固井通井技术(1)

1、 为解决深井、超深井在实钻过程中由于井眼轨迹不规则、盐膏底为解决深井、超深井在实钻过程中由于井眼轨迹不规则、盐膏底层缩径，斜井段下套管作业的实际难题。在调研下套管方法的基础层缩径，斜井段下套管作业的实际难题。在调研下套管方法的基础上，结合川渝地区深井、超深井的特点，建立了井眼、套管相容性上，结合川渝地区深井、超深井的特点，建立了井眼、套管相容性模型，总结出模型，总结出通井下套管模拟步骤通井下套管模拟步骤，确定出与，确定出与套管柱刚度相当套管柱刚度相当的通的通井管柱结构。模拟下套管通井技术在川渝地区成功运用，为深井、井管柱结构。模拟下套管通井技术在川渝地区成功运用，为深井、超深井通井下套管技术提

2、供了理论依据。超深井通井下套管技术提供了理论依据。 通井的主要目的是扩划井壁、破除台肩、消除井壁阻点。通井钻通井的主要目的是扩划井壁、破除台肩、消除井壁阻点。通井钻具结构应充分考虑所钻井井眼轨迹和入井管柱的特殊性，通过计算具结构应充分考虑所钻井井眼轨迹和入井管柱的特殊性，通过计算下部钻柱和入井套管的刚性下部钻柱和入井套管的刚性，对比分析其对比分析其尺寸、刚性和长度尺寸、刚性和长度因素因素，模拟套管刚度通井模拟套管刚度通井，综合考虑该井的，综合考虑该井的井眼准备情况井眼准备情况，设计设计通井钻具通井钻具结构结构进行通井作业。通井技术的成功应用可以保证：进行通井作业。通井技术的成功应用可以保证：1

3、 1、套管下至设计井深、套管下至设计井深2 2、扶正器的加入、扶正器的加入 充分有效地做好井眼准备工作，是确保套管成功下充分有效地做好井眼准备工作，是确保套管成功下至设计井深的关键。充分了解和掌握所钻井实钻第一手至设计井深的关键。充分了解和掌握所钻井实钻第一手资料，认真分析井身质量、井眼轨迹特点和实钻钻具组资料，认真分析井身质量、井眼轨迹特点和实钻钻具组合结构特点，并针对下入套管的尺寸和刚性特点，制定合结构特点，并针对下入套管的尺寸和刚性特点，制定科学合理的通井钻具结构是充分有效地做好井眼准备工科学合理的通井钻具结构是充分有效地做好井眼准备工作的前提条件。作的前提条件。 通井前应进行通井技术交

4、底，并制定详细通井技术措施，严防通井前应进行通井技术交底，并制定详细通井技术措施，严防通井作业中卡钻。对全井复杂井段、重点井段充分做好井眼准备工通井作业中卡钻。对全井复杂井段、重点井段充分做好井眼准备工作，对起下钻过程中的摩阻大小应分井段记录好相关数据，所有通作，对起下钻过程中的摩阻大小应分井段记录好相关数据，所有通井作业都必须注意摩阻变化，严格区分和掌握摩阻与遇阻吨位，不井作业都必须注意摩阻变化，严格区分和掌握摩阻与遇阻吨位，不能猛提猛放，严防阻卡，确保通井安全；每次通井在重点及复杂井能猛提猛放，严防阻卡，确保通井安全；每次通井在重点及复杂井段若不能顺利通过，则进行划眼并反复多次上下提放钻柱

