套管和固井
探究水平井套管固井关井工具的原理和应用
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探究水平井套管固井关井工具的原理和应用为了对水平井的套管固井关井工具进行分析,要予以整体构造的详细探究,明确其具体原理,并按照一定的技术指标,予以实践的充分应用,在保证关井工具充分应用的条件下,也能避免水泥塞存留问题的增加。
下文中,对水平井套管固井关井工具做出探讨。
标签:水平井;套管;固井;关井工具开发致密油藏过程中,使用水平井压裂为其中的主要方式,该技术在当前被广泛应用,但是,套管固井存在一定特殊性,在完成固井工作后,无法促使浮箍浮鞋的有效应用,达不到断流,常常引起水泥塞存留现象,不利于后期施工。
所以,为其提供一套完善的关井工具,能加强问题的充分解决。
1 水平井套管固井关井工具的构造水平井的套管固井关井滑套组成部分为本体、外壳、内壳和胶塞。
其中,本体结构中的接头螺纹的使用,其型号需要和套管型号匹配,一般情况下,主体的壁厚为总尺寸的两倍,保证具备较强的抗压力。
在内部,还需要增加预留孔,使其与外壳的螺纹连接。
在外壳上,和本体连接的螺纹也增加了密封环和循环孔。
对于内壳,在与外壳进行连接中,是利用稍钉来实现的,也会和密封环相互配合,这样不仅会发挥良好的密封性,也具有一定的整体性。
对于胶塞的前部分,还存有专门使用的碰压头,其与内壳能够有效完成碰压[1]。
2 固井关井工具的基本原理对于水平井的套管固井关井工具原理,是在下套管完成后,结合具体的工作要求,将关井阀安装在人工井的底部位置,随着固井作业的实施,前置液和水泥都会通过关井阀的循环孔,维持在循环状态,当水泥全部进入后,增加胶塞完成工作。
3 固井关井工具的技术指标和评价对于水平井的套管固井关井工具的各个技术指标,其多为金属构件,在本体构件选择中,其抗压水平不能在70MPa以下。
如果是稍钉材质,多选择为45#号钢。
还需要选择橡胶构件,剪切压差在5-10MPa。
对于循环孔的截面尺寸,也要按照一定的标准进行选择。
在关井工作完成后,抗压水平要控制在30MPa以上[2]。
表层套管固井施工报告
![表层套管固井施工报告](https://img.taocdn.com/s3/m/39f2ae06bb68a98271fefa1e.png)
表层套管固井施工报告表层套管固井施工报告 (1)1.基本情况简述 (2)2.固井施工记录表 (3)3.作业过程描述 (4)4.固井声幅结果 (5)5.水泥浆未返出地面原因分析 (6)6.下次固井工作建议 (7)1.基本情况简述AZN-004井于3月19日14:00开钻,设计井深4200m,6月13日21:30钻至三开中完井深1816m,6月15日19:30钻头起出井口,完钻。
(1)套管(2)钻井液性能:密度1.28g/cm3,粘度59s,HTHP滤失量15mL,滤饼1.3mm,PV为25,YP为10,pH值10。
井深结构图如下2.固井施工记录表4月14日21:25开始13-3/8”表层套管固井施工作业3.作业过程描述(1)接水泥头循环。
以0.5 m3/min排量顶通,逐渐增加排量为3.0 m3/min, 泵压在5MPa左右。
(2)注低密度水泥,水泥浆的平均密度为1.45 g/cm3,共注入80方后,开始注尾浆。
双车注尾浆,尾浆达到50m3,平均密度为1.86g/cm3. 注水泥井口返出正常。
(3)用井队的泥浆泵进行顶替。
开始50冲/分排量压胶塞,逐渐增大排量至150 s/m(= 2.7 m3/min),循环压力为5MPa。
总量达到4000冲时,降低排量为50 s/m. 替到5557冲时,碰压。
(之前计算的5878冲不准确)碰压时,压力由3.5MPa 增加到5.1 Mpa。
根据CNLC录井资料显示,泵替时漏失15m3。
(4)泵替时,井口一直连续返出,但没有水泥浆返出。
约有7 m3隔离液(Chemical Wash)返出。
(5)4月16日,11:30 进行顶部挤水泥作业。
泵入水泥浆时,排量0.8 m3/min , 压力为2.6 MPa,当泵入水泥浆达到26 m3时,压力涨到2.9 MPa . 泵入到36m3后停泵,压力降为0.7MPa,5分钟后,压力为0.4 MPa. 关闸门候凝.4.固井声幅结果(1)120m 幅值:20%(2)120m – 195m 40%~ 50%(3)195m – 260m 20%~30%(4)260m – 320m 50%(5)320m – 470m 20%(6)470m – 820m 40%~50%(7)820m – 950m 20%~40%(8)950m – 1320m 20%~30%5.水泥浆未返出地面原因分析(1)、本次固井设计,由于没有电测井径数据做依据,因此设计时的水泥附加量不是很准确。
什么是固井
![什么是固井](https://img.taocdn.com/s3/m/905e82de33d4b14e852468e7.png)
什么是固井一、固井:在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管,并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。
二、井身结构包括以下几方面的内容:所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸(钻头尺寸)、各层套管的水泥反高等。
三、设计井深的主要依据:地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。
四、套管的类型:⒈导管;⒉表层套管;⒊技术套管;⒋生产套管;⒌尾管。
五、井深结构设计的原则:①能有效的保护油气层,使油气层不受钻井液的损害;②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生,保证全井顺利钻进,使钻井周期达到最短;③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力,不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂;④下套管过程中,钻井液液柱压力和地层压力之间的压差,不至于造成卡阻套管。
六、套管柱的受力:轴向压力、外挤压力和内压力。
七、套管柱的附件:⒈引鞋(套管鞋、浮鞋);⒉回压法;⒊套管扶正器;⒋磁性定位套管;⒌联顶节。
