1、尾管及雙級固井技術(shù)刖 言尾管固井、雙級固井較常規(guī)固井而言屬于特殊固井工藝技術(shù)，它們均是依靠專 用的井下工具附件，通過特殊的施工工藝達(dá)到固井的目的。尾管主要是指其頂部低于井口的套管柱，它的管柱主體包括套管（篩管）部分和鉆 桿等下入工具部分，它的完井方式為射孔完成和篩管完成。1、尾管分類1）按應(yīng)用目的分類中間尾管（又稱技術(shù)尾管或鉆井尾管）這類尾管常用于深井。它的目的同中間套管一樣，主要用以封隔漏失、封隔高低壓 地層、封隔不穩(wěn)定地層（坍塌、塑性等），保證鉆井順利，如果下部再下尾管時它也 起生產(chǎn)套管的作用。生產(chǎn)尾管（油層尾管）用以封隔油氣層，建立油氣生產(chǎn)通道，可以節(jié)省套管，減輕鉆機負(fù)荷，降低套管的 鋼

2、級、壁厚和螺紋等級要求。保護性尾管（短回接尾管）可以將原有尾管回接到井內(nèi)任何位置，它主要起修復(fù)保護作用?；亟游补芡ㄟ^回接裝置將原尾管回接并延伸到井口，它在修復(fù)、保護原有套管的基礎(chǔ)上，為 井內(nèi)提供一層全新的套管柱，提高套管的防腐、耐壓能力。2）按懸掛器類型分類尾管懸掛器是將尾管下入井內(nèi)，座掛在上層套管下部的預(yù)定位置上，并能完成固井 施工作業(yè)的特殊固井井下工具。尾管固井作業(yè)的順利、成功與否，在很大程度上取 決于尾管懸掛器設(shè)計和使用的科學(xué)性、合理性和可靠性。具體的要求是：下得去、 掛得住、倒得開、可回接，并具有滿足施工的流通通道。根據(jù)尾管懸掛器設(shè)計原理、 工具結(jié)構(gòu)和座掛原理的不同，它又可以分為機械式

3、和液動式兩種，而目前常用的是 液壓式這種懸掛器主要是依靠專門的結(jié)構(gòu)附件，通過井內(nèi)蹩壓來實現(xiàn)尾管座掛，可 用于任何井型（直井、定向井）。2、液壓懸掛器主要結(jié)構(gòu)及附件1）懸掛器主要由兩部分組成：懸掛器本體和送入工具本體：錐體、液壓缸、活塞、剪切銷釘、推進桿、卡瓦、回接筒、扶正塊等。如果 是雙液缸的，卡瓦分上卡瓦和下卡瓦等，只能一次性使用。送入工具：提升短節(jié)、變扣接頭、倒扣螺母、中心管等組成，可以回收，檢修后可 重復(fù)使用。2）配套使用的附件:浮鞋、浮箍、球座短節(jié)、大小膠塞及銅球3）懸掛器主要規(guī)格：e 339.7mm xe 244.5mme 244.5mm xe 177.8mm/139.7mm、e 1

4、77.8mm xe 127mm/114.3mm3、液壓式懸掛器的使用原理（以DYX-A型為例）投球蹩壓后，壓力通過液體壓進流孔作用于活塞上，當(dāng)液體壓力增至 11-12Mpa時，剪斷液壓缸銷釘，液壓推動活塞上行，活塞帶動推桿及卡瓦上升至錐 體，使尾管卡緊并固定在上層套管上，實現(xiàn)座掛。當(dāng)一次座掛不成時，可以重新座 掛，否則就要將尾管下入至井底，進行固井。4、性能特點液壓控制實施座掛，可用于多種井況。膠塞球座均設(shè)計鎖緊裝置，碰壓可防止回移，且具有良好的可鉆性。密封總成利用“W”形多組合密封，雙向密封性能好。懸掛器上下均配有扶正環(huán)，可以保證扶正效果。又可以保護液缸、卡瓦不受損傷。倒扣操作方便可靠，無需

5、找中和點，只要將鉆具下壓5-10噸，然后正轉(zhuǎn)即可倒扣。5、尾管懸掛器使用操作要點尾管懸掛器要在廠家服務(wù)人員的指導(dǎo)下進行使用和操作，但必要的技術(shù)要求和 工作程序我們應(yīng)該掌握。要根據(jù)上層套管和本次尾管固井的技術(shù)要求，對懸掛器進行選型，規(guī)格、尺寸、 作用方式、額定負(fù)荷以及其他附件。固井前，要共同對懸掛器、送入工具及其它附件進行清點、檢查、驗收等?，F(xiàn)場組裝工具要按使用說明和有關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行。認(rèn)真計算鉆桿回縮距，留好口袋，對所有入井管柱逐一通徑，不準(zhǔn)遺漏。下鉆通井，井筒必須暢通干凈，泥漿性能符合要求，循環(huán)壓力正常，起鉆時， 鉆具在懸掛器位置時應(yīng)認(rèn)真稱重。下尾管，連接浮鞋浮箍后應(yīng)做循環(huán)頂通試驗。下入尾管時