5、，以修整段若不能顺利通过，则进行划眼并反复多次上下提放钻柱，以修整井壁、破除台肩、消除井壁阻点，最终实现井眼光滑、通畅、无沉井壁、破除台肩、消除井壁阻点，最终实现井眼光滑、通畅、无沉砂、无阻卡等的目的。对出入井的所有通井工具应丈量和记录好其砂、无阻卡等的目的。对出入井的所有通井工具应丈量和记录好其尺寸。最后一次通井到底后，充分循环将井底岩屑和沉砂彻底携带尺寸。最后一次通井到底后，充分循环将井底岩屑和沉砂彻底携带干净。干净。4444套管套管钻铤钻铤dDdDm式中：D钻：钻铤外径；cm D套：套管外径；cmd钻：钻铤内径；cmd套：套管内径；cm62.16 .10812715.571204444m

6、 m1说明钻铤的刚度大于套管刚度，套管在井下比钻铤更柔软，因此套管应能下至预定位置（不考虑其它因素的影响）。套管与钻铤刚度对比：套管与钻铤刚度对比：如：如： 通井钻具结构主要是通井钻具结构主要是增大下部钻柱刚性增大下部钻柱刚性，钻头之上钻头之上增加大尺寸钻增加大尺寸钻铤铤并并加入相应加入相应外径较大的扶正器（扩大器）外径较大的扶正器（扩大器），以以大幅增大钻柱刚性大幅增大钻柱刚性，提供与提供与井壁多个切点井壁多个切点，并用并用扶正器代替套管接箍扶正器代替套管接箍进行通井作业。进行通井作业。井眼井眼mmmm444.5mm444.5mm311.2mm311.2mm215.9mm215.9mm152

7、.4mm152.4mm通井扶正正器通井扶正正器mmmm400400300/290300/290210/208210/208148/145148/145套管尺寸套管尺寸mmmm339.725339.725244.475244.475177.8177.8127127接箍外径接箍外径mmmm365.1365.1269.9269.9194.5194.5141.3141.3套管扶正正器套管扶正正器mmmm400400300/290300/290210/208210/208148/145148/145常见套管接箍外径常见套管接箍外径对于对于311.2mm井眼下入井眼下入244.5mm套管重合段使用普通刚扶

8、套管重合段使用普通刚扶外外径径308mm;裸眼井段使用螺旋刚扶裸眼井段使用螺旋刚扶外径外径295mm或或外径外径300mm。 对于对于215.9mm井眼下入井眼下入177.8mm套管重合段使用普通刚扶套管重合段使用普通刚扶外外径径210mm;裸眼井段使用螺旋腰鼓形刚扶裸眼井段使用螺旋腰鼓形刚扶外径外径208 mm或或外外径径210mm。 通井技术措施通井技术措施-加入刚性扶正器尺寸规范加入刚性扶正器尺寸规范 川渝地区通井技术的发展，主要是针对通井无规范性的文件和川渝地区通井技术的发展，主要是针对通井无规范性的文件和相应的技术标准，结合实践经验发展而来的，现已成为四川石油管相应的技术标准，结合实

9、践经验发展而来的，现已成为四川石油管理局的固井管理规定内容。它最初在罗家寨的固井中首次提出。理局的固井管理规定内容。它最初在罗家寨的固井中首次提出。序号井眼尺寸（mm）套管尺寸（mm）第一次第二次1444.5339.7444.5mm钻头+254.0mm钻铤1根+400mm扶正器1只+254.0mm钻铤2根+原钻具组合444.5mm钻头+254.0mm钻铤1根+400mm扶正器1只+254.0mm钻铤1根+390400mm扶正器1只+254.0mm钻铤1根+390400mm扶正器1只+原钻具组合2311.1244.5311.1mm钻头+228.6mm钻铤1根+300mm扶正器1只+228.6mm

10、钻铤2根+原钻具组合311.1mm钻头+228.6mm钻铤1根+300mm扶正器1只+228.6mm钻铤1根+290300mm扶正器1只+228.6mm钻铤1根+290300mm扶正器1只+原钻具组合3215.9177.8215.9mm钻头+双母接头+回压凡尔+165.1mm钻铤1根+210mm扶正器1只+165.1mm钻铤5根+原钻具组合215.9mm钻头+双母接头+回压凡尔+165.1mm钻铤1根+210mm正器1只+165.1mm钻铤1根+200210mm扶正器1只+165.1mm钻铤1根+200210mm扶正器1只+165.1mm钻铤3根+原钻具组合通井技术措施通井技术措施-通井钻具组