八、水泥熟料主要成分:①硅酸三钙(C3S);②硅酸二钙(C2S);③铝酸三钙(C3A);④铁铝酸四钙(C4AF)。
九、水化作用:油井水泥与水混合后,水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映,某些水化产物还能发生二次反映。
十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段:①胶溶期;②凝结期;③硬化期。
十一、稠化时间:指油井水泥浆在规定压力和温度条件下,从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。
十二、稠度:水合水泥混合后会逐渐变稠,变稠的速率。
十三、注水泥的设备:水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。
十四、碰压:胶塞被推至浮箍时,泵压突然升高。
十五、注水泥主要工序包括:循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。
十六、提高泥浆的顶替效率:⒈紊流顶替;⒉打前置液;⒊活动套管;⒋调整完井液和水泥浆的性能;⒌使用扶正器。
十七、引起油、气、水窜的原因:水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因,井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。
海外石油钻井下套管与固井安全注意事项
![海外石油钻井下套管与固井安全注意事项](https://img.taocdn.com/s3/m/20247ed1551810a6f5248660.png)
海外石油钻井下套管与固井安全操作规程一、下管套下套管的方法有多种。
目前,国际上普遍采用的是得克萨斯绳索法。
这种方法操作简单、工作效率高而又安全;其特殊之处就是套管扣吊卡及扶正在套管扶正台处进行、从场地上拉套管利用游车、单根提升吊卡,而不用猫头或吊车、我们推荐采用得克萨斯绳索法下套管。
无论采用哪种下套管方法,其整个过程的安全注意事项基本相同。
首先,下套管的安全注意事项与下钻杆的基本相同。
下套管需要特别注意的是要安全地从场地上拉套管和正确使用套管扶正台。
下套管前,必须做好充分准备。
准备好的绳套、绳环等,其端部应固定牢靠,长度应适中,无破损或断丝并保证强度。
套管扶正台或临时搭成的工作台应固定牢靠,整个台面任何处都能承受2000牛顿的力,扶正台上的栏杆应完好无损,其要求与二层平台栏杆相同。
要认真检查游动系统、死活绳头,保证完好并能承受所下套管可能遇到的最大负荷。
刹车应灵活。
检查并润滑套管钳和套管吊卡。
尤其是下尺寸较大、较深的套管,更要引起高度重视。
下套管前的最后一次起钻期间,要注意把钻具均匀、紧凑地摆放在钻杆盒上,以使钻台通往大门坡道留有足够大的通道。
钻台大门坡道口的两边应有两根具有足够强度的兜绳桩。
兜绳桩根牢牢地焊接在钻台上。
桩柱螺纹与桩根连紧;桩高1—1.2米S桩柱上端应有便于绑缠兜绳的小环。
兜绳的一端绑在一根桩柱上;另一端缠在另一根桩柱上。
当套管公接头将到达钻台面时,司销操作必须放慢;套管公接头到钻台面时,卸护丝动作要快,卸护丝的手在护丝两边转动而不得伸到护丝端面,以免摆动的套管与钻台面接触砸到手。
缠在立桩一端的兜绳要慢慢松开。
兜绳的长度要够,但要注意不能缠到人。
夜间下套管时。
要有充分的照明。
注意场地与钻台之间的联络。
任何人都要注意避开大门跑道、大门坡道及其周围。
套管护丝不得随便往钻台下面甩,应由适当强度的棕绳串好,用气动或电动绞车放至钻台下面在钻台上扣吊卡时,周围的人要躲开。
在套管扶正台或临时工作台上扣吊卡时,要注意与司钻的配合。
固井管柱组合及固井方法
![固井管柱组合及固井方法](https://img.taocdn.com/s3/m/e36587900129bd64783e0912a216147917117ebb.png)
固井管柱组合及固井方法
固井是石油钻井过程中的一个重要环节,其目的是将钻井液从井眼中排出,同时防止地下水和油气从井眼中泄漏。
固井管柱组合及固井方法是固井过程中需要考虑的关键因素。
固井管柱组合是指在固井过程中使用的管柱的组合方式。
一般来说,固井管柱组合包括钻杆、套管和固井管。
钻杆是用于钻井的管柱,套管是用于固定井壁的管柱,固井管则是用于固定固井环节的管柱。
在固井过程中,需要根据井深、井眼直径、地层情况等因素来选择合适的管柱组合方式。
固井方法是指在固井过程中采用的技术方法。
常见的固井方法包括水泥固井、环空固井和封隔剂固井等。
水泥固井是最常见的固井方法,其原理是将水泥浆注入井眼中,形成一个固体水泥环,从而达到固定井壁和封堵井眼的目的。
环空固井是一种新型的固井方法,其原理是在井眼中注入一种特殊的环空固井材料,形成一个环空固井环,从而达到固定井壁和封堵井眼的目的。
封隔剂固井是一种针对高温高压井的固井方法,其原理是在井眼中注入一种特殊的封隔剂,形成一个封隔层,从而达到固定井壁和封堵井眼的目的。
在选择固井管柱组合及固井方法时,需要考虑多种因素。
首先,需要
根据井深、井眼直径、地层情况等因素来选择合适的管柱组合方式。
其次,需要根据井眼中的钻井液类型和性质来选择合适的固井方法。
最后,需要考虑固井后的井壁稳定性和封堵效果,以及固井过程中可能出现的问题和风险。
总之,固井管柱组合及固井方法是固井过程中需要考虑的关键因素。
在选择固井管柱组合及固井方法时,需要综合考虑多种因素,以确保固井过程的顺利进行和固井效果的达到。
下套管固井作业井控安全管控措
![下套管固井作业井控安全管控措](https://img.taocdn.com/s3/m/1aaea277326c1eb91a37f111f18583d048640f43.png)
下套管固井作业井控安全管控措施1.下套管固井作业存在的主要井控风险。
1.1下套管作业期间井下复杂,引发溢流。
1.2坐挂套管头需拆卸防喷器,期间无有效控制手段。
1.3固井作业期间水泥浆浆柱不能平衡地层压力,引发溢流。
1.4固井窜气引发溢流。
2.管控措施及责任划分。
2.1 下套管作业风险管控措施。
2.1.1采用不低于套管刚度的钻具组合进行通井,保障井眼畅通。
(责任人:钻井工程师)2.1.2短起下验证油气上窜速度,钻井液密度选择以压稳油气层,同时满足安全作业时间要求为准,起钻前进出口密度差小于0.02g/cm3。