6、，要求五根一灌，十 根灌滿。下入鉆具時，一柱一灌，十柱灌滿，下放速度不大于18m/min，要求下放勻 速，不能猛剎或開泵過猛。下懸掛器時，嚴(yán)禁在其液缸處打大鉗。尾管下完后要認(rèn) 真稱重。下完鉆具后，應(yīng)先開泵循環(huán)，調(diào)整泥漿，然后再實施座掛。投球速度一般按90-100m/min計算，銅球的直徑不可混用 177.8mm/139.7mm/127mm/114.3mm 分別為 e 45/42/36/36mm，銅球到達(dá)球座后，開泵 蹩壓，壓力最大不大于12Mpa，然后緩慢下放鉆具，當(dāng)下放距離基本等于回縮距， 大鉤凈懸重等于送入鉆具時，說明座掛成功。下壓鉆具5-10噸，繼續(xù)蹩壓至17Mpa，蹩掉球座芯子，壓力下

7、降后，開泵循環(huán)泥 漿。停泵后，正轉(zhuǎn)倒扣，累計有效倒扣圈數(shù)不少于20圈，然后將鉆具提至中和點后再 上提1.5-1.8m，若此時大鉤懸重等于上部鉆具加游車重量之和，表明扣已倒開。然后 將鉆具回放倒扣前位置，下壓5-10噸，循環(huán)泥漿，準(zhǔn)備固井。6、尾管固井特點：泵壓高，施工困難，由于懸掛器的結(jié)構(gòu)設(shè)計所至，它的流道截面積較重合段已 有大幅度下降，而且座掛后流道截面積還要下降許多。例如244.5mmXe 139.7mm 懸掛器座掛后，流道截面積僅31cm2，下降41.5%，只相當(dāng) 6.28mm的通徑，環(huán)容 只有3.1l/m，只是重合段環(huán)容的12%，若和裸眼段環(huán)容相比則下降的更多。這樣一來， 固井中此處必

8、然產(chǎn)生大量壓耗，導(dǎo)致泵壓猛增。對井眼及泥漿性能要求高，如果泥漿性能不好，井眼不干凈，更容易在此處形 成橋堵蹩高壓，導(dǎo)致固井復(fù)雜和失敗，因此對泥漿性能粘切、含砂、防鈣侵要求較 高，在小排量循環(huán)的條件下，對井眼凈化要求高。對水泥漿性能要求高一般水泥漿失水維持在250ml以內(nèi)就可以固井，而尾管固井失水必須小于50ml。尾 管固井除正常施工所需的稠化時間外，還要考慮循環(huán)洗井及相關(guān)工作所需的稠化時 間，安全時間也較一般井長，而且還要考慮喇叭口處的抗壓強度，析水及體系穩(wěn)定 性，水泥漿抗污染程度等。壓力高，作業(yè)時間長，對施工要求嚴(yán)格這主要指尾管固井要求設(shè)備能力強，工具可靠，計量準(zhǔn)確，指揮得力。7、固井設(shè)計由

9、于尾管固井的特點，決定了固井設(shè)計的技術(shù)要求高。管串：浮鞋+套管+雙浮箍+套管+碰壓球座+套管串+懸掛器+送入工具+鉆桿。井眼條件和泥漿性能：上竄、漏失水泥漿性能及試驗G級水泥+降失水劑+增強劑+微膨脹劑+調(diào)凝劑+分散劑等，也要根據(jù)井溫加入熱穩(wěn) 定材料，根據(jù)壓力條件加入減輕材料。稠化曲線要有較短的直角時間。排量選擇：尾管固井中，不可一味機械的追求大排量紊流固井，這方面教訓(xùn)太 多了，應(yīng)該引起足夠的重視，要根據(jù)環(huán)容，懸掛器類型，實測泵壓去合理選擇調(diào)整 固井排量。尤其是在小間隙尾管中，只能采用小排量或塞流固井技術(shù)。（5）水泥漿量及密度控制一般常規(guī)的水泥附加量為20-40%，而尾管井的水泥附加量一般為1

