漂浮固井施工作业.doc

漂浮固井施工作业指导书一、漂浮固井施工条件（1）下套管时，下放载荷应大于套管静载荷的30%；（2）浮鞋、浮箍反向承压45MPa；（3）生产套管强度安全系数应满足以下要求，抗外挤设计安全系数1.01.2，抗内压设计安全系数1.11.4，抗拉设计安全系数1.61.9。二、漂浮固井设计1.计算临界阻力角，初步确定漂浮接箍位置qc=tan-1(1/)qc：临界阻力角，单位 ° ：摩擦阻力系数，砂岩储层取值0.300.35，碳酸盐岩储层0.250.302.根据钻井设计书水平井轨迹剖面，漂浮接箍对应垂深，计算漂浮接箍处承受的静液柱压力Pm漂浮=0.00981mHm漂浮Pm漂浮：静液柱压力，单位MPam：设计完钻时最大钻井液密度，单位g/cm3Hm漂浮：漂浮接箍垂深，单位m3.确定漂浮接箍数量及位置选择（1）漂浮接箍静液柱压力25MPa，使用1只漂浮接箍承压；液柱压力在17.525MPa区间范围内，需要将漂浮接箍的位置上移，位置选择在4550°稳斜调整井段或造斜点，调整后静液柱压力应17.5MPa；静液柱压力17.5MPa，位置选择在临界阻力角。（2）漂浮接箍静液柱压力25MPa，使用2只漂浮接箍分别承压，1#2#漂浮接箍之间套管，在直井段内设计静液柱压力12MPa；水平段长度 500m，1#漂浮接箍位置选择在临界阻力角或造斜点；水平段长度在500-1000m区间范围内，1#漂浮接箍位置选择在临界阻力角或入窗点；水平段长度1000m，1#漂浮接箍位置选择在入窗点。（3）水平段长度1000m，漂浮接箍液柱压力17.5MPa，需要用2只漂浮接箍分别承压。4.浮鞋、浮箍最大反向承压计算，Pm浮鞋=0.00981mHm浮鞋Pm浮鞋：浮鞋、浮箍最大反向承压，单位MPam：设计完钻时最大钻井液密度，单位g/cm3Hm浮鞋：完钻垂深，单位m5.确定管串结构（1）浮鞋、浮箍最大反向承压17.5MPa，漂浮接箍静液柱压力17.5MPa，管串结构采用：旋转自导式浮鞋+1根长套管+双阀浮箍+套管若干根+漂浮接箍+套管若干根+联顶节；（2）浮鞋、浮箍最大反向承压在17.525MPa区间范围内，漂浮接箍静液柱压力17.5MPa，管串结构采用：旋转自导式浮鞋+短套管或1根长套管+双阀浮箍+1根套管+单阀浮箍+套管若干根+漂浮接箍+套管若干根+联顶节；（3）浮鞋、浮箍最大反向承压在2535MPa区间范围内，漂浮接箍静液柱压力25MPa，管串结构采用：旋转自导式浮鞋+短套管或1根长套管+双阀浮箍+1根套管+单阀浮箍+套管若干根+1#漂浮接箍+套管若干根+2#漂浮接箍+套管若干根+联顶节；（4）浮鞋、浮箍最大反向承压在3545MPa区间范围内，漂浮接箍静液柱压力25MPa，管串结构采用：旋转自导式浮鞋+盲板短节+短套管或1根长套管+双阀浮箍+1根套管+单阀浮箍+套管若干根+1#漂浮接箍+套管若干根+2#漂浮接箍+套管若干根+联顶节；（5）钻井液体系为油包水或水包油体系，必须采用盲板短节，防止浮鞋、浮箍先期失效。6.套管扶正器设计根据井眼轨迹情况制定扶正器安放位置及数量：（1）水平段轨迹平滑（88-90°），全角变化率小，段长500m，每根套管1个半刚性扶正器； （2）勺型水平井、水平段轨迹不平滑多次起伏（85-95°）施工井，段长500m，水平井段每2根套管1个半刚性扶正器； （3）井斜角45°的造斜井段每2根套管交替安放半刚性扶正器和弹性扶正器； （4）井斜角45°的造斜井段每2根套管1个弹性双弓扶正器；三、漂浮下套管摩阻经验计算公式1.