(责任人:钻井工程师)2.1.3起钻过程控制好上提速度,在油气层及油气层以上300m起钻速度不大于0.5m/s,减小抽吸压力,若存在易泥包钻头的井段,应采用带泵起钻的方式减小抽吸压力。
(责任人:钻井工程师)2.1.4落实三岗联坐,专人观察出口槽,按要求进行灌返浆量核对,发现溢流,立即汇报司钻。
(责任人:液面岗)2.1.5承压能力低的井,提前进行井筒承压能力验证,为下套管固井施工提供依据。
如井筒承压能力有限,则固井方案根据实际情况调整。
(责任人:钻井工程师、固井工程师)2.1.6裸眼段封闭浆,具体性能根据井况需要调整,密度不低于井浆密度。
(责任人:钻井液工程师)2.1.7全管柱井及尾管长度大于井深1/3井,下套管前更换与套管尺寸相符的半封闸板,并试压合格。
尾管长度小于井深1/3井,准备一根与防喷器闸板尺寸相符的防喷单根,下部可与套管连接,并准备1.5-2m短钻杆1-2根备用。
(责任人:钻井工程师)2.1.8校核循环罐、灌浆罐系数,检查保养好循环罐之间的闸门,开关灵活,防止互窜,确保计量准确。
(责任人:钻井工程师)2.1.9储备重浆、加重剂、钻井液处理材料依照设计要求储备。
维护好储备重浆性能,并做好与井浆配伍性实验,确保随时可入井使用。
(责任人:钻井液工程师)2.1.10针对实际井况,储备充足堵漏材料,确保出现井漏情况时能及时进行堵漏作业。
套管固井施工技术
![套管固井施工技术](https://img.taocdn.com/s3/m/26b1e7e7f424ccbff121dd36a32d7375a417c6ba.png)
套管固井施工技术摘要:结合某井身结构及套管程序,围绕固井目的及固井施工要求,从套管下入困难、存在漏失风险、影响顶替效率,以及水泥浆技术等方面分析了固井技术难点,重点从下套管、防漏失、提高顶替效率和防气窜水泥浆等方面提出了针对性的解决对策,以为固井施工提供技术支撑与借鉴。
关键词:固井施工;固井技术;探讨某井采用双凝水泥浆体系,单级正注固井工艺,水泥浆返至1200m。
该井开钻进正常,未出现漏失、卡钻等异常情况。
该井固井目的是封固裸眼井段,为顺利完成压裂改造创造有利条件。
该井固井方法采用Φ139.7mm套管单级固井,采用2.12g/cm3防气窜水泥浆领浆和1.90g/cm3防气窜弹性膨胀水泥浆尾浆的水泥浆体系。
本文拟对该井Φ139.7mm套管固井施工关键技术作一探讨,以为同类型井固井施提供技术参考。
1井身结构及套管开次钻头尺寸井深mm m套管尺寸下深mm m一609.6194508192.46二406.4189 2339.71889. 98三311.2329 9244.53297. 90四215.95636139.756342固井技术难点2.1套管下入困难本井为大位移水平井,水平位移长达1883.76m,水平段较长以及高摩阻、井眼沉砂等提高了套管下入难度。
2.2存在漏失风险本井固井过程中环空液柱压力增加,水泥浆黏度、密度增加,有可能发生漏失。
2.3影响顶替效率水平段套管居中困难,套管在造斜段极易贴在井壁上;油基钻井液完钻后,需要大量的冲洗液和隔离液去冲洗井壁油泥饼,并恢复其水润性,达到润湿反转,来提高井壁二界面的胶结质量;井斜大,水平段长,钻井过程中易形成的不规则井眼和岩屑床[2],严重影响水泥浆的顶替效率。
2.4水泥浆技术难点该井一次性封固井段长,水泥浆量大,注灰时间长,上下温差大,对水泥浆综合性能要求高;目的层为低孔低渗的页岩气储层,固井施工结束后需采取大型压裂增产措施,对固井胶结质量提出了更高的要求,在满足水泥浆胶结良好的前提下,还要求水泥石具有较强的弹韧性。
浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望
![浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望](https://img.taocdn.com/s3/m/90e41e7682c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3c1.png)
浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望套管固井滑套压裂工艺是一种在油田开发中常用的采油工艺,通过在油井套管中注入压裂液,使岩石产生裂缝,从而增加油井产能。
本文将从套管固井滑套压裂工艺的基本原理、在红河油田的应用及展望等方面进行讨论。
一、套管固井滑套压裂工艺的基本原理套管固井滑套压裂是一种通过在井筒内部设置滑套,在滑套上关闭注水或注压器具,实现在固定井深和对应的地层段上的封闭作业,然后钻杠压裂消化封隔器具并形成压裂缝,最终实现井筒的经济有效输出。
在油井开发中,套管固井滑套压裂工艺可以有效地增加油井的产能,提高油田的采油效率,是一种重要的采油工艺。
红河油田地处于中国云南省的东南部,地处滇西北山脉边缘。
该地区盆地内多是沉积岩相,含油气矿产条件非常优越。
套管固井滑套压裂工艺在红河油田首次应用于2005年,自此之后,逐渐成为红河油田常规的采油工艺之一。
在红河油田,套管固井滑套压裂工艺成功地应用于多口油井,通过压裂液的注入,有效地增加了油井的产能,提高了油田的开发效率。
套管固井滑套压裂工艺还可以减少水驱油层中的水量,提高采油率,对于红河油田的油气资源开发起到了积极的作用。
随着新型油田开发技术的不断推广和应用,套管固井滑套压裂工艺在红河油田将有更广泛的应用前景。
随着油井的深水化和大规模开采,套管固井滑套压裂工艺可以提高油井的产能,同时减少油井的堵塞情况,保障油田的稳定产能。
套管固井滑套压裂工艺可以减少油井的维护成本,降低开采成本,提高油田的经济效益。
相比传统的采油工艺,套管固井滑套压裂工艺可以更加精准地控制油井产量,避免了因为井筒堵塞导致的维修和清洗成本,降低了油田的开采成本。
套管固井滑套压裂工艺在红河油田的应用和发展都取得了一定的成绩,未来,随着油田开发技术的不断进步,套管固井滑套压裂工艺将在红河油田得到更广泛的应用,并对油田的持续发展起到重要的作用。
同时需要不断加强对新技术的研发和应用,提高工艺的稳定性和可靠性,从而更好地为油田的开发和生产提供技术支持。
套管固井
![套管固井](https://img.taocdn.com/s3/m/92de8162ff00bed5b9f31d7b.png)
第一节
1、封隔易坍塌、易漏失的复杂地层,巩固所钻过的井眼;
2、封隔油、气、水层,防止不同压力的油层之间的互相干扰,为油气的正常开采提供有利条件;
