石油钻探套管钻井技术
控压套管钻井的固井技术
47大庆长垣油田是一个多层系非均质的陆相油气田，在纵向上各油层的渗透性和孔隙度存在较大的差别，经过多年的注水开发，形成了多压力体系，不同储层间形成较大的层间压差。
套管控压固井就是在完井后，使用原特殊钻井管柱直接固井，不进行其它任何操作的固井作业，要求应用控压套管钻完井技术，减少对钻井区块产量的影响，固井质量满足油田开发要求，保证油田整体开采效果。
1 设计依据注采井不钻关，会带来诸多风险：一是地层压力显著升高；二是不停注时最高压力可能超过大多数井的最低破裂压力，造成负钻井液密度窗口；三是钻井过程中一旦发生水浸，将在注水井和新井之间迅速形成孔道，引发复杂事故；四是固井和侯凝期间，不但要解决高压层防窜问题，还要考虑地层流体冲刷的影响。
1.1 地层数据统计所钻井井区450m范围内施工时破裂压力数值，共5口井存在实测地层破裂压力，平均破裂压力为2.53，最低破裂压力梯度为G223-S31井GⅡ14-GⅡ16小层1.92 MPa/100m。
该区萨、葡、高油层均已注水注聚开发，设计井位于套损区，且钻井时不停注降压，地层压力严重偏高。
统计该地区36口邻井实测地层破裂压力，萨尔图油层地层破裂压力16.0~34.0MPa，地层破裂压力梯度在1.64~3.29MPa/100m之间；葡萄花油层地层破裂压力18.0~32.0MPa，地层破裂压力梯度在1.62~2.92MPa/100m之间；高台子油层地层破裂压力21.0~34.0MPa，破裂压力梯度1.78~2.85MPa/100m。
1.2 管串结构PDC钻头（四刀翼）+直螺杆+钻具止回阀+ 加压防斜工具+转换接头+钻井型套管+旁通阀+胶塞座+钻井型套管+钻井型套管+井口工具。
1.3 井底温度及循环温度计算井底静止温度53℃，循环温度45℃。
2 技术措施固井难点主要在于如何保障全过程压稳，为此应用高密度防窜水泥浆（领浆使用超缓凝）、高效加重冲洗隔离液、全控制压力固井等技术措施。
套管钻井技术(课件)
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（一）单行程套管钻井技术
单行程套管钻井技术，就是指采用一只钻头钻完设计进 尺，中途不进行起下钻和更换钻头作业的套管钻井技术，该技
年， Tesco 公司利用套管
钻 井 技 术 共 钻 井 300 多 口，其中定向井12口。
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（一）可更换钻头套管钻井系统
3、现场试验及应用效果 套管钻井试验说明，在无事故井中用套管钻井可节约钻井
成本10～15％，而对钻速较快的陆地井可降低钻井成本30％。
3000米井套管钻井与常规钻井用时对比
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钻复杂井段
钻定向井
取心
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一、概述
墩钻
破岩慢 携屑差 起下快 破岩快
旋转钻井
携屑好 起下慢
套管钻井
破岩快 携屑好 起下快
1850～1930
1901～现在
1998～将来
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一、概述
早 在 50 年 代 就
有很多陆上钻井公 司用油管钻生产 井，钻达油气层后 对油管进行固井作
业，而钻头则留在
井下。
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一、概述
肇东油田套管钻井机械钻速统计
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（三）尾管钻井系统
Baker Hughes 公司的尾管钻井是将钻杆柱 与尾管钻井系统连接，并通过该系统进行钻
进，尾管钻井过程中尾管是钻柱的一部分，钻
进和下尾管在同一个作业过程中完成。
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（三）尾管钻井系统
1、主要设备—尾管悬挂器 尾管悬挂器主要由锥套、本体、液缸等组成。
套管钻井技术应用范围及应注意的问题
套管钻井技术应用范围及应注意的问题作者：吴晗来源：《科学与技术》2018年第15期摘要：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。
石油钻探技术解析
石油钻探技术解析石油是现代社会发展不可或缺的能源之一，而石油钻探技术则是获取这一宝贵资源的关键。
本文将从石油钻探的基本原理、钻井工艺流程、常用工具设备和技术改进方面，对石油钻探技术进行深入解析。
