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摘要： 尾管封隔注水泥工艺技术在封隔产层或井下漏层的井况下使用居多。尾管悬挂器、套管外封隔器、分级注水泥器需要配套使用。首先需尾管悬挂器顺利座挂，其次需有效封隔地层，再次顺利打开分级注水泥器注液孔注水泥，最后关闭分级注水泥器注液孔。此工艺压力级别多，技术难度大，风险高，对井下安全风险控制、配套固井工具的质量、技术人员操作熟练程度及工作经验等要求相对较高。中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院相关技术人员在成熟的固井工具的基础上，对此工艺井进行深入研究，对配套固井工具进行改进与完善，做到专井专用。10年来，顺利完成了多口重点井，积累了宝贵的经验。
本文主要描述尾管悬挂器，套管外封隔器，分级注水泥器及相关附件等固井工具在复杂井中的配套使用及施工工艺技术，重点叙述了华北油田任深2X井相关施工工艺及过程。
关键词：尾管封隔注水泥；任深2X井；尾管悬挂器；管外封隔器；分级注水泥器
中图分类号：TQ172.1+1
一、概述
尾管封隔注水泥工艺技术在封隔产层或井下漏层的井况下使用居多。尾管悬挂器、套管外封隔器、分级注水泥器需要配套使用。首先需尾管悬挂器顺利座挂，其次需有效封隔地层，再次顺利打开分级注水泥器注液孔注水泥，最后关闭分级注水泥器注液孔。此工艺压力级别多，技术难度大，风险高，对井下安全风险控制、配套固井工具的质量、技术人员操作熟练程度及工作经验等要求相对较高。中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院相关技术人员在成熟的固井工具的基础上，对此工艺井进行深入研究，对配套固井工具进行改进与完善，做到专井专用。近10年来，顺利的完成了任深2X井、京11断块11口水平井及部分华北油田储气库井。
二、尾管封隔注水泥工艺
尾管封隔注水泥工艺是一项比较成熟的固井完井方式，该工艺采用悬挂器悬挂于技术套管上，管外封隔器胀封后将井眼一分为二，封隔器以上部分采用分级注水泥器注水泥固井，下部分采用尾管或者筛管完井。上部分用水泥固井，而下部分利用管外封隔器有效封隔漏層或产层。
三、尾管封隔注水泥工艺井固井工具设计要点
针对尾管封隔注水泥工艺井的特性，在原有固井工具成熟技术的基础上，对固井完井工具和使用工艺进行了系统设计研究和改进，以适应尾管封隔注水泥工艺井的要求。
1. 部分井悬挂器座挂位置位于大斜度井段，为使后续作业的管串容易进出喇叭口，在回接筒喇叭口处设计较大直径的扶正套，尽可能扶正悬挂器居中。
2.尾管胶塞设计成与分级注水泥器关闭套相配合的关闭胶塞。
3.为保证座挂成功率，设计了液压式双作用尾管悬挂器。采用双液缸、双锥体的两套悬挂机构，实现尾管悬挂双保险，保证悬挂器顺利座挂。177.8mm×127mm尾管悬挂器采用特殊加厚轴承，增加倒扣轴承承载能力。倒扣系统采用特殊处理提高耐磨性能，确保倒扣系统稳定可靠。中心管密封系统采用多种密封形式，确保中心管处不短路。
四、典型的任深2X井尾管封隔注水泥工艺
1. 任深2X井概况：
任深2X井是华北油田一口集团公司重点风险探井，井型为定向井，设计井深4200（垂深）米，构造名称：冀中坳陷饶阳凹任丘潜山构造带任北潜山内幕断鼻。设计目的层位Jxw7，完钻层位为Jxw8。主要钻井目的是：了解任丘潜山构造带任北潜山内幕雾7油组含油气情况。该井在钻进至3388.68m- 3389.76 m处，放空进尺1.05m。钻至3377.44 m处有进无出，以后经多次堵漏无果，继续钻进至4175.5m，始终有进无出，共漏失井浆：12748.13 m。后井深3748 m打水泥塞堵漏及完作业前加入堵漏材料进行堵漏后，漏失得到控制。后经过研究在：3880 m 3930 m打水泥塞，塞厚50 m，然后下入127 mm尾管至3752.5 m。采用悬挂器加分级箍加封隔器的固井工艺，固井施工获得成功。
2. 任深2X井井身结构及完井管串结构
表1 任深2X井钻井基础数据、完井管串结构
套管程序 钻头尺寸×井深 套管尺寸×下深 完井管串结构
