液压式套管扶正器在侧钻水平井中的应用

尹方雷 白冬青 龚建凯 徐肇国 于子涵 夏进军

（1.中国石油长城钻探工程技术研究院，辽宁盘锦 124010；2.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249；3.中国石油辽河油田金马油田公司，辽宁盘锦 124010）

侧钻水平井是在侧钻井、水平井基础上发展起来的一项新型的石油开采技术，为老油区挖潜增效提供了一条十分有效的途径，近几年已成为国内各油田关停井复产及油藏挖潜、提高油气采收率的成熟的重要技术手段之一［1］。截至2010 年底，辽河油田已累计实施侧钻水平井3000 多口，为辽河油田原油增产做出了巨大贡献。

常规侧钻水平井完井管柱的扶正器通常使用弹簧片式或刚性式。弹簧片式在过窗口及下入过程中非常容易损坏；而刚性扶正器在“糖葫芦”、“大肚子”井段或扩孔井段，由于井径增大而扶正器直径相对偏小，不能很好地起到居中作用［2］。虽然技术人员已经采用如增加弹簧片高度、改变弹簧片的截面形状、调整弹簧片热处理的机械性能以及改用双弓式结构等方法［3-5］，但都不能有效解决造斜段及水平段的套管居中问题。为此，研制了液压式套管扶正器，随完井管柱一同下入井中，能够有效解决套管不居中问题，极大地提高固井质量［6］，延长侧钻水平井的寿命。

1 结构及工作原理

1.1 结构

液压式套管扶正器主要由中心管活塞、缸套、O型密封圈、剪销、锁紧环、锥体和分瓣扶正接头等组成，结构如图1 所示。

图1 液压式套管扶正器结构

1.2 工作原理

液压式套管扶正器随套管下到预定深度后，利用液压式尾管悬挂器憋压坐挂工序来启动，由缸套推动锥体使分瓣扶正接头胀开，抵住井壁四周，实现套管居中。

2 主要技术参数与性能特点

2.1 主要技术参数

Ø117.8 mm、Ø139.7 mm 套管内使用的液压式套管扶正器技术参数见表1，2 种扶正器的连接扣型均为API 长圆扣/偏梯扣。

表1 液压式套管扶正器技术参数

2.2 性能特点

（1）能够产生强大的套管扶正力，可达到常规套管扶正器扶正力的10 倍甚至20 倍。

（2）受井径影响小，在“糖葫芦”、“大肚子”及扩孔井段均能起到较好的扶正作用。

（3）预定的启动压力可根据需要在8～16 MPa 之间调整。

（4）具备较高的复位力，能够保证良好的居中效果。

3 试验与应用情况

3.1 室内与现场试验

液压式套管扶正器研制成功后，在厂内进行了试验，实验结果显示，其密封性、胀开直径、抗拉强度、扶正力等参数均达到并超过了设计水平，可以满足现场应用要求（图2）。

图2 液压式套管扶正器扶正接头

2011 年，液压式套管扶正器在辽河油田高3-7-8CH 井进行了现场试验。下入的完井管串为：浮鞋式旋流管+套管+浮箍+套管+球座式碰压座+套管组合+液压式套管扶正器+套管组合+尾管悬挂器总成+送入钻具。根据井眼情况，液压式套管扶正器与完井套管的组合分布为：在直井段每3 根套管下1 个扶正器，造斜段每2 根套管下1 个扶正器，扩孔点以下直到水平段结束每根套管下1个扶正器。悬挂器下面的2 根套管连续下2 个弹性套管扶正器或刚性扶正器；造斜段开始根据井斜角等情况相应下入刚性扶正器。

电测结果表明，高3-7-8CH 井水泥环厚度均匀，固井质量优质。高3-7-8CH 井完井投产至今，生产状况良好，未发生出水、出砂等问题。

试验结果表明，应用液压式套管扶正器完井的侧钻水平井较应用常规扶正器完井的侧钻水平井的固井质量有了极大的提高。

3.2 现场应用

截至2012 年上半年，液压式套管扶正器在辽河油田和冀东油田的侧钻水平井现场共应用9 井次。施工完成后的测井曲线表明，9 口井全井段固井质量均为优良，且至今生产情况良好，无任何出水、出砂等影响侧钻水平井寿命的问题出现。

4 结论与认识

现场应用表明，侧钻水平井特制液压式套管扶正器操作简单，安全可靠，现场实用性强，能够有效克服常规扶正器居中作用不强的弱点，极大地提高侧钻水平井完井管柱居中程度，进而提高固井质量，从而延长侧钻水平井的生产寿命，提高单井产量和效益。随着侧钻水平井技术的应用越来越广泛，液压式套管扶正器完井工艺技术将具有广阔的应用 前景。

［1］ 刘乃震，王廷瑞，丁文正，等.油气井侧钻技术研究与应用［J］.特种油气藏，2008，15（5）：97-100.

［2］ 徐鑫，魏新芳，王书峰.水平井固井液压扶正器的研究与应用［J］.石油钻采工艺，2012，34（2）：102-103.

［3］ 刘景伊，周全兴，刘贵芝.钻井工具使用手册［M］.北京：科学出版社，1990.

［4］ 李克向.钻井手册（甲方）上册［M］.北京：石油工业出版社，1990.

［5］ 李克向.实用完井工程［M］.北京：石油工业出版社，2002.

［6］ 徐荣强，邢洪宪，张仁勇，等.渤海湾边际油田水平井钻完井技术［J］.石油钻采工艺，2008，30（2）：53-56.

［7］ 张宏军.胜利油田开窗侧钻井完井固井工艺技术的改进与发展［J］.钻采工艺，2009，32（3）：103-105.

［8］ 马小龙，乐振好，王兴武，等.文13-侧305 井深部开窗侧钻井固井技术［J］.石油钻采工艺，2012，34（2）：45-47.

［9］ 张吉江，张鑫，蔡光杰，董蕾.油管完井在QHD32-6-A 平台的成功应用［J］.石油钻采工艺，2010，32（5）：32-34.