王大慶

摘 要：作為一種相對新型的鉆井技術，套管鉆井技術的明顯優(yōu)勢在于鉆井、下套管、固井等多重作業(yè)可以在一個鉆井過程中完成。本文主要是從該技術在國外鉆井生產中的應用出發(fā)，探討國內應用中的相關思路和研究內容。

關鍵詞：套管鉆井；鉆井液體系；配套工具

1 國外鉆井生產中套管鉆井技術的應用

Tesco和Weatherford兩大公司是目前國外對該技術研究和應用最為領先和成熟的兩大巨頭。前者于1995年即開始基于節(jié)省鉆井時間、降低成本的出發(fā)點研究套管鉆井技術，經過多年研究實踐，在工業(yè)應用中其已經可以使用114.3mm-330.6mm區(qū)間范圍內七種規(guī)格的套管進行作業(yè)。Tesco公司在工具改進和擴大套管尺寸方面不斷精進，從1999年在加拿大艾爾伯塔省完成了在多口淺層直井應用，到在1口定向井，再到數口定向井、水平井的鉆進作業(yè)都是它的套管鉆井技術領先發(fā)展的有利證明。從數據上看，自1999年到2005年，它利用套管鉆井技術完成了300多口井的鉆井作業(yè)，含12口定向井。

Weatherford公司使用的套管鉆井技術與Tesco公司的技術基本相同，但是它對于表層施工更為看重，致力于1個鉆頭完成全部進尺，沒有任何工具串在套管內有起下作業(yè)。故而，其使用了特制的PDC鉆頭，通過投球丟手將由易鉆材料制成的胎體與套管相接。套管內的易鉆固井浮箍幫助鉆頭在到達本次鉆井作業(yè)的預定深度后脹列，從而實現了不用工具起下而達到固井作業(yè)的效果。

2 套管鉆井技術國內應用探討

國外套管鉆井技術為使用有頂部驅動裝置的鉆機，對鉆井設備要求比較嚴格，且成本較高，難以在陸上低成本開發(fā)井中推廣應用。針對陸地油田鉆井，立足于現有鉆井裝備配套，以采用常規(guī)鉆機，通過轉盤傳遞扭矩為前提，探討應用的思路和研究內容。

2.1 應用研究思路

該套管鉆井系統主要由套管夾持頭（套管螺紋承扭保護器）、特制接箍、鉆頭脫接裝置及固井短節(jié)組成。方鉆桿下通過螺紋連接著機械式套管夾持頭（或專用承扭保護器），套管夾持頭通過內（外）卡瓦對套管柱進行夾持，套管間通過特制的接箍進行連接，套管柱下端通過特制的固井短節(jié)、鉆頭脫接裝置與鉆頭相連。鉆井時，轉盤驅動方鉆桿旋轉，方鉆桿帶動夾持頭及整個鉆柱旋轉，實現正常鉆井。當鉆井過程完成后，通過投球丟手方式，將鉆頭丟棄于井底。而后根據需要上提鉆柱達一定高度，就可對主力目的層進行裸眼測井。測井過程完成后，將鉆柱重新下人并實施固井工藝過程。如果不需要進行裸眼測井，則采用套后測井的方法提供后續(xù)生產所需的必要的油藏數據。

2.2 進行的主要研究內容

2.2.1 內卡式套管驅動頭

在套管鉆井中，套管被用來傳遞扭矩。轉盤的扭矩如果直接由套管扣來傳遞，就有可能造成套管絲扣的損壞。因此，在方鉆桿與套管柱上端之間設置了套管驅動頭。套管直接與套管驅動頭連接，由內部卡瓦加緊，鉆機的扭矩由方鉆桿傳到套管驅動頭上，再由套管驅動頭傳到套管上，最上一根套管的絲扣不參加扭矩的傳遞。

2.2.2 鉆頭脫接裝置

進行套管鉆井時，如地質部門要求必須進行主力油層的裸眼測井時，在套管柱下方與鉆頭連接處加人鉆頭脫接裝置，完鉆后通過水力作用，將鉆頭體與套管柱脫開，鉆頭落人井底，從而可上提套管柱3-5根，暴露出主力油層，以滿足裸眼測井的需要。

2.2.3 固井自封式膠塞及膠塞座

通過采用特殊設計的固井膠塞及膠塞座，以實現注水泥后固井膠塞的碰壓及通過固井膠塞的自鎖實現敞壓候凝，提高固井質量。

2.2.4 套管鋼性扶正器

套管扶正器主要用來防止套管及套管接箍的磨損，同時還可以起到便于注水泥和輔助清除巖屑，減少套管彎曲的作用。套管扶正器是由扶正器和調整套組成，調整套是半開口，外表為錐形，可以補償套管尺寸誤差。當扶正器熱裝冷卻后，套管與扶正器緊緊地連在一起。套管扶正器可以很好地解決套管的磨損問題，基本滿足了工程要求。

2.2.5 套管螺紋承扭技術

在目前套管上使用螺紋承扭環(huán)提高螺紋承扭強度在技術上不成熟，可采用改制接箍，除掉套管接箍中間的多余螺紋部分，套管對接時螺紋端面對頂，即可實現提高套管螺紋承扭強度，或者采用BGC梯型螺紋，滿足套管鉆井的施工要求。

2.2.6 套管鉆井專用承扭保護器

該承扭保護器主要為一接頭，上部與方鉆桿連接，下部接一雙公短套管，短套管與下部套管串連接，并可根據使用情況隨時更換短套管。

套后油水層識別的測井方法：利用自然伽馬可以劃分儲層，但由于受套管影響，劃分儲層厚度相對粗一些；利用補償中子可以判斷儲層孔隙度的變化；利用C/O測井可以識別油、水層；測井提供的儲層劃分、測井解釋參數（如孔隙度、飽和度等）只是半定量的，可用于成熟區(qū)塊的解釋分析，對于未探明地區(qū)計算儲量參數計算精度不夠。

套管鉆井技術在多次使用過程中其相對于傳統鉆井技術的優(yōu)勢不證自明。深入剖析其在國內外研究和實踐應用有助于更深層次的了解、發(fā)掘該技術，為該技術的繼續(xù)使用和創(chuàng)新提供借鑒意義。當然，套管鉆井技術進一步擴大使用效能還需要更多的技術創(chuàng)新和專利革命。

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