3、提供安装井口装置的基础,控制井喷和保证井内泥浆出口高于泥浆池,以利洗井液流回泥浆池;
4、保护上部砂层中的淡水资源不受下部岩层中油、气、盐水等液体的污染,这在缺水地区尤其显得重要;
3、碰压箍:一般接在浮箍以上一根套管上,。它提供碰压塞的密封座。当替泥浆终了时,碰压塞坐在碰压座上,此时泵压急剧增加,以指示替泥浆工作结束。
4、多级注水泥接箍(DV/MSC):用于二级或三级注水泥工作。通常把分级箍下到上层套管鞋以下50m~100m左右,或下到注水泥井段的底部位置或者易破裂、易漏地层以上适当位置,使水泥浆能上返到易漏地层以上的环形空间
2、水泥环应该有足够的强度;
3、水泥石应具有良好的密封性能和低渗透性能
第四节
1、固井作业是一次性工程。
2、固井作业是一项系统工程,涉及学科多。
3、固井质量的好坏直接关系到后期钻井和油田的开发。
第五节
1、固井工程是钻井工程中最后一项也是最关键复杂的一项作业;
2、固井质量的好坏直接关系到油井能否正常投产、油井寿命的长短;
5、套管扶正器:它的作用是扶正套管以便使套管位于井眼中心。通常在套管柱下部一些套管上、油层段上下、井径不规则段、水泥伞(篮)的上下、泥线悬挂器下入工具的上部位置。
6、套管扶正器限位卡箍:一般装在套管本体上,以限制套管扶正器上下活动范围。
第二节
井口工具通常包括:套管水泥头、尾管水泥头、钻杆水泥头、快速接头、循环接头等。
2.矿物成分对水泥性能的影响
(1)硅酸三钙:在硅酸盐水泥中含量最高,是产生水泥强度的主要化合物。
固井名词解释
![固井名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/d776b60c59fb770bf78a6529647d27284b733731.png)
]井名词解释1.固井:在井内下入一定尺寸的套管,并在井壁与套管环空注入水泥的工艺流程。
2.固井质量:固井结果满足固井目的的程度。
3.低返:环空实际水泥面未达设计深度。
4.套管程序:一口井下入的套管层数、类型、直径及深度等。
5.表层套管:用于封固上部浅气层、坍塌层和流沙层,安装井口装置及悬挂依次下入的各层套管的套管。
6.技术套管:用于封隔不同的压力层系、封隔易坍塌及漏失层等技术复杂层位的套管。
7.生产套管:为生产层建立一条牢固通道、保护井壁、满足分层开采、测试及改造作业而下入的最后一层套管。
8.尾管:用于裸眼井段,乎悬挂在上层套管上而又不延伸到井口的套管。
9.套管强度:指套管承受外载能力的总和(包括抗挤强度、抗内压强度和抗拉强度)。
10.套管柱:由不同钢级、壁厚、材质和螺纹的多根套管所连接起来下入井中的管柱。
11.前置液:为提高水泥浆顶替钻井液的效率,在钻井液与水泥浆之间注入的一段“液体”。
12.注水泥:通过专用设备将一定密度的水泥浆注到井内的过程。
13.压胶塞:当注入的水泥浆数量达到设计要求时,将胶塞压入井内的过程。
14.替钻井液:用顶替液推动胶塞,将套管内的水泥浆替到套管外的环形空间的过程。
15.碰压:当顶替液量达到套管串浮箍以上的容积时,胶塞座在浮箍上,使套管内压力突然升高的现象。
16.套管试压:为了验证套管串的密封情况而进行的压力试验。
17.敞压候凝:试压结束后,将管内的压力释放掉,等待水泥浆凝结的过程。
18.顶替量:常规套管固井时浮箍以上套管串的内容积。
19.水泥返深:环空水泥面在井下的深度。
20.分级箍:在分级注水泥时,装在套管预定位置具有开启和关闭功能的特殊接箍。
21.浮箍:用于控制胶塞的下行位置并防止水泥浆倒流的装置。
22.浮鞋:引导套管柱顺利入井,减少下入阻力并防止钻井液倒流的装置。
23.尾管悬挂器:用来将尾管悬挂在上一层套管底部并进行注水泥的特殊工具。
24.水泥伞:装在套管下部防止水泥浆下沉的伞状物。
套管的分类及作用及应用
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套管的分类及作用及应用套管,又称为套管管柱,是钻井工具中的一种重要组成部分。
它在石油工程中起到了多种作用和应用。
下面将详细介绍套管的分类、作用及应用。
套管根据其功能和用途的不同,可以分为固井套管、衬管、精细套管、油套管和套管连轮等几种类型。
下面将逐一介绍。
首先是固井套管,它是钻井中最常用的一种套管类型。
固井套管主要用于进行固定井壁、保护地层、控制井漏等作用。
在钻井过程中,当钻进井眼时,必须及时下套管进行固井。
固井套管能够防止井壁塌陷、分层突破等情况的发生,确保钻井安全。
衬管,顾名思义,是用于衬砌井眼和保护地层的一种套管。
衬管是在套管内进行的一种套管工艺,也叫做"套套管"。
在钻进井眼后,如果地层出现问题,如地层塌陷、产实压力异常等,就需要进行衬管操作。
衬管能够提高钻井的成功率,有效保护地层。
精细套管是一种继固井套管和衬管之后的一种套管类型。
精细套管通常是在孔隙型油藏和有害井筒条件下使用的。
精细套管细段直径小于一般套管细段的裸眼孔下,可以减少钻井液污染。
而在有害井筒条件下使用精细套管,能够有效保护完井筒和井筒内设备。
油套管属于一种特殊的套管类型,它是用于保护油气井的一种套管。
油套管的材料和规格有严格的要求,一般是采用高强度、耐腐蚀的特种管材。
油套管在油气井中起到了关键的作用,可以保护油气层、防止井漏和井壁塌陷等。
套管连轮是一种用于提升和下放套管的装置。
套管连轮的主要作用是进行套管的悬吊、运输和放置。
它是连接钻井管柱和套管之间的重要工具,承担着将套管从地面运送到井底、将套管固定在井内的重要任务。
至于套管的应用,主要有以下几个方面:首先是石油工程领域的应用。
套管在石油工程中起到了重要的作用,如保护井壁、控制井漏、增加井壁稳定性等。
它是保证钻井安全和油气开发顺利进行的关键工具。
其次是地热能开发中的应用。
地热能是可再生的清洁能源,而套管在地热能开发中起到了固定地热井壁、保护地层等作用。
此外,套管还常用于煤矿开采、地矿调查、工程地质等领域。
大修小套管固井流程
![大修小套管固井流程](https://img.taocdn.com/s3/m/50d785af951ea76e58fafab069dc5022aaea46d4.png)
大修小套管固井流程
大修小套管固井流程:
①准备工作:检查固井设备,准备水泥浆、添加剂和清水,确保所有工具和材料齐备。
②小套管下入:将小套管按照设计要求下入到预定位置,确保其垂直度和深度准确。