10、0%左右，最多也 不超過15%，這主要是防止過多的水泥漿返出，在洗井時容易發(fā)生事故。另外領(lǐng)漿 的密度要求可以低于設(shè)計平均密度0.3g/cm3，也是基于安全方面的考慮。（6）居中度：裸眼段尾管居中和一般井的要求沒有大的差別。但是懸掛器上下必須 居中，所以建議此處使用剛性或雙弓扶正器。（7）入井液的組合選擇尾管固井壓力較高，所以就有必要認(rèn)真設(shè)計入井液的密度、數(shù)量等。當(dāng)其它條件確 定后，最有效的降壓方法就是配置重泥漿。另外為防止焊鉆具，要通過設(shè)計和施工 在多余水泥漿上下均用清水和泥漿有效隔開。（8）固井碰壓保證管外封固，不替空是所有井應(yīng)遵循的基本原則，這一點在尾管固井中具有更加 現(xiàn)實的意義，所以尾管

11、固井時不追求一味的碰壓。（9）水泥漿留樣尾管固井中，因為采取的洗井方式有關(guān)，有的時候井內(nèi)留有水泥塞。由于上部溫度 低，也可能由于密度低和混漿，過去曾發(fā)生過探塞時焊鉆具。為此固井時要取水泥 漿樣品，保存養(yǎng)護，為后續(xù)探塞鉆塞作業(yè)提供指導(dǎo)。（10）由于尾管固井工藝復(fù)雜，施工要求高，風(fēng)險大，所以在設(shè)計中應(yīng)對可能發(fā)生 的緊急危險情況制定預(yù)案以防不測。a、懸掛器座掛失敗，應(yīng)將管柱下入井底，充分循環(huán)后再固井。b、注前置液時，壓力異常增高，要果斷停止施工，分析原因處理好之后再施工。c、注替時壓力異常，以及漏失，應(yīng)降低排量，繼續(xù)施工。d、浮箍浮鞋失靈時，在最多三次試放無效的前提下，迅速起鉆，循環(huán)。e、循環(huán)洗井時

12、井漏或蹩壓，要立即降低排量進行洗井，若無效，可以從截流管匯處 反循環(huán)洗井盡量減小損失。和尾管固井相比簡單，但其注意事項：（1）懸掛器與回接裝置為同一廠家的產(chǎn)品，要求配套。（2）原有懸掛器回接筒必須完好無損。（3）回接前要對回接筒進行銑錐清洗和修整。（4）校核好回接筒深度，調(diào)整好井口高度，方可下套管。（5）回接管柱下部加入適量剛性扶正器，確保套管居中，順利下入。（6）插入后，進行密封試壓試驗3-5Mpa，確認(rèn)插入后，上提循環(huán)正常后方可固井。 上提時其導(dǎo)向頭不能提出回接筒。（7）碰壓后，下放管柱并下壓1/3套管重量，座死回接插頭。尾管回接固井中，曾 發(fā)生過中途蹩高壓，灌香腸事故。分析原因可能是管柱

13、內(nèi)由于水泥漿柱重量使管柱 伸長，回接插頭循環(huán)孔關(guān)閉所至。所以應(yīng)急的方法是蹩壓上提，壓力下降后再繼續(xù) 施工。雙級固井技術(shù)所謂雙級固井工藝技術(shù)是指通過一種特殊固井工具-分級箍及其各種配套的塞 子，來實現(xiàn)將較長的水泥封固井段分成兩段進行封固。1、分級固井工藝技術(shù)的應(yīng)用范圍（1）一次注水泥封固段太長，壓差過高，一般注水泥設(shè)備難以滿足施工要求。（2）低壓易漏失井固井時，由于一次封固段太長，壓差過高，容易引起固井漏失。（3）一次封固段太長，上下溫度太大，水泥漿性能無法保證固井要求。（4）油氣分布不均，不連續(xù)且中間間隔距離太長時。（5）其它特殊情況。2、雙級注水泥方式選擇雙級固井的注水泥方式一般有三種，可根

14、據(jù)工程、地質(zhì)和封固要求進行選擇。（1）非連續(xù)式：也叫正規(guī)式雙級固井。它適用油氣層間隔大，地層壓力系數(shù)較低， 井斜角較小和環(huán)空水泥不連續(xù)封固。這是目前應(yīng)用最多的一種雙級固井方式，它的 實際應(yīng)用情況已不局限于上述范圍。（2）連續(xù)式：封固較長，壓力較低，水泥連續(xù)封固。（3）連續(xù)打開式3、分級箍的規(guī)格類型目前常用的分級箍其規(guī)格尺寸有e244.5mm，ei77.8mm，e 139.7mm，127mm。類 型分為機械式和液壓式兩種，它們的主要區(qū)別在于：（1）機械式：用于直井或井斜角小于25度的井，依靠重力塞打開循環(huán)孔進行二級 固井，其打開壓力較低。（2）液壓式：用于任何井型，可以不用重力塞而直接蹩壓，打開