11、合通井钻具组合 川渝地区通井技术的发展，主要是针对通井无规范性的文件和川渝地区通井技术的发展，主要是针对通井无规范性的文件和相应的技术标准，结合实践经验发展而来的，现已成为四川石油管相应的技术标准，结合实践经验发展而来的，现已成为四川石油管理局的固井管理规定内容。它最初在罗家寨的固井中首次提出。理局的固井管理规定内容。它最初在罗家寨的固井中首次提出。序号井眼尺寸（mm）套管尺寸（mm）第一次第二次4152.4127152.4mm钻头+双母接头+ 回压凡尔+ 121mm钻铤1根或88.9mm加重钻杆1根+148mm或145mm扶正器1只+121mm钻铤5根+原钻具组合152.4mm钻头+双母接头

12、+ 回压凡尔+ 121mm钻铤1根或88.9mm加重钻杆1根+148mm或145mm扶正器1只+121mm钻铤1根或88.9mm加重钻杆1根+ 148mm或145mm扶正器1只+原钻具组合5149.2127149.2mm钻头+双母接头+ 回压凡尔+ 121mm钻铤1根或88.9mm加重钻杆1根+148mm或145mm扶正器1只+121mm钻铤5根+原钻具组合149.2mm钻头+双母接头+ 回压凡尔+ 121mm钻铤1根或88.9mm加重钻杆1根+148mm或145mm扶正器1只+121mm钻铤1根或88.9mm加重钻杆1根+ 148mm或145mm扶正器1只+原钻具组合通井技术措施通井技术措施

13、-通井钻具组合通井钻具组合 扶正器要求具有正倒划眼和修整井壁、破除井壁台阶的功能，扶正器要求具有正倒划眼和修整井壁、破除井壁台阶的功能，扶正棱数量扶正棱数量4棱，呈右螺旋分布，棱，呈右螺旋分布，360全封闭，棱上下倒角处理并全封闭，棱上下倒角处理并铺焊耐磨合金，扶正器结构安全、可靠。铺焊耐磨合金，扶正器结构安全、可靠。扶正器棱长要求：扶正器棱长要求：390400mm扶正器棱长不小于扶正器棱长不小于400mm；290300mm扶正器棱长不小于扶正器棱长不小于300mm；200210mm扶正器棱长不小于扶正器棱长不小于200mm；146148mm扶正器棱长不小于扶正器棱长不小于200mm。通井技术

14、措施通井技术措施-通井扶正器通井扶正器通井技术应用通井技术应用-罗家寨罗家寨罗家罗家16H-1井井7“+5/12筛管井身结构示意图（筛管井身结构示意图（2004.9）水平井中首水平井中首次采用三扶次采用三扶通井，顺利通井，顺利将套管下至将套管下至设计位置设计位置通井技术应用通井技术应用-罗家寨罗家寨通井钻具结构通井钻具结构第一次通井（含称重）第一次通井（含称重）：215.9mm钻头钻头139.7mm钻杆钻杆2根根18m称重防喷装置称重防喷装置127mm钻杆钻杆第二次通井（通井到第二次通井（通井到3525m ）：）：215.9mm钻头钻头158.7mm钻铤钻铤9m195mm腰鼓形成过渡接头腰鼓形