一、石油钻探的基本原理石油钻探是通过钻井设备将钻头运送到地下，利用旋转钻进方法探测地下的油层，最终获得可采油气资源。
其基本原理包括钻柱传递旋转力矩、钻头负责钻井和钻井液起到冷却清洗的作用。
二、钻井工艺流程1. 方案设计：在进行钻井前，需要制定详细的钻井方案，包括确定钻井目标、选取井位、选择钻探工艺和设计井眼轨迹等。
2. 井位准备：根据方案确定的井位，进行地表的勘查、平整和固定，确保安全的钻井操作。
3. 钻井装备安装：安装钻井设备，如钻井平台、钻机、钻杆、钻头等。
4. 钻井作业：根据方案逐步进行钻井，包括钻进、取心、下套管、完井等环节。
5. 完井作业：在探明石油资源后，进行完井作业，包括固井、套管、测试等，确保油井的稳定生产。
三、常用工具设备1. 钻井平台：用于支撑钻机和钻井设备的基础结构，分为陆上钻井平台和海上钻井平台两大类。
2. 钻机：提供旋转力和推进力，用于将钻头运送到目标地层。
3. 钻杆和钻头：负责连接钻机和钻头，传递旋转力矩和钻进力，实现钻井作业。
4. 钻井液：冷却钻头，悬浮钻屑，维护井壁稳定，是钻井过程中的重要介质。
5. 测井工具：用于测量井内各种参数，如地层电阻率、自然电位和渗流能力等，为油层评价和储量估算提供依据。
四、技术改进方面1. 钻头材料改进：采用更坚硬、耐磨的金刚石钻头，提高钻井效率和寿命。
2. 钻井液技术改进：研发新型钻井液，降低粘度，提高清洗效果，减少环境污染。
3. 钻井压裂技术：通过注入高压流体，使油层裂缝扩大，提高产量。
4. 成像测井技术：通过电子测井仪器，实时采集地层信息，帮助判断油气储量和控制钻井作业。
5. 智能井控技术：借助传感器和数据分析技术，实现对油井的远程监控和智能控制，提高生产效率和安全性。
套管钻井技术
2）Weatherford套管钻井系统
• 钻头直接接在套管上，钻头不可更换，要 立足于一只钻头打完全部进尺。所使用的 PDC钻头为特制，胚体由易钻材料制成， 通过一个特殊装置与套管相连。套管内预 先放置易钻的固井浮箍，钻至设计井深， 利用特殊装置将下部钻头胀裂落于井底， 进行固井。下次开钻时可将钻头体方便的 钻碎。Weatherford套管钻井系统应用比较 广泛，国内外已经应用300多口井，取得较 好的效果。
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• 庄海8井于2003年8月12日6：00自135m开 始采用套管钻进，钻至井深544m。套管钻 井井段135-544m进尺409m，总时间 19h30m，纯钻井时间9.5h，平均机械钻速 43.05m/h。与采用相同设备所钻邻井张海4 井相比（常规钻井），节约钻井周期5天
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• 10）坐放套管卡瓦，上安全卡瓦； • 11）下放套管矛处于悬空状态，左传1/4圈，提出套管矛； • 12）重复4-11的步骤，下入第三根套管；
• 13）缓慢下放套管通过泥线标记处； • 14）在套管鞋距泥线之上0.5-0.7米处开泵，转顶驱，通过套管矛
旋转套管；
• 15）开始套管钻进。缓慢增加钻压和转速，推荐的参数为：钻 压2-6吨，转速20-60，排量2.5-3.2方/分；
• 4）将第二根套管从滑道吊至大门坡道； • 5）用套管扶正装置夹住套管，用液压大钳上扣； • 6）套管钻井矛插入套管，必要时用套管扶正装置扶正居中；右转1/4圈
使与套管密封连接； • 7）提起管柱，取出卡瓦，打开卡盘前要确保套管矛与套管已经连接可靠； • 8）摘除安全卡瓦；
• 9）缓慢下放套管；
• 10）坐放套管卡瓦，上安全卡瓦；
石油钻井工程中顶驱旋转下套管技术研究
石油钻井工程中顶驱旋转下套管技术研究发布时间：2022-06-22T08:39:52.654Z 来源：《科技新时代》2022年6期作者：李巍[导读] 顶驱下套管技术有效利用顶驱优势，在钻井过程中能够根据实际钻井情况，实现旋转和钻井液的循环同时进行，保证钻井的效率。
本文主要对顶驱旋转下套管技术的应用操作进行介绍，通过技术分析和实际效果介绍，可以看出此技术应用具有较大的优势，尤其对复杂地层中的钻井过程，既能保证下套管的质量，还能提升效率。
李巍中国石油集团长城钻探工程有限公司顶驱技术分公司北京 100101摘要：顶驱下套管技术有效利用顶驱优势，在钻井过程中能够根据实际钻井情况，实现旋转和钻井液的循环同时进行，保证钻井的效率。
本文主要对顶驱旋转下套管技术的应用操作进行介绍，通过技术分析和实际效果介绍，可以看出此技术应用具有较大的优势，尤其对复杂地层中的钻井过程，既能保证下套管的质量，还能提升效率。
关键词：企业市场开发；信息化转型；数字化提升1引言传统的下套管方式是借助动力套管钳旋转套管上扣，在下套管的过程中不能进行钻井液的循环，此方式不仅需要人力多，还会存在极大的操作风险。