套管静载荷计算：套管静载荷=0.0098×灌浆直井段套管长度×每米名义重量×浮力系数+0.0098×漂浮接箍以上斜井段套管长度×Cos（造斜点处井斜角+漂浮接箍处井斜角）/2）×每米名义重量×浮力系数套管载荷：单位为KN2.摩阻计算：下放摩阻=0.0098×水平段套管长度×每米名义重量×浮力系数×摩阻系数1.0+0.0098×斜井段套管长度×Sin（(造斜点处井斜角+入窗点处井斜角)/2）×每米重量×浮力系数×摩阻系数1.0下放摩阻：单位为KN3.下放载荷：下放载荷=套管静载荷-下放摩阻四、下套管前井眼准备1.通井钻具组合，下入与套管柱强度相当的钻具组合模拟通井（1）每根套管安放1只扶正器采用以下通井钻具组合：F215.9mm3A+F212mmSTAB+F127mmHWDP×1根+F210mmSTAB+F127mmHWDP×2根+F127mmDP（2）每2根套管安放1只扶正器采用以下通井钻具组合：F215.9mm3A+F212mmSTAB+F127mmHWDP×2根+F210mmSTAB+F127mmHWDP×1根+F127mmDP2.扩划眼裸眼井段遇阻遇卡井段应认真进行扩划眼作业3.钻井液性能要求（1）大排量洗井，使用好固控设备，清除钻井液中有害固相；（2）在满足井下要求的前提下，应适当降低泥浆粘度及失水量；（3）稠浆举砂，保证井眼净化；（4）裸眼井段注入润滑防塌封闭浆；4.短起下钻（1）短起下钻至造斜点或进入技术套管，检验井壁稳定性；（2）测量油气上窜速度，上窜速度满足井控要求方可起钻下套管；五、漂浮固井施工1.施工准备（1）配合现场技术人员，按照漂浮固井设计，排列管串及扶正器安放位置、数量；（2）检查及丈量套管附件 漂浮固井工具附件重点要检查以下几方面：检查附件管体有无变形，丝扣是否完好有无磕碰；目视检查浮鞋、浮箍阀体硫化橡胶层完好性，用木棍活动阀体检查灵活性，用清水检查密封性；目视检查漂浮接箍，盲板上下表面有无裂纹、外边缘有无破损，用手顺旋转动盲板上压套，检查是否压紧；目视检查套管扶正器端面有无磕碰，扶正条焊接是否牢固，内腔是否光滑、有无毛刺。发现磕碰、毛刺后，用锉刀修复。漂浮固井工具附件丈量母扣丝扣丈量从母扣端面到丝扣消失点，扣长101.6mm；公扣丝扣丈量从公扣端面到丝扣消失点，扣长88.9mm；丈量附件有效长度，自导浮鞋丈量全长，浮箍、漂浮接箍有效长度应为全长减去公扣长。（3）参加现场施工单位组织的施工技术交底会 技术交底内容 管串结构、扶正器安放原则及数量； 附件上扣操作； 漂浮段套管循环顶通或灌浆深度； 漂浮段套管不允许灌泥浆； 下漂浮段套管控制速度，防止游车、大钩磕坏套管母接箍； 接完漂浮接箍后灌浆程序； 进入裸眼井段灌浆时注意活动套管，防止卡套管； 进入裸眼造斜井段后套管下放速度30s/根； 套管发生遇阻后，不要硬压； 下套管到底后，打开漂浮接箍操作程序； 2.漂浮下套管及固井施工（1）按照设计排列下入套管及附件（2）所有套管附件，必须链钳认扣，再用液压大钳按标准扭矩值上扣，防止损坏；（3）根据钻井液密度及粘度情况，确定漂浮段套管循环顶通及灌泥浆段长。钻井液密度1.50g/cm3，灌浆50m；钻井液密度1.50g/cm3，灌浆100m。灌浆目的：一是增加套管重量，加快下套管速度；二是提高浮鞋、浮箍的承压能力。