③循环冲洗:使用钻井液或清水循环冲洗井眼和小套管,清除泥浆和杂质。
④计算水泥量:根据井眼尺寸和小套管外间隙,计算所需水泥浆的体积。
⑤配制水泥浆:按照设计配方,将干水泥、水和添加剂混合,搅拌均匀成为水泥浆。
⑥泵注水泥浆:启动固井泵,将水泥浆从地面泵入井中,直到达到预定位置。
⑦顶替:使用顶替液将水泥浆推送到小套管与井壁之间,确保水泥浆完全填充。
⑧候凝:停止泵注,等待水泥浆凝固,期间保持井口压力,防止水泥浆回流。
⑨检测固井质量:通过声波测井、伽马测井等方法检测水泥环的质量,确保固井效果。
⑩评估与调整:根据检测结果,评估固井效果,如有必要,进行二次固井或补救措施。
⑪清理井场:固井完成后,清理井场,回收设备和剩余材料,恢复井场环境。
⑫后续作业:完成固井后,进行后续的井下作业,如射孔、完井等。
下套管固井要求范文
![下套管固井要求范文](https://img.taocdn.com/s3/m/402ffdbf710abb68a98271fe910ef12d2af9a920.png)
下套管固井要求范文首先,下套管固井要求井眼的直径适中,以便套管安装和固定。
井眼口径需根据井眼设计的深度和压力来确定。
井眼直径过小会使套管无法通过,影响后面的施工工艺;井眼直径过大会造成套管无法贴合井壁,从而影响固井质量。
其次,套管的规格和质量是下套管固井的重要要求之一、套管的规格应根据井深、井眼直径、地层特征等因素来决定。
套管质量应符合相关标准,包括抗压强度、耐腐蚀性等。
在选择套管时,还需考虑到套管的连接方式和搭接,确保在施工过程中能够顺利进行套管的下放和固定。
另外,下套管固井要求合理的固井方式和固井材料。
常见的固井方式包括水泥浆固井和膨润土固井。
水泥浆固井是最常用的固井方法,可以提供较好的封堵效果和固定套管的能力;膨润土固井适用于地层较稳定的情况,具有较好的膨胀特性。
选择固井材料时需考虑到地层的特征,以及井眼的深度和压力,确保固井材料具有足够的强度和稳定性。
此外,下套管固井还要求合理的井筒清洁和井眼润湿工作。
井筒清洁是指在下套管前,通过水、空气或机械方法将井眼内的杂质和沉积物清除干净,保证套管能够顺利下放。
井眼润湿是指在下放套管前,将液体添加到井眼内,使套管与井壁紧密贴合,从而提高固井的质量。
最后,下套管固井还要求进行良好的固井质量检测和记录。
在固井施工完成后,需要进行固井质量的检测,包括检测套管的固定程度、固井材料的饱和度和封堵效果等。
固井过程中的数据也需要详细记录,包括井深、井眼直径、套管规格、固井材料使用量等,以便后续的工作分析和参考。
综上所述,下套管固井的要求包括井眼直径、套管的规格和质量、固井方式、固井材料、井筒清洁和井眼润湿工作、固井质量检测和记录等。
通过合理的施工工艺和优质的材料,可以确保井眼的安全稳定,从而保障油井的正常生产。
固井施工设计与套管固井技术措施浅谈
![固井施工设计与套管固井技术措施浅谈](https://img.taocdn.com/s3/m/bbf5332c6294dd88d0d26beb.png)
固井施工设计与套管固井技术措施浅谈摘要:本文结合某井钻井施工实际,围绕该井井身结构及固井技术难点,从井眼准备、设备准备、下套管作业,以及一开、二开套管固井技术进行了论述,以为该井固井施工提供技术参考。
关键词:固井施工;固井技术;设计3固井设计3.1井眼准备电测以前通井、循环,保证电测工具顺利下入。
电测完通井,对起钻遇阻、卡井段、缩径段和井眼曲率变化大的井段反复划眼或进行短起下;下入套管前应在井眼底部打入润滑钻井液,减少下套管摩阻。
井内钻井液性能良好、稳定,符合固井施工要求。
在保证井下安全的前提下,尽量降低粘切,降低含砂量。
下套管前通井及注水泥前,均以较大排量洗井,洗井时间不少于两个循环周。
洗井循环中,应密切注意观察振动筛返出岩屑量的变化、钻井液池液面变化。
同时,应慢速转动钻具防粘卡。
3.2设备准备检查、准备下套管工具:吊卡、大钳、卡瓦、气动卡盘、灌钻井液管线等。
循环系统中用于顶替作业的各钻井液罐(包括储备罐)各闸门应灵活可靠。
从下套管开始,整个固井施工过程中,井口装置应达到既能关闭套管与井眼环空又能关闭钻杆与井眼环空的要求。
认真检查悬吊系统,井口、游车、天车一条线,下套管前应根据大钩负荷更换大绳,确保下套管安全。
3.3下套管作业套管及附件、工具等送井前认真检查:通径、丈量、清洗丝扣,不合格套管严禁下入。
按下入次序对套管进行编号、记录。
套管及附件、工具上钻台时要戴好护丝,严禁碰撞。
下入下部附件时,浮箍及浮箍以下所有套管及附件要涂丝扣胶,套管丝扣使用标准套管螺纹密封脂,以提高套管的气密封能力。
按设计要求安装套管扶正器。
下套管采用套管钳按API规定的最佳扭矩上扣。
严格控制套管下放速度,一般不超过0.46m/s。
下套管中途禁止停顿,根据情况可以在3~5m范围提放管柱,防止粘卡,并时刻注意悬重变化。
下套管操作要平稳,严禁猛刹、猛放。
下放套管遇阻时,一般控制下压载荷不超过井下套管浮重的60%。
上提时保持最小抗拉安全系数不低于1.5。
下套管固井工艺流程
![下套管固井工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/038c373ef342336c1eb91a37f111f18583d00ca0.png)
下套管固井工艺流程
内容:
1. 检查油管和油套状态,确保其完好无损。
2. 在井口安装防喷器和悬挂防喷阀,做好井控。
3. 使用起重机将套管从运输车运到井口。
4. 将套管一节一节地连接起来,每连接一节进行校直。
连接好后进行全套管校直。
5. 在套管两端连接好封隔器,进行压力测试,检查是否密封良好。
6. 使用起重机将套管缓慢放入井内,放入的同时监测套管的重量变化,确保其顺利入井。
7. 将套管置于设计位置,进行固井,固定套管。
8. 拆卸防喷器和阀门,进行试油试压,检查固井质量。
9. 记录相关数据,清理现场。
10. 结束下套管作业,进入下一阶段作业。
以上是下套管固井的主要工艺流程。
需要根据具体井况调整流程,确保作业顺利、安全。
钻井固井套管流程
![钻井固井套管流程](https://img.taocdn.com/s3/m/c4bb83a54128915f804d2b160b4e767f5acf80b9.png)
钻井固井套管流程钻井固井套管可是个超有趣的事儿呢,咱就像讲故事一样来唠唠这个流程哈。
一、准备工作。
咱先得把要用的套管准备好呀。
这套管就像给井穿上的一层保护衣呢。