表套 Φ444.5mm×175m Φ339.73mm×172.47m 127mm引鞋+127mm套管串+127mm盲板+127mm套管外封隔器 +127mm分级箍 +127mm短套管+127mm套管串+177.8mm*127mm尾管悬挂器
技套 Φ311.15mm×1931m Φ244.5mm×1929.56m
技套 Φ215.9mm×3369.25m Φ177.8mm×3367.79m
尾管 Φ152mm×4175.5m Φ127mm×3752.25m
图1 任深2X井井身结构图
3. 任深2X井施工过程
1、下套管前，要求严格控制下放速度，封隔器上下各家一只刚性扶正器，并按时灌浆。下套管全过程顺利。
2、施工井队用31/2″和5″复合钻杆送尾管入井，到位后接方钻杆，憋压8Mpa，稳压1min，下放钻柱0.8m，观察悬重变化，指重表悬重下降14t，正好与理论计算尾管浮重与回缩距一致，判断悬挂器做挂成功，继续下压附加3t。
3、继续蹩压10Mpa至5min，充分胀开封隔器。
4、再继续加压到17Mpa打开分级箍，在加压到13.5Mpa时，分级箍打开建立循环。
5、经管开泵畅通，循环排量13l/s，泵压8Mpa，循环90min，当井底钻井液处理好后。
6、倒扣，先将钻具悬重调节到甩掉尾管重量再附加下压3t后，先试正转5圈，观察无回转，继续正转倒扣10圈三次，共计35圈。试上提钻具1.5m，观察指重表悬重下降14t。尾管甩掉，悬挂器倒扣成功。
7、悬挂器、分级箍、封隔器均正常工作。
8、开泵循环钻井液无压力波动正常，决定固井施工。按预先程序进行管线试压25Mpa，注隔离液2m3，注水泥浆12.5m3，顶替钻井液至0.5m3时，压力由3Mpa降至0Mpa，在这过程中排量未变，返出正常。当泵替至14.8m3时，泵压很快升至8Mpa，到21.3m3碰压12Mpa停泵，井口泥浆立即停返，停止施工，固井施工结束。按程序上提钻具候凝。
五、结论
1. 尾管封隔注水泥工艺是一项复杂的尾管固井完井技术，使用液压式双作用尾管悬挂器，以确保悬挂器座挂牢靠。
2. 该工艺固井工具的压力级别多，各工具之间的压力设定应参照井下情况，方便控制的条件下，协调设定几个销钉压力的具体数值。
3. 尾管封隔注水泥工艺固井工具的配套是一项细致的工作，从工具的的选型到配套，再到各级别压力的确定，都需要依据现场井况进行调整。
参考文献
[1] 高军，吴伟，纪振云，等.水平井顶部注水泥筛管防砂完井技术在营斜451断块的应用研究[J].石油天然气学报，2010（5）：337.339.
[2] 皇甫洁，张全胜，李文波.水平井筛管顶部注水泥技术的应用[J].钻采工艺，2007，30（4）：161-162.
本文主要描述尾管悬挂器，套管外封隔器，分级注水泥器及相关附件等固井工具在复杂井中的配套使用及施工工艺技术，重点叙述了华北油田任深2X井相关施工工艺及过程。
关键词：尾管封隔注水泥；任深2X井；尾管悬挂器；管外封隔器；分级注水泥器
中图分类号：TQ172.1+1
一、概述
尾管封隔注水泥工艺技术在封隔产层或井下漏层的井况下使用居多。尾管悬挂器、套管外封隔器、分级注水泥器需要配套使用。首先需尾管悬挂器顺利座挂，其次需有效封隔地层，再次顺利打开分级注水泥器注液孔注水泥，最后关闭分级注水泥器注液孔。此工艺压力级别多，技术难度大，风险高，对井下安全风险控制、配套固井工具的质量、技术人员操作熟练程度及工作经验等要求相对较高。中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院相关技术人员在成熟的固井工具的基础上，对此工艺井进行深入研究，对配套固井工具进行改进与完善，做到专井专用。近10年来，顺利的完成了任深2X井、京11断块11口水平井及部分华北油田储气库井。
二、尾管封隔注水泥工艺
尾管封隔注水泥工艺是一项比较成熟的固井完井方式，该工艺采用悬挂器悬挂于技术套管上，管外封隔器胀封后将井眼一分为二，封隔器以上部分采用分级注水泥器注水泥固井，下部分采用尾管或者筛管完井。上部分用水泥固井，而下部分利用管外封隔器有效封隔漏層或产层。
三、尾管封隔注水泥工艺井固井工具设计要点
针对尾管封隔注水泥工艺井的特性，在原有固井工具成熟技术的基础上，对固井完井工具和使用工艺进行了系统设计研究和改进，以适应尾管封隔注水泥工艺井的要求。