在钻井过程中，如果出现复杂地层情况，如缩径和全角度变化率大的井段，很容易出现套管与井壁的长时间接触摩擦，发生粘卡情况。
在下放套管过程中遇阻无法正常下放时，一般需要将套管全部提起，重新组合钻具进行通井，极大地降低了工作效率。
据相关数据统计，接近一半的井下破坏和质量问题是因下套管方式不合理导致，因此可以看出下套管的合理性和有效性能够直接保障钻井的质量。
顶驱下套管技术是一种新型技术，集机械和液压控制于一体，能够充分发挥顶驱的应用优势，同时钻井过程中可以有效对钻井液进行循环，可以有效保持井眼的清洁性和尺寸，确保下套管作业能够安全稳定的运行。
顶驱套管技术促进了我国钻井设备自动化和机械化控制的发展，具有良好的推广应用价值。
2顶驱旋转下套管技术简介及优势在油气田开发过程中，如果油气井的套管一旦存在一定程度的损害，则会导致整口井面临不可挽救的后果，造成巨大的经济损失。
胜科1井φ339.7mm套管双级固井技术
科学探 索井 ，设计 井深 ７０ ０ｍ，是 目前我 国东 部地 ０ 区设 计最深 的一 口井 。该 井位 于渤海 湾盆 地济 阳坳 陷 东营 凹陷 ，中央 隆起带 西部 ，主探沙 ４段 盐膏层 及 沙 ４ 以下 构造含 油气 情况 及 孔二 烃 源岩 发 育 情况 。该 段
井存在 多套 压 力 层 系 和 异 常 高 压 层 ，沙 ４段 为 盐 膏
第 １ 水泥 浆 ：２０ ０ ２６ ０ｍ 井段选 用 漂珠增 级 ０ ０ 强 型低 密度 水泥 浆 ，密度 １ ３ ～１ ４ ｇ Ｌ ． ５ ． ０ｋ ／ ，水 泥浆
量 ４ ． Ｉ；２６ ０ ２９ ０ ｍ 井段 选 用低 失水 微 膨胀 ８ ８１。 ０ ３ Ｔ
成水 泥量 大 ，顶 替效 率低 ，易 窜槽 、 昆浆 ，固井 质量
功解决 了漏失与封 固段 长等技 术难题 ，保 证 了水泥浆返 至地面 ，为后 续钻进和处理井下复杂情 况奠 定 了基础 。
关键 词 ：固井 ；注 水 泥 分 配 器 ；水 泥 浆 ｝胜 科 １井
中图分类号 ：ＴＥ ５ ２６
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１ ０ －８ ０ （０ ６ ２０ ６—３ ０ １０ ９ ２０ ）０ —０ ９０
ｋ ／ 出现 了 Ｈ Ｓ气体 。固井 过 程 中要 求不 能 出现 ｇ Ｉ时 漏失 。 ４ ）井 浆量 大 ，循环 周期 长 。
３ 技 术 措 施
３ １ 固井 工 艺 选 择 ．
鉴 于该 井存 在 的 固井技 术难 点 ，选 择 采用 双级 固 井工艺 ，分 级注 水 泥器选 用 德州 大陆 架油 气高 科技 有 限公 司设计 生产 的 ＹＦ — 型 ９ ３ ． 分 级 注水 泥 ＺＡ ３ ９ ７ｍｍ
难 以保证 。更严 重 的是 钻 井 液返 速 低 ，携 岩 能 力 差 ，
套管钻井技术介绍
（10）提出捞矛，重复以下步骤：接套管单根，接捞矛，钻进。
（11）钻至表层完钻井深，循环清洁井眼。
（12）卸开捞矛，接旋转水泥头，固井，固井期间旋转套管。
（13）套管坐底，在井口平台固定套管，割套管，装井口。
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4、表层作业关键点：
（1）表层套管钻进至预定深度 否则：起套管，下钻头钻进，再下套管。
（1）套管钻井套管柱屈曲和弯曲行为研究 （2）套管钻井套管柱摩阻和扭矩计算 （3）套管钻井用特殊螺纹连接研制 （4）套管钻井下部钻具运动学研究及减振装置设计 （5）套管与地层岩石间磨损试验研究及剩余强度分析 （6）套管钻井用套管疲劳试验及疲劳寿命预测 （7）提出了一套管用于套管钻井工艺参数优化选择的实用方法 （8）开发出了套管钻井用减磨减阻润滑剂 （9）开发出了套管钻井专用螺纹脂。 （10）套管钻井专用套管及接锚（特殊螺纹）和配套工具的研发试制。
—— 钻进时间15.5h（缩短0.5d±） —— 平均机械钻速32.77m/h —— 最大扭矩4.5KN·m —— 平台作业时间减少2d，平台相关费用少10万元±
（平台日费20万元） —— 单井平台作业费节约50+万元 —— 省去隔水导管节约10万元 —— 钻井液用量少，维护费小，可节约5+万元 —— 间接经济效益很明显
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表层套管作业介绍
基本操作程序：
（7）等平潮。
（8）打通循环，逐渐提高排量和转速，开始钻进，前几根需特别 注意。 对于13-3/8“ 套管，最高排量约3300 l/min，转速50-80RPM，钻压 1-5 T。如有必要，进行倒划眼。
（9）一单根打完，坐卡瓦，下放顶驱，确认止动环坐在套管接箍 上，倒转(左转)约1/4圈，释放捞矛。