15、成过渡接头158.7mm钻铤钻铤9m195mm腰鼓形成过渡接头腰鼓形成过渡接头158.7mm钻铤钻铤9m195mm腰鼓形成过渡接头腰鼓形成过渡接头158.7mm钻铤随钻振击器钻铤随钻振击器127mm加重钻杆加重钻杆127mm钻杆。钻杆。第三次通井（通井到底）第三次通井（通井到底）：215.9mm钻头钻头139.7mm钻杆钻杆3根根27m127mm斜坡钻杆斜坡钻杆15柱柱437m127mm加重钻杆加重钻杆15柱柱303m159mm随钻振击器随钻振击器127mm加重钻杆加重钻杆11根根101m127mm钻杆。钻杆。158.8mm钻铤与钻铤与177.8mm套管刚度比较套管刚度比较127.0mm加重钻

16、杆与加重钻杆与139.7mm筛管刚度比较筛管刚度比较139.7mm钻杆与钻杆与139.7mm筛管刚度比较筛管刚度比较56. 11 .1578 .17744.7175管套管钻铤钻铤dDdDm通井技术应用通井技术应用-罗家寨罗家寨34. 16 .1207 .1392 .760 .12744444444套管套管钻杆钻杆dDdDm36. 16 .1207 .1396 .1187 管套管钻杆钻杆dDdDm下套管情况：水平井下套管，顺利将套管下至设计位置下套管情况：水平井下套管，顺利将套管下至设计位置通井技术应用通井技术应用-塔深塔深1井井塔深塔深1井身

17、结构示意图井身结构示意图亚洲第一深亚洲第一深井，首次采井，首次采用三扶通井用三扶通井模拟下套管模拟下套管技术，完成技术，完成下套管作业下套管作业通井技术应用通井技术应用-塔深塔深1井井273.05mm非常规套管悬挂固非常规套管悬挂固 井井钻具组合：钻具组合： 311.2mmPDC钻头钻头228.6mm钻铤钻铤2根根310mm扶正器扶正器228.6mm钻铤钻铤1根根310mm扶正器扶正器203.2 mm钻铤钻铤6根根139.7mm钻杆钻杆钻深：钻深：5460m套管：套管：273.05mmTP140V13.84TP-JF(无接箍无接箍)套管套管 电测情况电测情况：最大井径：555.625mm 最小

18、井径：285.75mm 平均井径：364.67mm 井下情况井下情况：裸眼段长2268m，理论环空间隙只有19.05mm；尾管封固段长3040.45 5453.79，送入钻具和套管累计浮重260.2吨 通井技术应用通井技术应用-塔深塔深1井井2)2)273.05mm非常规套管悬挂固非常规套管悬挂固 井通井钻具结构井通井钻具结构 采用满眼钻具组合进行两次通井：采用满眼钻具组合进行两次通井：311.2mmPDC钻头钻头+310mm扶正器扶正器228.6mm钻铤钻铤1根根310mm扶正器扶正器228.6mm钻铤钻铤1根根310mm扶正器扶正器228.6mm钻铤钻铤1根根203.2 mm钻铤钻铤15根

19、根139.7mm钻杆钻杆采用采用三扶正器通井钻具组合三扶正器通井钻具组合两次通井，确保井眼畅通稳定，套管两次通井，确保井眼畅通稳定，套管顺利下到位。顺利下到位。扶正块外径扶正块外径(mm)(mm)288288扶正块长度扶正块长度(mm)(mm)100100扶正短节长度扶正短节长度(mm)(mm)360360本体外径本体外径(mm)(mm)273.05273.05内内 径径(mm)(mm)245.4245.4扣扣 型型TP-JFTP-JF直直连连通井技术应用通井技术应用-塔深塔深1井井2)2)下套管情况：非常规无接箍厚壁套管，套管差下套管情况：非常规无接箍厚壁套管，套管差4.21m4.21m至设

20、计位置至设计位置273.05mm非常规套管悬挂固非常规套管悬挂固 井模拟下套管井模拟下套管扶正短节参数扶正短节参数通井技术应用通井技术应用-龙龙17井井177.8mm技术套管技术套管1)1)井深下套管井深下套管难度大难度大龙龙17井井177.8mm技术套管井身结构示意图技术套管井身结构示意图序序号号钻钻 头头套套 管管规格规格(mm)(mm)钻深钻深(m)(m)规格规格(mm)(mm)下深下深(m)(m)1 1444.5444.516901690339.7339.71686.591686.592 2311.2311.245554555244.5244.53618.283618.283 3215