要挑选质量超棒的套管,可不能马虎。
得检查它有没有裂缝呀,有没有弯曲之类的问题。
就像给战士选武器一样,得选精良的。
而且每根套管的尺寸都得精准,不然就像给小脚丫穿上大鞋子或者小鞋子一样,不合适就没法好好工作啦。
同时呢,还得准备好各种配套的工具,像连接套管的接箍,这就好比是给衣服缝扣子的线,要足够结实,能把套管稳稳地连接在一起。
二、下套管。
接下来就是下套管这个大工程啦。
这就像是把长长的吸管慢慢插到一个很深的杯子里一样。
不过这个可比插吸管难多啦。
咱们得小心翼翼地把套管一节一节地放进井里。
在这个过程中,要保证套管是垂直下去的。
要是歪了,那就麻烦大咯,就像盖房子打地基歪了一样,整个工程可能都会受到影响呢。
在放套管的时候,还得注意下放的速度,不能太快也不能太慢。
太快了可能会把套管弄伤或者让它卡在某个地方,太慢了又会耽误很多时间,毕竟钻井这种事儿,时间也是很宝贵的呢。
三、注水泥。
套管下好了,那就要注水泥啦。
水泥可是这个固井过程中的大功臣呢。
把水泥浆通过专门的设备注入到套管和井壁之间的空隙里。
这个水泥浆就像超级黏的胶水一样,把套管和井壁紧紧地黏在一起。
而且这水泥浆得均匀地注入,不能有的地方多有的地方少。
要是有的地方水泥浆不够,那就像衣服上有个破洞没补好一样,可能会让井壁和套管之间出现空隙,那地下水或者其他东西就可能偷偷跑进来捣乱啦。
注水泥的时候呢,还要注意水泥浆的质量,得按照严格的比例调配,就像做蛋糕得按照配方来一样,不然水泥浆的性能不好,固井的效果也会大打折扣的。
四、候凝。
注完水泥之后,就到了候凝这个阶段啦。
这就像水泥在井里安安静静地休息,慢慢变硬的过程。
这个时候可不能心急,要给水泥足够的时间让它凝固好。
就像咱们种了一颗种子,得等它慢慢发芽长大一样。
在候凝的时候,也要密切关注一些情况。
套管通井规标准
![套管通井规标准](https://img.taocdn.com/s3/m/54aa48694a73f242336c1eb91a37f111f0850d49.png)
套管通井规标准套管通井规标准是指在石油工程中,对套管通井作业所需要遵守的一系列规定和标准的总称。
套管通井作为石油工程中的一项重要工序,对于保证油井的安全运行和提高采油效率具有重要意义。
下面将从套管材料选用、井深井径设计、套管固井等方面,对套管通井规标准进行详细阐述。
一、套管材料选用1. 套管材料应符合国家或行业标准,具有良好的抗压、抗拉强度和耐腐蚀性能。
2. 在测井结果和工程设计要求的基础上,确定套管壁厚和规格,并选择相应的套管材料。
3. 对于需要经受高温、高压或腐蚀环境的井段,应选用特殊材料如耐高温材料或耐腐蚀材料。
二、井深井径设计1. 根据油藏地质特征和产能要求,确定井深和井径。
2. 根据套管通井的安全性和经济性原则,在设置井深和井径时,应充分考虑井下复杂情况和操作要求。
3. 根据设计并参照相应标准,确定井套管的设计钢级、壁厚和环空选择。
三、套管固井1. 根据套管通井作业的目的和要求,选用适当的水泥和固井材料。
2. 根据套管井段的性质和工况要求,确定固井液的配方、重度和性能指标。
3. 按照固井工艺要求,合理选择固井水泥浆的用量和固井泥浆性能。
四、套管通井操作1. 按照套管通井的工艺流程和操作规程进行作业,保证作业的安全顺利进行。
2. 确保井口设备的完好和合理配置,保证套管通井作业顺利进行。
3. 在套管下入和固井作业中,严格按照规范要求进行测量、监控和记录,保证作业质量和数据可靠性。
4. 执行问题井段的处理方案,对于存在问题的井段,采取相应的技术措施进行处理。
五、套管通井质量控制1. 套管通井作业完成后,应进行相应的检测和评价,评估套管通井质量是否符合设计和规范要求。
2. 套管通井质量评价主要包括固井质量、套管封隔和井身完整性等方面。
3. 对于不符合质量要求的套管通井段,应及时采取相应的措施,如返修、重作等。
六、套管通井安全措施1. 在套管通井作业中,严格遵守安全操作规程,按规定穿戴个人防护装备,保证操作人员的安全。
浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望
![浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望](https://img.taocdn.com/s3/m/2fa8de6e7275a417866fb84ae45c3b3567ecddb3.png)
浅谈套管固井滑套压裂工艺及其在红河油田的展望一、套管固井滑套压裂工艺的原理及优势套管固井滑套压裂工艺是指在完井后,在套管内设置一套专门用于施工的滑套,通过滑套上的压裂工具实施压裂作业。
这种工艺相比传统的地面压裂工艺,具有以下几点优势:1. 降低成本:套管固井滑套压裂工艺无需地面搭设压裂站,从而减少了固井、压裂过程中的作业量,大大降低了压裂成本。
2. 增加产能:由于使用了滑套,压裂工艺完全在井下进行,不受地面条件和限制,可以更好地将压裂效果直接传导到井下储层中,提高了压裂的效果,增加了井的产能。
3. 节约时间:相比传统的地面压裂工艺,套管固井滑套压裂工艺可以大大缩短作业时间,加速了油田的开发进度。
由于这些优势,套管固井滑套压裂工艺在很多油田都得到了广泛的应用和推广,成为了油田开发的一种重要技术手段。
二、套管固井滑套压裂工艺在红河油田的应用现状红河油田是中国大型的陆相碳酸盐岩油气田,地质条件复杂,井型多样,传统的地面压裂工艺在该油田中常常受到井型、井深、地质条件等多方面的限制。
而套管固井滑套压裂工艺作为新型的压裂技术,正逐渐得到红河油田的应用和推广。
通过调研和实践,红河油田在套管固井滑套压裂工艺的应用中取得了一些成功的经验和效果。
在一些井段复杂、地质条件较差的井区,采用套管固井滑套压裂工艺可以更好地控制井下情况,提高了油田的开发效率。
而且当前一些新勘探发现的高含硫高含盐成岩环境油气藏,传统的地面压裂难以满足开发需求,而采用套管固井滑套压裂工艺可以更好地适应这些井的开发,提高了压裂的效果。
目前在红河油田套管固井滑套压裂工艺的应用仍然受到一些限制。
由于该工艺的设备、技术要求较高,导致了成本较高,施工周期较长,存在一定的技术难度。
在一些复杂地质条件下,套管固井滑套压裂工艺的效果也不尽如人意。
这些都制约了该工艺在红河油田的普及和应用。
随着油田开发技术的不断创新和完善,套管固井滑套压裂工艺在红河油田的应用前景仍然值得期待。
石油工作者必备--下套管与固井
