上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

當前常用的上部注水泥固井下部篩管完井技術施工結束后要進行六棱鉆頭鉆塞作業，鉆塞不但影響油井生產時間、增加作業費用，而且鉆塞過程中容易對套管、篩管和井下工具造成一定的傷害，甚至影響開發后期的修井作業。對固井完井工藝和相關工具進行分析研究，給出了一種不用鉆塞的上固下篩固井完井技術和相關的配套工具的設計思路，設計了單流可脫落式盲板和單流式注水泥器，這大大節省了施工時間，節省了施工費用。相關的研究結果表明，上固下篩一體化快速固井完井技術簡化了固井完井施工作業流程，極大降低了施工過程中的各種風險，適合在各種疏松砂巖的水平井、直井和側鉆井等使用，同時也推動了相關的配套工具的設計研發進程。

篩管；固井；快速；完井

上部注水泥下部篩管完井技術是針對疏松砂巖水平井的主要技術，該技術能節省中間套管，同時增大油層裸露程度，應用較為廣泛［1］-［2］。但是目前的固井完井工藝施工后要進行鉆塞，這大大增加了作業時間和費用，而且鉆塞過程中鉆頭容易對套管和固井工具造成一定的傷害，甚至造成固井完井故障。本文研究的上固下篩一體化固井完井工藝通過對相關固井工具進行設計改進，免去了原工藝的鉆塞過程，有效地避免了可能存在的上述固井完井事故。通過相關設計研究，保持了原工藝上部注水泥下部篩管完井的流程，同時施工結束后只需下入絲堵將脫落件推入井底即可。該技術能非常有效保護套管安全，大大提高固井質量和油井完井質量，滿足了油井的長期有效開發規劃。但是，原工藝存在的問題歸根到底是相關固井完井工具的性能影響了該技術的進展，對該工藝工具的研究非常急需。因此，開展了上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝的研究，以便對上述問題進行解決。

1 關鍵工具設計思路

（1）注水泥器 注水泥器是上部注水泥下部篩管完井技術的主要工具之一，以往的工藝要單獨下入注水泥器和盲板，二者配合使用。新的注水泥器，如圖1所示，增加了脫落筒7且替漿塞設置成為單流式替漿塞1，工作時，首先管內憋壓，將注水泥器下部的裸眼封隔器漲封，然后打高壓將注水泥孔4打開進行注水泥作業。替漿塞設置為單流式替漿塞1，該替漿塞下入到注水泥器位置時，先與脫落筒7鎖定在一起，帶動關閉筒6向下運動剪斷剪釘3，此時注水泥孔4被關閉，繼續打壓剪斷脫落剪釘5，單流式替漿膠塞2和脫落筒7鎖定在一起與注水泥器分離，此時泥漿可以通過單流式替漿膠塞1向上流動。

（2）單流盲板 原工藝盲板為不通腔，下入管柱的過程中要每十根管柱灌一次泥漿，減少浮力影響。新的盲板通過單流盲板圖2的設計，使泥漿能夠通過單流球3向上運動達到了在下入管柱的過程中不用灌漿的目的，簡化施工程序。使用該盲板時，先將管內打高壓，圖2單流盲板中的單流球3、球座4和內筒5便一起向下運動，運動到一定位置時，脫落剪釘2在軸向剪切力的作用下被剪斷，內筒5與外筒1脫離。此時，便可下入鉆桿，將單流式注水泥器圖1和單流盲板2一起推入到井底，鉆桿末端設置有內通型導向堵。

2 固井完井主要工藝

（1）固井完井管柱結構 上固下篩一體化快速固井完井管柱從下到上為絲堵+洗井篩管+礫石充填裝置+篩管（帶滾輪扶正器）+單流盲板+裸眼封隔器+單流式注水泥器+套管至井口。

（2）施工流程和注意事項 ①井眼準備，用泥漿充分循環清洗。②用通井規對井眼進行通井。③按照設計的管柱結構依次下入工具。④管柱串在下入過程中嚴格按照設計要求的速度下入，嚴禁頓撞和變速。⑤盲板、注水泥器和裸眼封隔器的上下接頭處要涂抹密封膠。⑥管柱下入到預定位置后，進口接入水泥頭，打入泥漿，打壓漲封裸眼封隔器。⑦穩壓10分鐘后，繼續打壓至壓力突降為0，注水泥孔打開，充分循環泥漿至進出口液體一致。⑧注水泥作業，注入設計量的水泥。⑨然后進行替漿作業，釋放單流式替漿膠塞，將水泥頂替到套管環空內。⑩替漿膠塞到達注水泥處碰壓，關閉注水泥孔。繼續打壓至脫落筒剪釘剪斷與外筒分離。⑾通過打高壓使單流盲板的內筒剪斷剪釘，與外筒分離。⑿下入鉆桿，底帶內筒型導向堵，將單流盲板和單流式注水泥器的脫落部分一起推入到井底。此時泥漿可以在各個單流工具內向上流動，消除了流體的阻力。

3 結語

①上固下篩一體化快速固井完井技術免去了鉆塞的程序，減少了固井完井過程中的各種風險，增加了油井生產時間。②單流盲板的設計使用該工藝在下入固井完井管柱的過程中不用灌漿，減少了管柱下放過程中的流體阻力，提高了施工效率，節省施工作業的費用。③該工藝在管柱末端下入礫石充填裝置，可進行礫石充填防砂作業。

圖1 單流式注水泥器結構示意圖

圖2 單流盲板結構示意圖

圖3 固井工具推入井底

［1］劉言理、聶上振.上部注水泥下部精密復合篩管完井技術的研究與應用［J］.化工管理，2015，05，158-159.

［2］劉言理、聶上振、楊延征.水平井完井方法研究和優選［J］.價值工程，2015，10，34（378），94-95.

［3］劉言理. 水平井充填一體化化學防砂完井技術在海上油田的應用［J］.化工管理，2015，07，149-150.