21、.9215.956395639通井技术应用通井技术应用-龙龙17井井177.8mm技术套管技术套管2)2)177.8mm套管单级固套管单级固 井井钻具组合：钻具组合： 215.9mm钻头钻头0.24m+430410接头接头0.61m+回压凡尔回压凡尔0.39m+4114A0接接头头0.51m+无磁钻铤无磁钻铤61/2(1根根)9.14m+4A1410接头接头0.50m+61/2”钻铤钻铤(2根根)+旁通阀旁通阀 +61/2”钻铤钻铤(52/3柱柱)+ 曲性长轴曲性长轴(1根根)3.37m+震击器震击器(1根根) 6.51m+ 127mm加重钻杆加重钻杆(15柱柱)+ 127mm钻杆钻杆井深结构

22、：井深结构：通井技术通井技术-龙龙17井井177.8mm技术套管技术套管2)2)177.8mm套管单级固套管单级固 井井电测情况电测情况：最大井径：305mm 最小井径：214mm 平均井径：216mm 封固井段封固井段：3801.095638.43m理论套管接箍与钻头最小间隙理论套管接箍与钻头最小间隙：（：（215.9-194.5）/2=10.7mm通井措施：通井措施：下套管前采用模拟过渡接头进行两次通井至底，同时要求井下套管前采用模拟过渡接头进行两次通井至底，同时要求井眼通畅无沉砂、无阻卡等现象，保证套管能顺利下到井底。眼通畅无沉砂、无阻卡等现象，保证套管能顺利下到井底。 通井技术通井技术

23、-龙龙17井井177.8mm技术套管技术套管通井钻具组合：通井钻具组合： 第一次通井管串第一次通井管串: 215.9mm钻头钻头+双母接头双母接头+回压凡尔回压凡尔+165.1mm钻铤钻铤1根根+210mm模拟接头模拟接头+165.1mm钻铤钻铤22/3柱柱+127mm钻杆钻杆 第二次通井管串第二次通井管串: 215.9mm钻头钻头+双母接头双母接头+回压凡尔回压凡尔+165.1mm钻铤钻铤1根根+210mm模拟接头模拟接头+165.1mm钻铤钻铤1根根+200mm模拟接模拟接头头+165.1mm钻铤钻铤1根根+200mm模拟接头模拟接头+165.1mm钻铤钻铤2柱柱+127mm钻杆钻杆 真实

24、模拟了套管刚性、套管环隙和套管扶正器尺寸，套管顺利下到位。真实模拟了套管刚性、套管环隙和套管扶正器尺寸，套管顺利下到位。 通井技术应用通井技术应用-普光普光101井井环间隙不足环间隙不足10mm，顺，顺利将大尺寸利将大尺寸厚壁套管下厚壁套管下至设计位置至设计位置普光普光101井身结构示意图井身结构示意图序序号号钻钻 头头套套 管管规格规格(mm)(mm)钻深钻深(m)(m)规格规格(mm)(mm)壁厚壁厚(mm)(mm)下深下深(m)(m)1 1444.5444.5638.00339.7339.79.659.65637.23637.232 2314.3314.33620.003620.0027

25、3.1273.1（接箍（接箍295mm295mm）12.5712.573618.283618.283 3领眼领眼3645.033645.03通井技术应用通井技术应用-普光普光101井井273.1mm套管单级固套管单级固 井井空气钻具组合：空气钻具组合： 314mm钻头钻头228.6mm钻铤钻铤5根根279.4mm钻铤钻铤1根根203.2mm钻铤钻铤3根根177.8mm钻铤钻铤1根根127mm加重钻杆加重钻杆127mm钻杆钻杆井深结构：井深结构：通井技术发展通井技术发展-普光普光101井井273.1mm套管单级固套管单级固 井井电测情况电测情况：最大井径：441.96mm 最小井径：317.5m

