石油水平井套管固井关井工具分析

2019-11-02黄兴无

四川水泥 2019年9期

关键词：关井固井扶正

黄兴无

（中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川成都 610000）

水平井技术在石油开发中得到了十分广泛的应用，这种技术可以有效地提高油品的产量，受到了人们的广泛重视。但是，在水平井作业方面，还需要加强研发配套固井工具和工艺，只有这样，才能够使得套管顺利下入到水平井当中，从而确保水平井作业安全。

1 关于常用的水平井套管工具

1.1 引导性工具

在实际情况中，套管的引导能力，通常也会影响到水平井作业情况。因此，为了能够很好地提高套管的引导能力，那么相关的工作人员也通常都会在引鞋上方接入一段套管，并且设置扶正器。这样一来，就能够确保套管的顶部可以在水平方向上保持向上的姿态，从而保证套管可以顺利下入到水平井当中。但是，从另外一个角度来看，扶正器的应用，却会使得套管的外部直径增大。因此，在现实情况中，为了避免这一现象，通常还应该研究引导性能更好的工具，例如自导式浮鞋等等。

从实质上来说，自导式浮鞋的性能特点主要有以下几点：其一，这种工具的内部结构和外部结构都十分稳定和可靠，而且液流的通道也是比较顺畅的。在实际流通的过程中，不会受到较大的阻力。其二，在将其下入到套管的过程中，这种工具可以自动地调整导向方位，从而提高套管的通过性能，避免受到阻碍。其三，这种工具的耐温性能比较好。其四，这种工具具有着很高的功率。其五，这种工具的引导能力比较强，即使是在不规则的井眼中，也能够很好地发挥出自己的作用。

1.2 套管扶正器的应用

在实际情况中，套管扶正器也是一种常用的固井工具。而且，在具体应用过程中，滚轴式刚性扶正器的应用范围是更广泛的。这种扶正器本体上一共配置了五个扶正棱。而且，这些扶正棱都是刚性结构，上面都安装着四个以上的滚轮。在具体应用的过程中，通常需要将这种扶正器安置在套管的外部。由于这种扶正棱上有较多的滚轮，所以也具有着很强的承载力。另外，这些滚轮都是由轴承组成的，所以之间所具有的摩擦阻力也比较小，可以很好地降低套管时面临的阻力。因此，这种扶正器在水平井的套管下入作业中，也具有着很强的应用优势。

1.3 关井工具

一般来说，在水平固井技术的应用下，就能够确保后期的压裂操作顺利开展。因此，从这个方向来看，这种技术也是十分重要的技术。在具体使用的过程中，这种固井技术通常会要求工作人员在水平井中用清水替浆。因为，只有这样，才能够保证套管中形成适当的压差，从而产生预应力。因此，当完成固井之后，在套管底端的浮鞋部分，也就会产生很大的反作用力。在这种情况下，若是采用传统的关井工具，那么就无法很好地满足实际要求。轻则会导致坐封不严密，从而导致预应力固井技术无法得到顺利的应用。严重的话，甚至还会导致事故的发生，从而影响到石油的开采作业。因此，在实际情况中，就必须要加强对固井关井工具的研发，并且通过可靠的试验尽快研制并普及新的固井关井工具，切实提升固井关井工作的效率与质量。

2 关于新型固井关井工具的研究

这些年来，水平井压裂技术已经在石油开采事业中得到了非常普遍的运用，并且还成为了致密油开采的主要技术，具有着非常重要的意义。因此需要展开新工具的研制，促进行业发展。

2.1 工具构造

在套管固井关井滑套中，主要由四个部分共同组成，其一是本体，其二是外壳，其三是内壳，其四是胶塞。其中，在本体构件的接头螺纹方面，主要采用的是和套管扣型完全匹配的螺纹。因为，只有这样才能够增加主体的壁厚，确保其具有足够的抗压能力。在主体的内部，还设置了预留孔，以此来与外壳上的螺纹保持连接。在外壳上，不仅有与主体连接的螺纹，也设置了密封环和循环孔。另外，内外壳的连接，主要通过销钉来实现。并且，这样还可以确保整体部件具有良好的密封性。

2.2 工具的应用原理

一般来说，在下入套管之后，通常还需要根据实际需求来在水平井的底部安装关井阀。等到进行固井操作之时，前置液和水泥等物质就会经过关井阀中的循环孔，并且始终保持循环状态。等到水泥已经完全注入之后，便可以投入胶塞。

2.3 试验

这些年来，套管固井关井工具已经开始在很多的石油水平井中得到了运用。而且，从运用的效果来看，这类型工具的有效性也十分高，甚至可以达到100%。在这里，就以某致密油的评价水平井为例，来对这种固井关井工具进行了研究。已知，该水平井的主要结构为二开式的井身。其中，针对一开表深来说，其井下深为150m。而二开完钻井身，则井深为2450m，水平段长度为600m。已知该水平井固井操作环节顺利，总注入水泥量为65m3,在碰压方面也符合相关的标准要求。其中，固井所对应的相关技术参数主要如下表所示：

表1 ：固井技术参数

在这次试验中，没有发现水泥塞存的现象，而且套管下放也比较顺利。因此，从这个角度来看，这种水平井套管固井关井工具是具有着比较好的可靠性和稳定性的。

3 总结分析

在上文中，针对套管固井技术中所存在的水泥塞存等问题，适当地提出了一套较为成熟的关井工具。并且，在实际情况中，也通过具体试验来对这种工具进行了使用研究和评价，可以明确这类关井工具的质量是比较可靠的，在实际使用过程中能够充分地满足断流要求。

另外，结合某致密油评价水平井的实际情况来看，在实际情况中所开展的实验。通过实验可以得知，采用这种关井工具，成功率可以达到100%，几乎没有发现水泥塞存的现象。从实际的试验情况可以知道，这种关井工具不仅构造比较简洁，而且操作起来也比较简单。除此之外，这种工具还具有着稳定性强、可靠性高等多种优势。因此，在实际情况中，这种工具也具有着十分良好的应用前景和发展前景。