![石油工作者必备--下套管与固井](https://img.taocdn.com/s3/m/cdf87de46294dd88d0d26b3e.png)
193.什么是插入式固井?答:插入式固井一般是在下大直径的套管时进行。
套管下完后,在钻杆下边接一个插入接头,然后把钻具下入套管内。
下完钻后,再把插入接头插在套管下边的插入座里边。
水泥浆通过钻杆经插入座和引鞋返出,入环空。
这就是插入式固井。
194.插入式固井与普通固井相比具有那些优点?答:其优点主要是:1缩水注水泥浆时间和替钻井液时间;2可以有效地防止水泥浆与钻井液在套管内发生混浆;3由于水泥浆只经过钻杆,因此可以有效地防止套管灌“香肠”。
195.进行插入式固井都要做好哪些准备工作?答:除做好普通固井的准备工作外,还要做好下列四项准备工作:1准备一套插入座与插入接头,并注意检查插入接头的密封圈是否完好,与插入座的内径是否匹配;2准备一个与钻杆外径和套管内径相匹配的扶正器,目前现场上主要用两种尺寸,和;3准备一块下钻杆时放在套管接箍上的钻杆吊卡垫叉,目前现场上也只用两种和;4为节约时间,防止固井前开泵困难在开钻之前,最好先把固井时用的钻杆接成立柱,以便下完套管后即可顺利下钻。
196.下套管之前都应该做好哪些准备工作?答:1井眼准备,认真进行通井或划眼,处理好钻井液,保证下套管畅通无阻;2工具准备,包括套管吊卡,套管大钳(或钳头),灌钻井液管线及配合接头,管线上的控制闸门,遇阻时用的循环接头,相应尺寸的套管头及卡瓦,上扣用的旋绳及吊套管的绳索,套管扶正台及配件等;3材料准备,主要有水泥添加剂和水泥,备足固井用水;4技术措施准备,计算好水泥用量及替钻井液量,做好稠化及凝固试验,订好施工步骤;5设备准备,除固井车、供水车之外,井队的两大泵也必须完好,保证注灰、循环或钻井液时不出任何故障。
197.5"油层套管和技术套管在结构上都有哪些不同之处?答:5"油层套管结构是:5"生铁引鞋+1或2个单根+回压凡尔+套管根数+磁性定位短节+套管数根至井口。
技术套管结构是:可钻式引鞋(有时内装回压凡尔)+1或2个单根+可钻式回压凡尔+套管根数+分级箍(有时也可不加)+套管数根至井口。
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套管和固井单元2第4课目录简介第一部分:套管分类导管表层套管生产套管中间套管尾管套管柱设计套管选择套管尺寸的考虑下套管准备工作下套管对扣、上扣、下井套管柱的坐定API标准套管丝扣和接箍第二部分:注水泥配浆固井套管附件水泥体积固井后需考虑的问题粘合剂和添加剂粘合剂的API等级添加剂特殊粘合剂专业术语简介近几年来套管和固井工艺技术发展迅猛,越来越完善。
为了寻找新的油气资源,井在逐渐加深,但现有套管和固井工艺技术已能够处理在深井中可能遇到的各种复杂情况。
固井实践1903年起始于加里弗尼亚,但现代使用的套管、固井方法开始于1920年,哈里巴顿公司固了一口井。
当时混合水泥浆所用的哈里巴顿射流混合器仍是现在最基本的混合水泥浆设备。
早在1903年,仅有一种类型的水泥,没有任何添加剂。
现在已拥有8种常用类型的水泥和40多种水泥添加剂。
水泥性能及混浆技术均能满足特殊工作要求。
现在候凝时间已由二十世纪二十年代的10天缩短到不足24小时。
挤水泥技术开始于二十世纪三十年代,现在向裂隙挤水泥或挤水泥封堵水层已是一项常规技术。
使用刮泥器和扶正器来提高固井质量开始于1940年,第二次世界大战后得到了工程界普遍关注。
最早的顿钻钻井,要求每钻完一小时就下套管。
但对旋转钻井就可以钻很长的裸眼井段。
旋转钻井,由于使用了优质泥浆来控制井内压力、维持井壁稳定,因此能钻大段裸眼,下套管是有特殊作用,不再是随意或盲目的。
最早的固井是在一大坑内混合水泥浆,再用倾倒筒向井内灌注水泥浆。
到1905年,在加里弗尼亚油井固井已开始使用油管将水泥浆注入井底,水泥浆被上部水柱替出套管,注完水泥浆,利用管鞋单流作用和管内蹩压候凝这两种方式防止回流,随后较先进的固井方法是在钻井液与水泥浆间投放顶替塞隔开。
以后又开始使用上下两顶替塞技术。
底塞在注水泥浆之前投入,顶塞在注完水泥浆后投入,双塞技术大大减少了水泥浆的污染。
第一部分套管套管是用在油井中从油气藏至地表间建立起一个耐压密闭带的钢管。
套管作用主要有以下七项:1、防止井塌、防止钻井液对井壁的过度冲蚀。
2、防止淡水层、低压力层带被污染。
3、防止油气泄漏。
4、控制油气入井量。
5、为控制井内压力提供条件。
6、以便安装采油人工举升装置。
7、为油气流动提供通道。
套管类别典型的油气井需要三种套管:导管、表层套管、油层套管。
根据可能钻遇地层的状况,可能还需下入中间技术套管。
有时还需下尾管,也可能下入两层技术套管。
任何情况下,下入每层套管都有特殊作用,对顺利钻完油井很重要。
导管导管是用来作为循环通道,将钻井液导向泥浆池。
它能防止钻井液对钻机地基的冲刷。
有时为了防止浅层气,还要在导管上安装分流防喷装置。
导管还可保护以后下入的套管不受腐蚀,而在地面支撑能力不足的地方还可用来支承部分井口设备的负荷,下导管的井眼可用钻成,并按常用的方法把它下入井内,但是对沼泽和近海区的井,通常是用打桩机将导管打入。
当用打柱机时,采用无螺纹平头管子焊接成导管柱,下导管有时由负责钻鼠洞的服务公司完成。
导管外径常为16英寸-48英寸,下深为300英尺左右。
表层套管表层套管下入的深度要足以防止这些地层的坍塌,防止钻井液对地表疏松地层的冲刷,表层套管是按装套管头和其它井口装置的立足点,完井后这些设备就留在井上。
表层套管的直径必须小于导管直径,下入深度可能仅为200英尺左右,但有时可以长达几千英尺。
具体下深由该井的地层情况决定,通常下深为300-400英尺。
表层套管的另一项重要功能是防止淡水层受钻井液、油气、盐水的浸污。
为保护地下水资源,各州政府及联邦政府对表层套管下深都有明确的法律规定。
生产套管下入生产套管或油层套管是钻一口油气井主要目的之一,其它各层套管只起辅助作用,油层套管用来把产油层与油层中不需要的液体以及其它钻穿的地层隔开,对于油管和井下其它产油工具来讲,油层套管是它们的保护套。
油管可以从井内取出进行更换或检查,但油层套管却被水泥固定在井眼内。
因此,应当特别注意,油层套管的固井质量,使地层与套管间形成一层绝对密闭的水泥环。
油层套管必须用优质的管子,并能适应各种复杂的条件,油层套管常常又是最后下入井的套管,因此也是最长和最重的套管柱。
在大多数情况下,油层套管可能要承受最大的油井压力,因而必须用质量最好的套管下入井内。
