工艺变得更加复杂。回接尾管的总长度却受到水下泥线悬挂和已下尾管回接座环的限制,加上井下高温对套管伸长的影响,使确定回接尾管长度十分困难,很难满足上述要求,解决的办法可以通过如下方法来实现:①计划尾管作业时,预先将尾管回接座环加长。座环增加的长度要以温度和尾管自重使套管伸长等因素为主要依据,同时也得做出增加下入工具长度的计划;②使用试下回接尾管的方法。即将回接尾管一直下到回接座环底部,该回接芯管密封总成插入回接座环,已知尾管到转盘面的总长度后起出回接尾管自泥线悬挂到转盘面部分的套管,并选用较为合适的套管装上泥挂送入工具,坐在泥线悬挂上,控制回接芯管密封总成能插进回接座环,但不要接触座环底部。3.回接尾管工具下面是南海海域使用的得克萨斯铁厂(TIW)尾管回接工具的组成,并以它为例说明尾管回接的一般程序:(1)TIWLG型磨鞋(见图6-15),用于磨铣已下尾管回接座环里的水泥和其它杂物;(2)TIWLG型回接芯管密封总成(见图6-16);(3)TIW孔板浮箍(见图6-15);以上3项工具用于将尾管回接到井口的作业。如果计划将尾管回接到任意位置,需增加如下工具和部件:(4)TIWLF型承托环(见图6-15);(5)常用B型可回收密封补心外套的TIWG型座环(见图6-13);图6-15TIW尾管回接工具图6-16(6)TIW尾管胶塞(见图6-12E)和钻杆胶塞(见图6-12D);(7)TIWLN型下入工具带可回收密封补心(见图6-14);(8)水泥头。4.回接程序我们把回接到井口的尾管工艺称为全尾管回接工艺,把回接到任意井段的尾管工艺称为部分尾管回接工艺。(1)全尾管回接程序:1)下TIW抛光磨鞋。当缓慢下放磨鞋时,通过低速旋转抛光TIWLG型座环;2)当磨至座环底部时,应注意将出现扭矩增加时悬重轻微减少。磨鞋仅起抛光作用,不能切切削加大LG型座环的内径;3)循环铁屑出井;4)将磨鞋起出井眼;5)在第一根回接尾