劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

當前常用的上部注水泥固井下部篩管完井技術(shù)施工結(jié)束后要進行六棱鉆頭鉆塞作業(yè)，鉆塞不但影響油井生產(chǎn)時間、增加作業(yè)費用，而且鉆塞過程中容易對套管、篩管和井下工具造成一定的傷害，甚至影響開發(fā)后期的修井作業(yè)。對固井完井工藝和相關(guān)工具進行分析研究，給出了一種不用鉆塞的上固下篩固井完井技術(shù)和相關(guān)的配套工具的設(shè)計思路，設(shè)計了單流可脫落式盲板和單流式注水泥器，這大大節(jié)省了施工時間，節(jié)省了施工費用。相關(guān)的研究結(jié)果表明，上固下篩一體化快速固井完井技術(shù)簡化了固井完井施工作業(yè)流程，極大降低了施工過程中的各種風險，適合在各種疏松砂巖的水平井、直井和側(cè)鉆井等使用，同時也推動了相關(guān)的配套工具的設(shè)計研發(fā)進程。

篩管；固井；快速；完井

上部注水泥下部篩管完井技術(shù)是針對疏松砂巖水平井的主要技術(shù)，該技術(shù)能節(jié)省中間套管，同時增大油層裸露程度，應用較為廣泛［1］-［2］。但是目前的固井完井工藝施工后要進行鉆塞，這大大增加了作業(yè)時間和費用，而且鉆塞過程中鉆頭容易對套管和固井工具造成一定的傷害，甚至造成固井完井故障。本文研究的上固下篩一體化固井完井工藝通過對相關(guān)固井工具進行設(shè)計改進，免去了原工藝的鉆塞過程，有效地避免了可能存在的上述固井完井事故。通過相關(guān)設(shè)計研究，保持了原工藝上部注水泥下部篩管完井的流程，同時施工結(jié)束后只需下入絲堵將脫落件推入井底即可。該技術(shù)能非常有效保護套管安全，大大提高固井質(zhì)量和油井完井質(zhì)量，滿足了油井的長期有效開發(fā)規(guī)劃。但是，原工藝存在的問題歸根到底是相關(guān)固井完井工具的性能影響了該技術(shù)的進展，對該工藝工具的研究非常急需。因此，開展了上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝的研究，以便對上述問題進行解決。

1 關(guān)鍵工具設(shè)計思路

（1）注水泥器 注水泥器是上部注水泥下部篩管完井技術(shù)的主要工具之一，以往的工藝要單獨下入注水泥器和盲板，二者配合使用。新的注水泥器，如圖1所示，增加了脫落筒7且替漿塞設(shè)置成為單流式替漿塞1，工作時，首先管內(nèi)憋壓，將注水泥器下部的裸眼封隔器漲封，然后打高壓將注水泥孔4打開進行注水泥作業(yè)。替漿塞設(shè)置為單流式替漿塞1，該替漿塞下入到注水泥器位置時，先與脫落筒7鎖定在一起，帶動關(guān)閉筒6向下運動剪斷剪釘3，此時注水泥孔4被關(guān)閉，繼續(xù)打壓剪斷脫落剪釘5，單流式替漿膠塞2和脫落筒7鎖定在一起與注水泥器分離，此時泥漿可以通過單流式替漿膠塞1向上流動。

（2）單流盲板 原工藝盲板為不通腔，下入管柱的過程中要每十根管柱灌一次泥漿，減少浮力影響。新的盲板通過單流盲板圖2的設(shè)計，使泥漿能夠通過單流球3向上運動達到了在下入管柱的過程中不用灌漿的目的，簡化施工程序。使用該盲板時，先將管內(nèi)打高壓，圖2單流盲板中的單流球3、球座4和內(nèi)筒5便一起向下運動，運動到一定位置時，脫落剪釘2在軸向剪切力的作用下被剪斷，內(nèi)筒5與外筒1脫離。此時，便可下入鉆桿，將單流式注水泥器圖1和單流盲板2一起推入到井底，鉆桿末端設(shè)置有內(nèi)通型導向堵。

2 固井完井主要工藝

（1）固井完井管柱結(jié)構(gòu) 上固下篩一體化快速固井完井管柱從下到上為絲堵+洗井篩管+礫石充填裝置+篩管（帶滾輪扶正器）+單流盲板+裸眼封隔器+單流式注水泥器+套管至井口。

（2）施工流程和注意事項 ①井眼準備，用泥漿充分循環(huán)清洗。②用通井規(guī)對井眼進行通井。③按照設(shè)計的管柱結(jié)構(gòu)依次下入工具。④管柱串在下入過程中嚴格按照設(shè)計要求的速度下入，嚴禁頓撞和變速。⑤盲板、注水泥器和裸眼封隔器的上下接頭處要涂抹密封膠。⑥管柱下入到預定位置后，進口接入水泥頭，打入泥漿，打壓漲封裸眼封隔器。⑦穩(wěn)壓10分鐘后，繼續(xù)打壓至壓力突降為0，注水泥孔打開，充分循環(huán)泥漿至進出口液體一致。⑧注水泥作業(yè)，注入設(shè)計量的水泥。⑨然后進行替漿作業(yè)，釋放單流式替漿膠塞，將水泥頂替到套管環(huán)空內(nèi)。⑩替漿膠塞到達注水泥處碰壓，關(guān)閉注水泥孔。繼續(xù)打壓至脫落筒剪釘剪斷與外筒分離。⑾通過打高壓使單流盲板的內(nèi)筒剪斷剪釘，與外筒分離。⑿下入鉆桿，底帶內(nèi)筒型導向堵，將單流盲板和單流式注水泥器的脫落部分一起推入到井底。此時泥漿可以在各個單流工具內(nèi)向上流動，消除了流體的阻力。

3 結(jié)語

①上固下篩一體化快速固井完井技術(shù)免去了鉆塞的程序，減少了固井完井過程中的各種風險，增加了油井生產(chǎn)時間。②單流盲板的設(shè)計使用該工藝在下入固井完井管柱的過程中不用灌漿，減少了管柱下放過程中的流體阻力，提高了施工效率，節(jié)省施工作業(yè)的費用。③該工藝在管柱末端下入礫石充填裝置，可進行礫石充填防砂作業(yè)。

圖1 單流式注水泥器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 單流盲板結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 固井工具推入井底

［1］劉言理、聶上振.上部注水泥下部精密復合篩管完井技術(shù)的研究與應用［J］.化工管理，2015，05，158-159.

［2］劉言理、聶上振、楊延征.水平井完井方法研究和優(yōu)選［J］.價值工程，2015，10，34（378），94-95.

［3］劉言理. 水平井充填一體化化學防砂完井技術(shù)在海上油田的應用［J］.化工管理，2015，07，149-150.