同时,套管柱中任何一点小小的漏泄都可能会发展成井喷,所以油层套管的螺纹连接部分必须能承受可能出现的井内高压力。
当下入油层套管时,套管丝扣应向钻杆那样严格紧扣到位,以防以后漏泄。
中间套管中间套管柱的主要用途是保护井眼,有时把这种管柱称为“保护套管”或“盐层套管”。
当油井加深通常需要用重泥浆的时候,常常采用中间套管封住脆弱地层不被重泥浆压裂,有时,钻至岩层或硬石膏层可能造成钻井液的污染,或者钻井液渗漏引起卡钻或井壁产生键槽。
有时中间套管柱也用来封闭老的生产层,以便往下钻更深的油气层。
当钻较深的井时,通常遇到较高的地层压力,因而需要高比重泥浆,在此情况下,中间套管的另一作用是防止浅地层井漏,因为中间套管直径较小,能承受更大的压力,同时,它不易受钻柱的磨擦而损坏,所以抗井壁压力的能力优于表层套管。
中间套管下入的深度,应该使套管以下的地层能够承受继续钻深时预计采用的泥浆比重,中间套管有时在通过高压地层后再下入,因此,继续往深钻时,便能使用较低比重的钻井液。
中间套管可以下至5000英尺深,中间套管类型选择由井深和可能钻遇的地层情况决定,中间套管常用外径为5英寸-13 3/8英寸,从地面下至井底来封固薄弱地层和高压地层。
尾管尾管是一种缩短了的套管柱,它从井底向上超过中间套管底部或油层套管100英尺,有时还要高些。
尾管几乎都用尾管柱在上部套管柱内悬挂,并常常用水泥封固。
但油层尾管有时不用水泥固定而悬挂于井内。
使用尾管的主要优点是费用低,因为仅要下入一段很短的管柱就代替了从井底到地面的完整管柱。
深井使用尾管有几点好处:下尾管施工时间短,从而减少了卡套管柱的可能性;若上层套管被钻柱磨坏,不可能从尾管顶端至井口下入内衬管。
但由于衬管密封处有时漏泄会带来不少麻烦;个别情况甚至难以或不能将送入工具从尾管处御脱。
尾管与上一层套管的间隙能小于其它套管与套管间间隙。
套管柱设计设计工程师习惯上选择几种常用重量,钢级的套管,利用井深,地层压力,泥浆液柱压力这些数据来设计套管柱。
工程师所设计的套管柱要能在正常的油井条件下承受三种主要外力:拉伸力,外挤力和内压力。
套管选择拉伸力是主要由套管的自重对套管本体及接箍产生的向下作用力,上部套管必须能承受下部套管的总重量。
除导管外,抗拉设计是套管设计中很重要的一项。
很显然,抗拉强度在的套管必须放在井段上部。
为确保留出足够的安全余量,在设计时常取抗拉安全系数为 1.5 - 2.0,习惯上取1.8。
抗拉安全系数是套管抗拉强度与实际轴向载荷的比值。
抗拉强度是套管不被破坏所能承受的最大拉伸力, N-80,外径7 5/8英寸、26.4磅/英尺的套管最大许可悬挂负荷为490000磅,考虑安全系数则允许最大悬挂重量为272222磅(490000÷1.8=272222)。
设计安全系数时,还要考虑套管的接箍强度,它常低于套管的本体强度,计算以单位横截面承载为准。
当套管外的压力大于内部压力时,就表现出外挤压力。
外挤压力来自管外静液柱压力。
除导管不考虑外挤力。
因下入浅,其它各层套管柱的设计均要计算外挤力。
最常见的外挤力破坏管柱发生在挤水泥过程中。
N-80套管能承受3400PSI外挤力,若不考虑安全系数,在压力梯度为0.5PSI/英尺的地层中,该型号套管极限下深为6800英尺。
若安全系数取1.125,则最大许可下深为 6044英尺(6800÷1.125=6044)。
加在套管上的有效外挤力应为管外管内压力之差。
轴向拉力的存在会降低套管的抗挤强度。
轴向压力的存在会提高套管的抗挤强度。
对于薄壁管柱,若其圆形载面有1%部分被破坏,则整个所能承受的外挤力将下降25%,因此大钳、卡瓦、井壁碰撞对套管壁造成的任何轻微损伤都将大大降低套管的抗挤强度。
当管内压力高于管外压力时,将表现为内压力。
由于上部套管所受外挤力小,因此最大有效内压力出现在上部套管段。
井口处所受内压力相对较高,所选择的套管必须能承受压力梯度为 0.6~1.0PSI/英尺。
N-80套管的内压力强度或最小内屈服强度是6020PSI。
取安全系数1.1,则许可最大内压力为5470PSI。
计算内压力大小可能是套管柱设计中最困难的工作。
最大井口关井压力常被用作套管设计内压力,井口关井压力的取值常凭经验选取。
许多情况下,井口装置的最大允许工作内压力作为套管设计内压力值。
正常情况下,若以井口作为套管内压力极限值,需假定井内充满泥浆且套管内外泥浆比重相等。
即就是从井底到井口套管任一点的内处泥浆液柱压力相等。
大钳印或其它对外壁的损伤都将严重消弱套管抗内压强度。
除拉力、外挤力、内压力外,管串设计工程师还要考虑套管所受的弯曲应力,轴向压力、扭曲应务。
在有斜度的井段狗腿处将使套管弯曲、承受弯力。
在海上或沼泽地钻井,必须考虑套管的弯曲应力,导管及表层套管必须允许受弯曲力,因此这种情况下其它各层套管也要考虑弯曲力。
在套管下放过程中,若井眼弯曲或易卡井段遇阻时,套管就可能受轴向压力。
在地热井或注蒸气施工,因温度的升高,钢材膨胀、套管内部挤压也将产生轴向压力。
扭曲力发生于当某一段套管旋转或沿一定方向被扭转而另一部分套管固定或沿反方向转动时,套管外用水泥封固后能防止产生扭曲力。
设计套管柱时,必须考虑每一种套管柱的特殊情况。
表层套管主要是在井喷起保护作用。
因此这种管柱通常是按承受1PSI/英尺的破裂压力来设计。
但是在这个深度上,挤坏套管的危险性较小,一般可以不予考虑。
蹭套管的主要作用是在钻深井采用重泥浆时防止泥浆循环漏失。
以及处理井涌时控制井口的压力。
这层套管柱的设计要考虑到入井后,整个产油期内均承受力的作用。
因而在设计时应考虑能否经得住预期的内压力。
如果油管带封隔器下井,一旦油管柱在接头处漏油,井内油气压力就会施加于封隔器以上的液柱顶部。
因此会产生比油气压力更大的破裂压力,当采用深井泵进行气举或采油时,生产套管内几乎是空的,这时管外静液柱压力将会产生相当大的外挤毁力,易使套管挤坏。
为此,设计时我们通常假设生产套管外存在压力梯度为0.5PSI/英尺的盐水,有时也假定管外受1PSI/英尺的上覆岩层压力。
近几年来,套管试验已显得更为重要,因为必须考虑套管可以承受较高的压力,因此井的成本很高,一旦出问题,花费将更大。
在一口123000英尺的抽油井中,损坏要油管是一回事,而在一口压力为10000PSI的海洋油井、套管柱的损坏却完全是另外一回事了。
导致新套管破坏的因素有:(1)套管制造过程中的卸陷(2)装卸时造成的损伤(3)应力集中而破裂套管上任何尖锐的凹痕都能造成该处的应力集中和最终导致损坏。