1. 部分井悬挂器座挂位置位于大斜度井段，为使后续作业的管串容易进出喇叭口，在回接筒喇叭口处设计较大直径的扶正套，尽可能扶正悬挂器居中。
2.尾管胶塞设计成与分级注水泥器关闭套相配合的关闭胶塞。
3.为保证座挂成功率，设计了液压式双作用尾管悬挂器。采用双液缸、双锥体的两套悬挂机构，实现尾管悬挂双保险，保证悬挂器顺利座挂。177.8mm×127mm尾管悬挂器采用特殊加厚轴承，增加倒扣轴承承载能力。倒扣系统采用特殊处理提高耐磨性能，确保倒扣系统稳定可靠。中心管密封系统采用多种密封形式，确保中心管处不短路。
四、典型的任深2X井尾管封隔注水泥工艺
1. 任深2X井概况：
任深2X井是华北油田一口集团公司重点风险探井，井型为定向井，设计井深4200（垂深）米，构造名称：冀中坳陷饶阳凹任丘潜山构造带任北潜山内幕断鼻。设计目的层位Jxw7，完钻层位为Jxw8。主要钻井目的是：了解任丘潜山构造带任北潜山内幕雾7油组含油气情况。该井在钻进至3388.68m- 3389.76 m处，放空进尺1.05m。钻至3377.44 m处有进无出，以后经多次堵漏无果，继续钻进至4175.5m，始终有进无出，共漏失井浆：12748.13 m。后井深3748 m打水泥塞堵漏及完作业前加入堵漏材料进行堵漏后，漏失得到控制。后经过研究在：3880 m 3930 m打水泥塞，塞厚50 m，然后下入127 mm尾管至3752.5 m。采用悬挂器加分级箍加封隔器的固井工艺，固井施工获得成功。
2. 任深2X井井身结构及完井管串结构
表1 任深2X井钻井基础数据、完井管串结构
套管程序 钻头尺寸×井深 套管尺寸×下深 完井管串结构
表套 Φ444.5mm×175m Φ339.73mm×172.47m 127mm引鞋+127mm套管串+127mm盲板+127mm套管外封隔器 +127mm分级箍 +127mm短套管+127mm套管串+177.8mm*127mm尾管悬挂器
技套 Φ311.15mm×1931m Φ244.5mm×1929.56m
技套 Φ215.9mm×3369.25m Φ177.8mm×3367.79m
尾管 Φ152mm×4175.5m Φ127mm×3752.25m
图1 任深2X井井身结构图
3. 任深2X井施工过程
1、下套管前，要求严格控制下放速度，封隔器上下各家一只刚性扶正器，并按时灌浆。下套管全过程顺利。
2、施工井队用31/2″和5″复合钻杆送尾管入井，到位后接方钻杆，憋压8Mpa，稳压1min，下放钻柱0.8m，观察悬重变化，指重表悬重下降14t，正好与理论计算尾管浮重与回缩距一致，判断悬挂器做挂成功，继续下压附加3t。
3、继续蹩压10Mpa至5min，充分胀开封隔器。
4、再继续加压到17Mpa打开分级箍，在加压到13.5Mpa时，分级箍打开建立循环。
5、经管开泵畅通，循环排量13l/s，泵压8Mpa，循环90min，当井底钻井液处理好后。
6、倒扣，先将钻具悬重调节到甩掉尾管重量再附加下压3t后，先试正转5圈，观察无回转，继续正转倒扣10圈三次，共计35圈。试上提钻具1.5m，观察指重表悬重下降14t。尾管甩掉，悬挂器倒扣成功。
7、悬挂器、分级箍、封隔器均正常工作。
8、开泵循环钻井液无压力波动正常，决定固井施工。按预先程序进行管线试压25Mpa，注隔离液2m3，注水泥浆12.5m3，顶替钻井液至0.5m3时，压力由3Mpa降至0Mpa，在这过程中排量未变，返出正常。当泵替至14.8m3时，泵压很快升至8Mpa，到21.3m3碰压12Mpa停泵，井口泥浆立即停返，停止施工，固井施工结束。按程序上提钻具候凝。
五、结论
1. 尾管封隔注水泥工艺是一项复杂的尾管固井完井技术，使用液压式双作用尾管悬挂器，以确保悬挂器座挂牢靠。
2. 该工艺固井工具的压力级别多，各工具之间的压力设定应参照井下情况，方便控制的条件下，协调设定几个销钉压力的具体数值。
3. 尾管封隔注水泥工艺固井工具的配套是一项细致的工作，从工具的的选型到配套，再到各级别压力的确定，都需要依据现场井况进行调整。
参考文献
[1] 高军，吴伟，纪振云，等.水平井顶部注水泥筛管防砂完井技术在营斜451断块的应用研究[J].石油天然气学报，2010（5）：337.339.
[2] 皇甫洁，张全胜，李文波.水平井筛管顶部注水泥技术的应用[J].钻采工艺，2007，30（4）：161-162.