（4）漂浮井段其它套管不在灌泥浆，如空载非常严重，一是采取大钩或顶驱压入，二是提前接入漂浮接箍；（5）接完漂浮接箍以后，可采取连续灌浆或每10-15根套管灌1次泥浆方式；（6）根据套管悬重，上部套管部分掏空，控制漂浮接箍以上液柱压力17.5MPa；（7）套管下至预定井深，灌满泥浆，接循环接头及水龙带；（8）小排量开泵，打开漂浮接箍，打开压力=25MPa液柱压力；（9）卸循环接头，排放漂浮段套管内空气；（10）间歇灌入泥浆，直至套管灌满为止；（11）灌满泥浆后，观察20-30min，无气体返出，接循环接头；（12）小排量开泵，逐步提高至设计排量，大排量洗井；（13）钻井液性能满足要求时停泵固井；（14）采用常规的固井施工；（15）固井施工前，提前将漂浮接箍配套胶塞装入水泥头；（16）替浆时，漂浮接箍前1m3降低排量至0.4-0.6m3/min，防止漂浮接箍盲板破碎不完全造成压力波动；（17）替量超过设计，和甲方施工人员联系，采取措施应停止替浆，打开水泥车回水闸门，检查浮鞋、浮箍密封性，如密封良好，提高碰压排量，直至碰压；（18）碰压后检查回流情况，确定浮鞋、浮箍密封性；如不能密封蹩压候凝。六、漂浮固井风险识别及消减措施 1.漂浮接箍提前打开 漂浮接箍盲板是一种抗压易碎材料，个别漂浮接箍在下入的过程中，由于激动压力、承压时间等因素影响，会发生提前破碎打开，造成套管遇阻情况。判断漂浮接箍提前打开，第1种现象是套管遇阻严重，下入困难；第2种现象是灌浆时间远远大于正常灌浆时间；第3种现象是套管悬重及上提拉力变小。 消减措施 （1）首先要做好记录，包括下套管悬重、灌浆深度及灌浆时间；（2）套管发生遇阻后，首先要灌满泥浆，根据灌浆时间判断是否提前打开；（3）灌满泥浆后，控制下放速度，快速下放冲击遇阻点；（4）灌满泥浆后仍然无法下入，接循环接头或接变扣接头及方钻杆（套管公扣扣型/410母扣）开泵循环，清除上部井段虚泥饼及沉砂；（5）漂浮接箍提前打开后，要活动好套管，防止压差卡套管。2.漂浮下套管过程中浮鞋、浮箍密封失效浮鞋、浮箍密封失效会造成很严重的后果，一是固井结束后，必须采用蹩压候凝措施；二是在裸眼井段内失效，由于钻井液反向高速流动，会造成地层垮塌；三是油气层活跃，由于环空液面下降，钻井液反向高速流动产生抽吸，会形成溢流、井涌、井喷等恶性事故。判断浮鞋、浮箍密封失效，一是观察套管下入过程中高架槽内钻井液失返；二是套管悬重和上提拉力会增加。消减措施（1）首先要保证工具质量，性能稳定；（2）油基钻井液体系，浮鞋、浮箍反向承压35MPa，应使用盲板短节；（3）浮鞋、浮箍反向承压17.5MPa，使用1只浮鞋+1只双阀浮箍+1只单阀浮箍组合；（4）发现浮鞋、浮箍密封失效后，首先要向环空快速灌满泥浆，灌泥浆过程中要活动好套管，防止卡套管；（5）环空灌满后，继续下入套管，在套管下入过程中，加强井控坐岗观察溢流；（6）发现溢流后，按照井控“四、七”动作要求，迅速抢接变扣接头、钻杆旋塞，控制井口。3.胶塞破损及密封失效，造成环空水泥浆替空部分套管胶塞在替浆及通过漂浮接箍时，会发生破损及密封失效。消减措施（1）胶塞选用优质橡胶，并保证质量；（2）胶塞过漂浮接箍时，应降低替浆排量，缓慢通过；（3）碰压采用大排量碰压方式，排量控制在0.8-1.0m3/min；（4）碰压结束后，进行套管试压，如发生压力下降，首先要放空套管内压力，然后关闭水泥头闸门，进行地面管线及水泥车试压。如地面试压合格，则说明胶塞有破损，固井施工结束，不再进行二次试压。