爱华网一、套管钻井的适用范围 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。 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。 二、套管钻井中的准备 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。 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。根据扭矩的情况，可以考虑选择牙轮钻头和PDC钻头。因为牙轮钻头属于滚动钻进，能有效减少转盘及套管扭矩，但其要求钻压较大，不利于套管柱的防斜。PDC钻头需钻压小，一般（20-60KN），钻进速度较快，套管柱所受弯曲应力小，扭矩小，符合选择要求。在选择钻头的同时，还要求选好水眼大小。水眼过小，总泵压高，对套管内壁冲蚀严重，长时间高压容易损坏套管；水眼过大，钻头处冲击力低，将影响钻井速度。 三、施工中的要点 井斜控制。套管钻井过程中，井斜控制是首要问题，井斜直接影响到所钻井眼的垂直深度。也就是说油层的埋藏深度与所钻实际深度能否相稳合，关键取决于井斜。控制钻压10-30KN合理范围内钻进。由于套管钻井时，套管柱中没有钻铤和扶正器等，在加压过程中，套管柱受压极易弯曲导致井斜。因此钻井过成中要严格控制钻压，从这个角度讲，选择PDC钻头更适合于套管钻井。转盘转速控制为低转速，一般控制在60-120r/min内，低转速钻进过程，有利于套管柱的稳定，有利于井斜的控制。井架基座安装平直，保证开钻井口垂直，加强中途测斜监控，一方面便于了解控制下部井斜控制情况，另一方面便于计算垂深。 套管保护。套管钻井完井后，套管柱直接留在井内，因此对套管保护很重要。要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封，在套管钻井过程中，要使用套管专用胶，保证丝扣部位密封可靠，联接牢固。套管防腐问题。套管钻进时，由于旋转，外壁受到磨损，其外防腐层容易脱落。内壁受到钻井液的冲刷，内防腐层也受到冲蚀。一是要求用于钻井的套管，做好内外涂层防腐；二是钻井中采用低转速小钻压钻进，有利于减少套管外壁的磨损，三是采用增大钻头水眼尺寸，降低管内泵压，减少钻井液对套管内壁的冲蚀。从而达到保护套管。 钻井参数。钻压要控制在10-30KN。一是有利于防止套管弯曲造成的井斜；二是有利于减少套管扭矩，防止钻进过程中可能出现的套管事故。 转速控制压60-120r/min。其优点是：①减少套管柱扭矩；②低转速钻进，有利于减轻套管柱外壁与井壁之间的磨损。 总泵压控制在6-7MPa以内。一是减少钻井液对套管柱内壁冲蚀；二是减少对回压凡尔的冲蚀磨损。保证井下安全，防止事故发生。 过程控制。钻头上部、套管柱底部安装回压凡尔，有利于固井施工后能实施敞压侯凝。完钻后要处理好钻井液的粘切性能，并充分循环洗井，为提高固井质量做好准备。固井施工采用压塞碰压固井，碰压后试压，并尽可能敞压侯凝。如果敞不住压，可实施蹩压侯凝，所蹩压力为最大替压三分之一左右，并分别在3小时后放掉50%，8小时后放尽。 四、套管钻井技术的应用现状和存在的问题 套管钻井将建井过程中的钻井和下套管作业结合在一起，大幅度提高了钻进效率。套管钻井最大的优势是在钻穿压力变化带时能大幅度提高钻井效率。在一些需要下入衬管堵漏的漏失带，采用套管钻井可以继续钻进。对于低压产层来说，减少钻井的液漏能明显提高油井产量。 套管钻井可以降低钻机的作业费用，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。套管钻井可以有效防止漏失和井控事故。常规钻井作业时，在下套管之前要进行一次短起下钻以防止发生井下事故，而采用套管钻井后就可以不再进行短起下钻作业。 套管钻井系统由井下和井上两部分设备组成，它采用常规套管代替钻杆，从而实现钻井和下套管同时进行。由顶驱驱动套管旋转。钻井液从套管进入井下然后从环空中返出。套管钻井系统能支撑套管的重量，并施加扭矩。 在软地层钻直井段时，可以采用各种不回收的钻进工具。在硬地层中钻直井段时，在没有达到套管鞋之前可能需要更换钻头或定向控制。使用可回收的井底钻具组合就可以解决上述问题。 套管钻井的定向钻进过程在很多方面与常规钻井类似，主要的差别在于钻具要能够穿过套管下入到井中。导向马达和旋转导向工具在套管钻井系统中仍然可以使用。采用套管钻井技术的造斜率取决于使用的套管尺寸。造斜率的上限取决于套管的疲劳极限。造斜一般采用可回收导向马达工具来实现。
套管钻井技术使用的井底钻具组合通常配用带领眼钻头和扩眼器的钻鞋。领眼钻头的尺寸要能够通过套管，扩眼器将井眼扩大比套管尺寸略大。起下钻时，井底钻具组合穿过套管，可以避免对井壁的损害，保证了起下钻的安全。采用套管钻井的另一大优势是起下钻过程中仍然可以循环钻井液，从而可以钻更深的井。 井底钻具组合可以在井斜角高达90度的情况下下入和回收。钻锁在进行电缆测井之前可以通过投球憋压打开。 常规钻井基础设备的开发已有100多年的历史，而套管钻井技术是一项全新的钻井技术，其辅助设备很少。辅助设备的缺乏限制了套管钻井技术的发展。目前，正在开发套管钻井系统使用的整套辅助设备，但实际情况是套管钻井的市场还在开发中，限制了此类设备的开发。 大多数套管接头具有较大的抗扭和抗疲劳能力，但多数小尺寸套管的接头抗扭能力不足。随着套管钻井技术的推广，一些生产商开始开发套管钻井使用的低成本优质接头。 完钻后，套管必须保持完好才能在完井中起到常规套管的作用。地面试验表明，除了最底部的几根套管连接处发生磨损外，其他管柱都保持完好。为了解决这一问题，在接头处安装了碳化钨防磨块。 五、结论与展望 由于受到井斜的影响，套管钻井井深受到限制。如何扩大套管钻井深度需要在钻压、转速、钻头选型、施工工艺等各方面进一步优化。 套管防腐与耐冲蚀问题还有待进一步解决。固井工艺有待进一步与套管钻井工艺进行有机结合，着重解决固井质量问题。 套内测井技术，油、气、水判别技术有待进一步发展，以满足套管钻井技术进一步发展。套管钻井范围进一步扩大的需求。