26、m 平均井径：354.21mm 封固井段封固井段：03618.28m理论套管接箍与钻头最小间隙理论套管接箍与钻头最小间隙：（：（314-295）/2=9.5mm通井钻具结构：通井钻具结构：314mm钻头钻头228.6mm钻铤钻铤5根根279.4mm钻铤钻铤1根根203.2mm钻铤钻铤3根根177.8mm钻铤钻铤1根根127mm加重钻杆加重钻杆127mm钻杆钻杆（分别用单、双、三扶正器四次通井分别用单、双、三扶正器四次通井）下套管情况：环间隙不足下套管情况：环间隙不足1cm，顺利将套管下至设计位置，顺利将套管下至设计位置井深（m） 井斜（）1275.00 0.51 1800.00 62.00 1

27、984.60 82.00 2012.00 90.57 通井技术应用通井技术应用-广安广安002-H1井井广安广安002-H1井身结构示意图井身结构示意图顺利将顺利将9 5/8套管下至套管下至90水平段水平段钻头尺寸钻头尺寸(mm)井段井段(m)钻具组合钻具组合311.23421213.0512-1/4钻头钻头0.36m+6307300.6m+9减震器减震器3.96m+9钻铤钻铤3根根26.22m+310扶正器扶正器1.25m+9钻铤钻铤3根根26.59m+7316300.47m+8钻铤钻铤6根根54.68m+6314100.46m+7钻铤钻铤6根根54.82m+5加重钻杆加重钻杆15根根139

28、.89m+5钻杆钻杆311.21213.05127812-1/4钻头钻头0.36m+6307300.6m+7316300.47m+8无磁钻铤无磁钻铤1根根8.56m+6314100.46m+7钻铤钻铤3根根27.46m+5加重钻杆加重钻杆27根根251.15m+5钻杆钻杆308.01278.001990308mmPDC钻头钻头0.42m+216mm1弯螺杆弯螺杆8.28m+203mm定向定向接头接头0.62m+8无磁钻铤无磁钻铤8.56m+6314100.47m+7钻铤钻铤3根根27.46m+5加重钻杆加重钻杆36根根334.05m+411410A0.48m+屈性长屈性长轴轴3.39m+61/

29、4随钻震击器随钻震击器6.51m+411A4100.49m+5加重钻杆加重钻杆11根根101.95m+5钻杆钻杆广安广安002-H1 244.5mm套管固套管固 井井钻具组合：钻具组合：通井技术应用通井技术应用-广安广安002-H1井井3月月9日日下模拟钻具结构至下模拟钻具结构至H1900.23m遇阻遇阻8t311.2mm钻头钻头0.3m+6307300.6m+300扶正器扶正器1.1m+7316300.47+8钻铤钻铤1根根8.99m+6317300.46m+295扶正器扶正器1.1m+7316300.4m+8钻铤钻铤2根根18.22m+6314100.47m+7钻铤钻铤2根根18.28m+

30、5加重钻杆加重钻杆36根根333.78m+屈性长轴屈性长轴3.16m+61/4随钻震击器随钻震击器6.52m+5加重钻杆加重钻杆8根根73.89m+5钻杆钻杆摩阻情况：摩阻情况：下钻下钻起钻起钻10130006t2160068t31900816t（起（起812t）420121624t（816t）通井技术应用通井技术应用-广安广安002-H1井井广安广安002-H1 244.5mm套管固套管固 井（井（1/3次次通井）通井）3月月10日日9:20下钻至下钻至H1914.86遇阻遇阻5t311.2mm钻头钻头0.3m+6307300.6m+300扶正器扶正器1.1m+7316300.47m+8钻铤钻铤1根根8.99m+6317300.46m+295扶