套管短口袋技术的应用探讨

徐优富

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司，上海 200120）

套管短口袋技术的应用探讨

徐优富

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司，上海 200120）

介绍了短口袋技术可以提高固井质量及避免钻井掉块等优点，阐述了保证井身质量优良、井底少沉沙、套管长度与井眼深度的一致和套管居中等使用短口袋的技术要求。通过该技术在埕北古A井的应用，说明优选钻具组合和钻进参数，使用优质钻井液、通井和套管居中等技术措施可以满足要求，并成功地实现套管短口袋。

井身质量；套管鞋；套管居中；下套管

每开次井眼钻达预定的井深后，为了便于安装井口和封固的套管能下到预定井深，一般情况下，所要下的套管段长少于已钻的井眼深度一定的长度，该长度井眼钻井工程上称为口袋，口袋可以用来堆积下套管时刮下的泥皮或沉砂。套管短口袋技术是指所下的套管段长基本接近井深，在下套管前采取技术措施使井底沉砂排除干净，采取措施使套管居中尽量不刮下井壁的泥皮，把套管尽量下到近井底。

1 短口袋的技术优点

与留有长套管口袋相比，由于口袋短，使循环到井底的水泥浆回旋空间小，水泥浆到井底后的缓冲减少，上返的速度加快，有利于提高固井质量。

1.2 避免掉块，为下部钻井创造条件

长口袋情况下，水泥浆在口袋段部分下沉及与钻井液的相混，形成混浆段较长。混浆段一般都不稳定，如在扫完水泥塞后残留在井壁，钻下部井眼时容易产生掉块，引发卡钻，造成井内事故。应用短口袋技术，就可以避免这种潜在的危险，为下部井段的安全钻井创造条件。

1.1 减少井底水泥浆的缓冲，提高固井质量

2 短口袋的技术要求

2.1 钻进阶段

2.1.1 保证井身质量优良

要实现套管短口袋技术，从钻进阶段就要做针对性的精细技术，井眼要控制在设计的井斜和方位之内；井径要规则，不能有形成缩径的井段和大肚子。

2.1.2 保证井底沉沙少

套管短口袋技术，就是必须使井底循环干净，沉沙很少，套管浮鞋能接近井底。保证井底非常干净这是钻井的一大难题，涉及钻进、钻井液等技术难题。

2.2 下套管阶段

2.2.1 保证套管长度与井眼深度的一致

套管和钻进的钻具由于尺寸的不同，钻具钻出的井眼深度和套管的长度是存在一定误差的，要作为一个难点加以论证。在实际应用中，要计算套管的伸长度与钻具的伸缩度，以尽量缩小套管长度与井眼深度的误差。

2.2.2 保证套管居中

下套管时要采用合适的扶正措施，首先要从受力情况分析，如何选择扶正器的刚性和尺寸，在确定扶正器选型后，要对扶正器的安装位置和安装数量作可行性分析，以达到套管居中的目的。

3 埕北古A井的应用

3.1 设计要求

埕北古A井构造位置位于渤海埕北潜山披覆构造带北部埕北古A潜山局部高部位，地层自下而上依次为太古界、古生界、中生界、孔店组、沙河街组、东营组、馆陶组、明化镇组和平原组。上部地层岩性主要为棕红色泥岩、棕色泥岩、粗砂岩及含砾砂岩等，极易吸水膨胀，造成井眼缩径；下部地层岩性主要为大段灰绿色泥岩、褐灰色泥岩、黑褐色油页岩、白云岩以及粉砂岩等，其中泥页岩水敏性较强，易垮塌及剥蚀掉块。在钻进东营组、沙河街组和中生界时，钻进速度较慢，容易出现坍塌、卡钻、油气侵等情况。

该井是一口预探井，海水深18 m，设计井深4 329 m；目的层为古生界；完钻层位为太古界；采用三开次井身结构（图1），311.15 mm井眼钻至上古生界底部完钻，设计时要求244.5 mm套管口袋要短，下在上古生界内。

