尾管懸掛和回接固井異常工況分析及對策

郭建軍，魏 新，王 浩，姜 輝

（西部鉆探工程有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

尾管固井使用最主要的工具就是尾管懸掛器。該工具及附件在施工作業中工作是否正常，直接關系到固井施工的成敗。特別是尾管懸掛、回接固井現場施工中出現的異常復雜工況，又是影響固井施工順利完成的主要因素。因此如何規避尾管和回接固井施工中出現的異常工況，是其固井施工作業順利完成的重要環節。文中針對這些異常工況原因進行了分析，并提出了預防和應對措施。

1 液壓尾管懸掛器異常工況原因分析

1）懸掛器泵送球無憋壓顯示。經分析可能是以下幾個原因：一是球在斜井段套管里運行變排量時液體流態發生了改變，直線流變成了渦流[1]，從而也改變了球的運行軌跡，使球靠近套管內壁沿渦體以渦流流態移動（見圖1），不能落入球座；二是由于斜井段井眼軌跡不規則，套管在斜井段呈波浪形，球座下入位置在彎曲井眼的高點處，球運行到位落在套管低位，無法進入高點處球座中；三是鉆井液性能影響，如稠漿在套管低邊滯留靜止時間長，在循環時沒有頂替干凈而靜切力大的稠漿，而球落在低邊稠漿中，運行受阻到基本靜止，無法被頂替到球座中。

圖1 鉆井液渦流流向示意圖

2）懸掛器掛不住。井口與井架中心不對中，懸掛器入井在技套內不居中，坐掛時懸掛器四片卡瓦不能同步鑲嵌在懸掛器本體與技套內環形空間內，無法有效懸掛下部尾管，導致懸掛器掛不住；

鉆井液中含有一定量的堵漏劑，可能將懸掛器內進液傳壓孔堵塞或將懸掛器液缸與本體之間間隙填滿，使液缸內無法移動上行，造成坐掛異常；懸掛器液缸密封失效。一是密封橡膠圈損壞：二是液缸本體變形，導致液缸內憋不起壓，無法推動液缸移動；

3）固井替漿時膠塞復合無壓力顯示。當尾管膠塞剪釘剪切值大于膠塞復合瞬間井口壓力波動值，才可觀測到復合壓力顯示[2]，因此造成膠塞復合無壓力顯示原因是膠塞復合瞬間井口壓力波動值大于膠塞剪釘剪切值。見圖2。

圖2 膠塞復合示意圖

2 尾管懸掛器異常工況對策與預防

1）送球無憋壓顯示的對策。如用泵送球替漿量超過理論替漿量的1.5 倍，沒有憋壓顯示，坐底用鉆具壓上20t，開泵頂通洗井5～10min,上提管串到中和點懸重再壓20t，觀測下壓位置是否有變化，如位置無變化，則可進行后續倒扣等施工作業；如位置下移，則開泵頂通洗井5～10min，再上提管串到中和點懸重下壓20t，位置無變化再進行后續施工作業。預防措施：分兩種工況，第一種球座在直井段，投銅球，讓球自由下落到球座位置，再開泵憋壓；第二種球座在斜井段，將球座盡量安放在狗腿度小的井段，用泵送球，從始至終保持排量不變。將球座安放在球座尾管空心膠塞內，使球座位于直井段，投銅球憋壓坐掛。

2）懸掛器掛不住的對策。如在懸掛器憋壓坐掛施工過程中，管內憋壓壓力大于懸掛器剪釘壓力5MPa,微調幾個坐掛位置仍然掛不住，直接坐井底，開泵循環正常，進行后續施工作業。預防措施：一次性附加大于坐掛壓力5～6MPa，坐掛位置避開上層套管磨損和接箍位置[3]，管串接加長引鞋。

3） 固井替漿時膠塞復合無壓力顯示的對策。由于膠塞復合時無壓力顯示，無法效驗替漿計量誤差，替漿到理論計算量再附加0.5～1m3，停泵，放回水。預防措施：上調尾管膠塞剪釘剪切壓力值，使剪釘剪切壓力值大于膠塞復合瞬間井口壓力波動值。

3 回接固井異常工況原因分析

1）回接套管試插下壓重量異常。下壓鉆具10t 試插,經開泵驗證，回接插入筒已插入回接筒內，而個別水平井技術尾管回接固井施工時，下壓鉆具20t 試插，開泵驗證，回接插入筒沒有插入回接筒內。由于下部尾管喇叭口下部50～100m位置有水泥塞將尾管上下隔開，插入時尾管內是死腔，而液體又不可壓縮，造成下壓重量不足，導致插入筒不能插入回接筒內的工況。

2）回接固井管內留水泥塞。如回接固井封固段長2800m 左右，管外水泥漿密度1.90g/cm3，管內頂替鉆井液密度1.40 g/cm3，管內外有大于15MPa 的靜壓差，在加上施工壓耗，固井替漿后期施工壓力達到近30MPa，而插入筒密封圈只起輔助密封，候凝期間管內浮箍在高壓差作用下密封面局部泄漏，造成少部分水泥漿倒流進管內。

4 回接固井異常工況對策與預防

1）回接套管試插下壓重量異常的對策。繼續每次5～10t 加大管串下壓重量，直到證實已將插入筒插入回接筒內。預防措施：下回接套管前，充分洗井調整鉆井液性能，改善其流動性，減小回接插入筒插入回接筒的流動阻力。

2）回接固井管內留水泥塞的對策。固井施工完成后，在管內憋一定的壓力候凝，以抵消一部分管內外靜壓差。預防措施：一是采用密度1.60 g/cm3鉆井液替漿；二是更換插入筒密封方式和選用密封可靠的浮箍；三是在套管串適當位置加裝管外封隔器。

5 結論和認識

尾管懸掛固井程序復雜。施工前對施工過程中可能出現的異常工況進行預判、分析，提出對策和預防措施非常重要，可以規避施工風險，降低事故的發生率。回接固井雖然施工程序簡單，風險相對較小，但回接插入筒如不能插入回接筒內，則影響與尾管連通回接質量；回接固井管內留水泥塞，則增加鉆塞費用，延長完井施工時間。施工前掌握施工全過程可能出現的異常工況，實施預防措施，對于確保回接固井質量至關重要。