探讨钻井工艺中的固井新方法 钻井固井.docx

探讨钻井工艺中的固井新方法 钻井固井

　　摘要现在油田上所用的下套管及预防水泥浆倒灌装置的原理,说明其存在的缺点。和其对比,为克服这些缺点,提出能满足油田工艺需要的新的自灌浆固井凡尔的设计思想。并探讨该装置的结构、功效,具体说明该装置各个部分的联接组成。设计该装置的模拟试验系统。
　　专题词水泥浆倒灌;套管串;碰压;完钻井;环形空间;模拟试验
　　中图分类号TE2文件标识码A文章编号1673-9671-041-0129-01
　　在固井作业过程中,使套管顺利下放的装置,和注完水泥浆后,预防水泥浆倒灌的装置是必不可少的,也是很主要的。因为在下套管的时候,井眼里充满了钻井液,使套管除了受到地球的重力以外,还要受到钻井液对它的浮力,这两个力方向相反,制约着套管串的下放。套管能否顺利下放,直接关系到下套管所用的时间,完钻井所用的时间。注完水泥浆后,用钻井液经过胶塞把水泥浆推进套管串和井壁的环形空间,因为环空里水泥浆的比重大于套管串内钻井液的比重,因此在水泥浆凝固之前,当地面关闭泥浆泵的时候,水泥浆就要返流进套管,这时,怎样预防水泥浆倒灌,直接关系到固井作业的质量,乃至固井作业的成败。
　　1现实状况及设计思想
　　图1 现在石油行业下套管所用的回压凡尔,是一个单向阀。它安装在套管串的下部,这么套管串在井眼里,液体只能从井口进入套管串,经单向阀流出,经套管串和井壁的环形空间,返流回地面泥浆池,完成循环,不能反向流动。
　　套管在刚刚下放的时候,因为套管串本身的重量大于它所受到的浮力,因此套管串很轻易下入,伴随套管串下入深度的增加,套管里的空气体积加大,使套管所受浮力的增加量大于她所受重力的增加量,这么会使套管下放速度越来越慢最终停止;为了继续下入套管,在井口由钻井工人向管内灌入一定量的钻井液,以增加套管串的重量,使套管能够继续下入,灌入的钻井液一定要适量,不能过多,假如过多会使套管串下放过快;也不能过少,过少会使套管串下放过慢。一口油井,在下放套管串的过程中,往往要进行数次起停操作,数次灌入钻井液,才能下到预定的深度。
　　图1现在油田下套管原理图
　　1-井壁;2-套管串;3-单向凡尔套
　　这么,使用原来的单向阀就存在以下缺点:
　　1)延长了下套管的时间;
　　2)使下套管作业操作困难和复杂;
　　3)轻易出现操作失误,造成井下复杂工况及事故;
　　4)增加了工人的劳动强度;
　　5)因为人工灌注钻井液,使套管串里的空气在压缩后上喷,造成了井场环境的污染。
　　2新装置的应用
　　针对这些缺点,能够满足完钻井工艺的需要,设计了自灌浆固井凡尔,图2这个装置也是安装在套管串的下部,此装置中间有一个能够调整的通 通道,通道的下端是一个能够控制移动的单向阀。套管在下放过程中,单向阀固定不动。井眼里的钻井液能够经过这个通道进入该装置以上的套管内部空间,完成自灌,这么套管串在下放的过程中,内外液柱压力会靠近平衡,不需要人工灌注钻井液。套管串的下放速度能够经过调 整通道的大小来控制,套管下放到中途也能够循环钻井 液,再继续下套管时,此装置依然能够起到自灌的作用。
　　通道的大小,是经过先加工好的零件控制,而且当钻井液由井口 →套管串内部空腔→自灌浆固井凡尔→套管串和井壁间的环形空间→返回地面循环时,此装置的通道