图1 井身结构

3.2 钻进主要技术

3.2.1 优选钻具组合和钻进参数

要满足设计要求，在充分分析岩性特征基础上，对钻进阶段的钻具组合、参数进行优化，在Φ311.2 mm井段采用钟摆钻具钻进，组合为：Φ311.2 PDC+Float Sub+Φ203.2 mm DC×2+Φ311 mm Stabilizer+Φ203.2 mm DC×11+Φ196.9 mm JAR+Φ165.1 mm DC×4+Φ127 mm HWDP ×12+Φ127 mm DP。优选钻井参数为：钻压30～40 kN，转速80～120 r/min，排量3 600 L/ min。钻进过程中，做好上返岩屑的岩性对比，注意泵压及扭矩的变化。

3.2.2 泥浆技术

在钻进该井段时，使用优质钻井液海水聚合物泥浆体系，其配方为：膨润土浆＋PAM+CMC+SMP-1+NaOH。根据所钻遇的岩性特征和地层稳定性情况，及时调整钻井液性能参数（表1）。钻到2 128 m时钻井液密度从1.12 g/cm3提高至1.15 g/cm3，且降低钻井液失水，把失水量从9 mL 降到4.5 mL，以更好地避免水敏性泥页岩的吸水膨胀而产生垮塌。逐渐提升钻井液黏度，在钻至2 697 m时，漏斗黏度提高到52 s，使钻井液能更好地携岩，减少井内滞留的岩屑。

表1 钻井液性能参数

3.2.3 井身质量

通过优选钻具组合和优化钻进参数等技术措施的应用，使530～2 700 m井段井斜约为0.5°，2 700～2 927 m井段井斜大约1°。311.15 mm段井身质量（表2）良好，给应用套管短口袋创造了条件。

表2 井身质量

3.3 下244.5 mm套管技术

3.3.1 通井技术

下套管前的通井环节很关键，要优选下套管前的通井钻具，尤其是钻具的刚性，组合中需加扶正器，使用刚性超过244.5 mm套管的钟摆钻具来通井。在井径小于钻头尺寸的井段采用划眼方式扩大井径；通井中一有遇阻就进行划眼；循环过程替入稠泥浆，充分携带出岩屑和井内的掉块，保证井下干净；近2 400 m的井段要分段做短程起下钻，确保裸眼井段无遇阻才起出钻具。井下替入稠泥浆护孔，避免掉块沉入井底。

3.3.2 监测套管长度

根据计算，使套管长度与井眼深度误差尽量小，掌握套管长度的测量误差，对要下入的套管进行几次复查，确保长度准确。监测每次套管上扣后带来的长度误差，及时调整套管长度。

3.3.3 套管居中

在下套管之前，选择好套管扶正器，并根据井身质量和扶正器刚性，计算套管居中所需的扶正器数量和应安装的位置[1]。开始入井的4根套管，每根都安装套管扶正器，后每隔2根套管装1个套管扶正器，下入15根后，每隔3根套管，装1个套管扶正器。通过增加套管居中度，套管顺利下到2 926.95 m，达到短口袋目标。

4 结 论

（1）套管短口袋技术有其特点，可以避免长口袋的混浆而易引起掉块，产生井内复杂情况。

（2）采用套管短口袋技术不能仅考虑下套管时的技术措施，要从钻进时开始，系统考虑涉及到的每项作业，要把钻进参数、钻井液性能和通井技术都一样对待。

（3）套管短口袋技术的应用成功，为以后的钻井提供了参考。

[1] 祖峰．D2-20大位移井固井技术[J]．石油钻探技术，2003，31（1）：47-48．

Discussion on Setting Casing Shoe near the Bottom of Hole

XU Youfu

（SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

In this paper, the advantage of setting casing shoe near the bottom of hole is introduced. This technique can improve cementing quality and avoid borehole wall collapsed during drilling. In addition, the technical requirements for setting casing shoe near the bottom of hole have been put forward in order to assure high quality wellbore, cleaned up of bottom hole, casing centralized, and the length of casing string is the same as borehole depth. Setting casing shoe near the bottom of hole has been applied successfully in Well Chengbeigu A, and the results indicated that BHA optimization, good mud property, wiper trip for running casing and making casing centralized are effective measurements for setting casing shoe near the bottom of hole.

wellbore quality; casing shoe; making casing centralization; running casing strings

TE242

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.089

1008-2336（2013）04-0089-03

2013-04-28；改回日期：2013-09-06

徐优富，男，1965年生，1987年毕业于长春地质学院，高级工程师，主要从事海洋石油钻井和科技管理。E-mail：xuyf@shopc.com.cn。