套管钻井技术应用范围及应注意的问题

吴晗

摘要：套管钻井技术可以有效降低石油钻机的作业费用，减少井下复杂情况的处理时间，并可避免采用一些故障预防措施，能为企业带来很大的经济效益，同时套管钻井可以有效防止漏失和井控事故的发生。尤其是通过勘探开发的结合，人们对地下油藏认识进一步加深，从钻井成本、工期、地下油气层的污染角度，套管钻井技术有着较广泛的发展前景。

关键词：套管；钻井技术；现场应用

前言：

套管钻井技术等新的钻井技术不断出现，让更多的地下油藏知识在勘探、开发、采油过程中逐步被人们所认识。套管钻井技术首先在大庆油田进行了研究与试验，取得了一手现场试验数据，油层钻遇情况、工期控制、成本控制等均达到了预期效果，说明套管钻井技术工艺的设计符合现场试验要求，尤其是在钻穿压力变化带时能大幅度提高钻井的效率[1]。

一、套管钻井技术应用的范围

1.1套管钻井适用于油层埋藏深度比较稳定的油区

由于套管钻井完井后直接固井完井，然后射孔采油，没有测井工艺对储层深度的测量、储层发育情况的评价，故此要求油层发育情况及埋藏深度必须稳定，这样套管钻井的深度设计才有了保证[2]。

1.2 适用于发育稳定，地层倾角小的区域

由于套管钻井过程中不可避免地存在井斜，井斜影响结果就是导致完钻井深和垂深存在差异，井斜越大，这种差异越大。而地层倾角的大小、裂缝、断层等的发育情况，对井斜的影响起着重要作用。因此设计套管钻井区域地层倾角要小，裂缝、断层为不发育或欠发育，才有利于套管钻井中井斜的控制[3]。

二、套管钻井中的准备条件

2.1 就位钻机基座必须水平，为设备平稳运转及钻井过程中的防斜打直创造良好的条件。

2.2 套管钻井中所选择套管必须是梯形扣套管，因其丝扣最小抗拉强度是同规格型号圆形扣套管的2倍左右，能有效增大套管钻井过程中的安全系数；其次梯形扣套管，便于操作过程中上卸扣。

2.3 钻头优选条件必须满足施工中扭矩尽可能小，水马力适中的原则。根据扭矩的情况，可以考虑选择牙轮钻头和PDC钻头。因牙轮钻头数滚动钻进，能有效减少转盘及套管扭矩，但其要求钻压较大，不利于套管柱的防斜。PDC钻头需钻压小，一般（20-60KN），钻进速度较快，套管柱所受弯曲应力小，扭矩小，符合选择要求。在选择钻头的同时，还要求选好水眼。水眼过小，总泵压高，对套管内壁冲蚀严重，长时间高压容易损坏套管；水眼过大，钻头处冲击力低，将影响钻井速度[4]。

三、套管钻井施工中需注意几方面问题

3.1 井斜控制问题

套管钻井过程中，井斜控制是首要问题，井斜直接影响到所钻井眼的垂直深度。也就是说油层的埋藏深度与所钻实际深度能否相稳合，关键取决于井斜。

3.1.1 控制钻压10-30KN合理范围内钻进。由于套管钻井时，套管柱中没有钻铤和扶正器等，在加压过程中，套管柱受压极易弯曲导致井斜。因此钻井过成中要严格控制钻压，从这个角度讲，选择PDC钻头更适合于套管钻井。

3.1.2 转盘转速控制为低转速，一般控制在60-120r/min内，低转速钻进过程，有利于套管柱的稳定，有利于井斜的控制。

3.1.3 井架基座安装平直，保证开钻井口垂直，

3.1.4 加强中途测斜监控，一方面便于了解控制下部井斜控制情况，另一方面便于计算垂深。

3.2套管保护问题

套管钻井完井后，套管柱直接留在井内，因此对套管保护很重要

3.2.1要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封，在套管钻井过程中，要使用套管专用胶，保证丝扣部位密封可靠，联接牢固。

3.2.2 套管防腐问题。套管钻进时，由于旋转，外壁受到磨损，其外防腐层容易脱落。内壁受到钻井液的冲刷，内防腐层也受到冲蚀。一是要求用于钻井的套管，做好内外涂层防腐；二是钻井中采用低转速小钻压钻进，有利于减少套管外壁的磨损，三是采用增大钻头水眼尺寸，降低管内泵压，减少钻井液对套管内壁的冲蚀。

3.3钻井参数控制

3.3.1 钻压控制在10-30KN。一是有利于防止套管弯曲引起井斜；二是有利于减少套管扭矩，防止钻进过程中出现套管事故。

3.3.2 转速控制压60-120r/min。其优点是：①减少套管柱扭矩；②低转速钻进，有利于减轻套管柱外壁与井壁之间的磨损。

3.3.3 总泵压控制在6-7MPa以内。一是减少钻井液对套管柱内壁冲蚀；二是减少对回压凡尔的冲蚀磨损。

3.4完井工艺过程控制

3.4.1钻头上部、套管柱底部安装回压凡尔，有利于固井施工后能实施敞压侯凝。

3.4.2 完钻后要处理好钻井液的粘切性能，并充分循环洗井，为提高固井质量做好準备。

3.4.3 固井施工采用压塞碰压固井，碰压后试压，并尽可能敞压侯凝。如果敞不住压，可实施蹩压侯凝，所蹩压力为最大替压三分之一左右，并分别在3小时后放掉50%，8小时后放尽。

四、结论与建议

4.1套管钻井在大庆地区目前适用于700米以内，且地层稳定区域。

4.2由于受到井斜的影响，套管钻井井深受到限制。如何扩大套管钻井深度需要在钻压、转速、钻头选型、施工工艺等各方面进一步优化。

4.3套管防腐与耐冲蚀问题还有待进一步解决。

4.4固井工艺有待进一步与套管钻井工艺进行有机结合，着重解决固井质量问题。

4.5套内测井技术，油、气、水判别技术有待进一步发展，以满足套管钻井技术进一步发展。套管钻井范围进一步扩大的需求。

参考文献

[1]沈忠厚，王瑞.现代石油钻井技术50年进展和发展趋势[J]石油钻采工艺，2003，（5）.

[2]高德利.石油钻井的学科特点与技术展望[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2003，（1）.

[3]唐志军，韩来聚，刘新华.自动化智能化钻井技术进展[J].石油地质与工程，2009

[4]甘云雁，陈利.新型钻井技术：激光钻井的研究进展[J].科技导报，2005

（作者单位：大庆钻探工程公司钻井技术服务一公司）