15、循環(huán)孔進行二級固 井，其打開壓力較高。4、分級箍的工作原理（以正規(guī)式雙級固井為例）水泥頭裝有一級碰壓塞，所有的固井程序同常規(guī)井相同。如果是機械式的 分級箍，當(dāng)一級碰壓后打開水泥頭投放重力塞，以1m/s速度計算重力塞到達(dá)分級箍 位置后，開泵蹩壓5-7Mpa，將分級箍下內(nèi)套銷釘剪斷，下內(nèi)套下行露出循環(huán)孔，循 環(huán)出多余水泥漿，準(zhǔn)備二級固井。二級固井的工序基本同常規(guī)固井最主要的區(qū)別在 于碰壓后還要進行蹩壓，依靠關(guān)閉塞剪斷上內(nèi)套銷釘，上內(nèi)套下行關(guān)閉循環(huán)孔，實 現(xiàn)套管可靠密封。關(guān)閉壓力一般要比液柱壓差大10.5Mpa。如果是液壓式分級箍，則 第一級碰壓后，再進行蹩壓打開循環(huán)孔，然后進行二級固井。其打開壓力

16、要大于一 級碰壓壓力35Mpa，并以此調(diào)整銷釘數(shù)量。5、分級箍安放位置的確定原則：是依據(jù)油氣水層及漏層位置決定。（1）全井封固的井，一般安放位置在井深1/2處，同時考慮地層、井徑、井斜方位 及垮塌情況。（2）主要油氣層間隔距離較大時，其位置選擇在上部油氣層底界以下40-60m處。（3）易漏失地層，一般選在漏失層以上50-80m處。（4）分級箍以下必須要有足夠長度的套管，一般不少于450m，以保證分級箍順利 打開。6、雙級固井工藝的技術(shù)條件（1）套管柱設(shè)計必須考慮分級箍關(guān)閉時的工作負(fù)荷。（2）套管居中、井眼及泥漿性能除了其它方面以外，二級固井前必須對泥漿進行防鈣侵處理并充分循環(huán)洗井。（3）一級水

17、泥漿稠化時間除了施工時間外還包括投塞、打開、循環(huán)和足夠的安全時 間。（4）浮鞋浮箍必須可靠靈敏，否則導(dǎo)致固井失敗。7、下部管串結(jié)構(gòu)雙級固井常采用浮鞋+雙浮箍，確保單流作用。浮箍以上必須裝有碰壓環(huán)，否則容易 發(fā)生固井事故復(fù)雜。8、工具準(zhǔn)備（1）工具附件清點：分級箍、下膠塞、重力塞、上膠塞、浮鞋、浮箍、碰壓座、扶 正器、水泥頭。（2）工具檢查：包括規(guī)格尺寸，類型，絲扣及外觀檢查，膠塞密封圈。（3）工具測量：內(nèi)套直徑，每種膠塞的外徑、長度、并繪制草圖。（4）銷釘調(diào)整：如果是液壓式的分級箍還要按規(guī)定的位置對其銷釘進行調(diào)整。以威 得福工具為例，每個銷釘承壓3.1Mpa，要根據(jù)一級碰壓壓力合理確定，另外分

18、級箍 下入時，嚴(yán)禁硬性擠壓或在本體上大鉗咬合。9、固井設(shè)計，除其他方面以外，應(yīng)著重考慮以下幾點：（1）一級水泥要認(rèn)真計算井徑，嚴(yán)格控制水泥附加量，不至過多的水泥返出。（2）一級固井時，其領(lǐng)漿密度要嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)密度過高導(dǎo)致循環(huán)時發(fā)生復(fù)雜。（3）入井液設(shè)計時，要進行多余水泥漿上下均用清水和泥漿隔開的設(shè)計。（4）二級固井時要認(rèn)真計算其關(guān)閉壓力，當(dāng)壓力過高，可配置適當(dāng)?shù)闹啬酀{用以頂 替，降低泵壓。10、雙級復(fù)雜情況及處理（1）一級固井碰壓后，泄不了壓，有可能浮鞋浮箍失靈，要反復(fù)二至三次試放壓。 如果無效，則只有內(nèi)外平衡后再進行后續(xù)工序。液壓式分級箍可以避免這種情況。（2）二級固井碰壓后，泄不了壓，有可能關(guān)閉