石油水平井套管固井關井工具分析

黃興無

（中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，四川 成都 610000）

水平井技術在石油開發中得到了十分廣泛的應用，這種技術可以有效地提高油品的產量，受到了人們的廣泛重視。但是，在水平井作業方面，還需要加強研發配套固井工具和工藝，只有這樣，才能夠使得套管順利下入到水平井當中，從而確保水平井作業安全。

1 關于常用的水平井套管工具

1.1 引導性工具

在實際情況中，套管的引導能力，通常也會影響到水平井作業情況。因此，為了能夠很好地提高套管的引導能力，那么相關的工作人員也通常都會在引鞋上方接入一段套管，并且設置扶正器。這樣一來，就能夠確保套管的頂部可以在水平方向上保持向上的姿態，從而保證套管可以順利下入到水平井當中。但是，從另外一個角度來看，扶正器的應用，卻會使得套管的外部直徑增大。因此，在現實情況中，為了避免這一現象，通常還應該研究引導性能更好的工具，例如自導式浮鞋等等。

從實質上來說，自導式浮鞋的性能特點主要有以下幾點：其一，這種工具的內部結構和外部結構都十分穩定和可靠，而且液流的通道也是比較順暢的。在實際流通的過程中，不會受到較大的阻力。其二，在將其下入到套管的過程中，這種工具可以自動地調整導向方位，從而提高套管的通過性能，避免受到阻礙。其三，這種工具的耐溫性能比較好。其四，這種工具具有著很高的功率。其五，這種工具的引導能力比較強，即使是在不規則的井眼中，也能夠很好地發揮出自己的作用。

1.2 套管扶正器的應用

在實際情況中，套管扶正器也是一種常用的固井工具。而且，在具體應用過程中，滾軸式剛性扶正器的應用范圍是更廣泛的。這種扶正器本體上一共配置了五個扶正棱。而且，這些扶正棱都是剛性結構，上面都安裝著四個以上的滾輪。在具體應用的過程中，通常需要將這種扶正器安置在套管的外部。由于這種扶正棱上有較多的滾輪，所以也具有著很強的承載力。另外，這些滾輪都是由軸承組成的，所以之間所具有的摩擦阻力也比較小，可以很好地降低套管時面臨的阻力。因此，這種扶正器在水平井的套管下入作業中，也具有著很強的應用優勢。

1.3 關井工具

一般來說，在水平固井技術的應用下，就能夠確保后期的壓裂操作順利開展。因此，從這個方向來看，這種技術也是十分重要的技術。在具體使用的過程中，這種固井技術通常會要求工作人員在水平井中用清水替漿。因為，只有這樣，才能夠保證套管中形成適當的壓差，從而產生預應力。因此，當完成固井之后，在套管底端的浮鞋部分，也就會產生很大的反作用力。在這種情況下，若是采用傳統的關井工具，那么就無法很好地滿足實際要求。輕則會導致坐封不嚴密，從而導致預應力固井技術無法得到順利的應用。嚴重的話，甚至還會導致事故的發生，從而影響到石油的開采作業。因此，在實際情況中，就必須要加強對固井關井工具的研發，并且通過可靠的試驗盡快研制并普及新的固井關井工具，切實提升固井關井工作的效率與質量。

2 關于新型固井關井工具的研究

這些年來，水平井壓裂技術已經在石油開采事業中得到了非常普遍的運用，并且還成為了致密油開采的主要技術，具有著非常重要的意義。因此需要展開新工具的研制，促進行業發展。

2.1 工具構造

在套管固井關井滑套中，主要由四個部分共同組成，其一是本體，其二是外殼，其三是內殼，其四是膠塞。其中，在本體構件的接頭螺紋方面，主要采用的是和套管扣型完全匹配的螺紋。因為，只有這樣才能夠增加主體的壁厚，確保其具有足夠的抗壓能力。在主體的內部，還設置了預留孔，以此來與外殼上的螺紋保持連接。在外殼上，不僅有與主體連接的螺紋，也設置了密封環和循環孔。另外，內外殼的連接，主要通過銷釘來實現。并且，這樣還可以確保整體部件具有良好的密封性。

2.2 工具的應用原理

一般來說，在下入套管之后，通常還需要根據實際需求來在水平井的底部安裝關井閥。等到進行固井操作之時，前置液和水泥等物質就會經過關井閥中的循環孔，并且始終保持循環狀態。等到水泥已經完全注入之后，便可以投入膠塞。

2.3 試驗

這些年來，套管固井關井工具已經開始在很多的石油水平井中得到了運用。而且，從運用的效果來看，這類型工具的有效性也十分高，甚至可以達到100%。在這里，就以某致密油的評價水平井為例，來對這種固井關井工具進行了研究。已知，該水平井的主要結構為二開式的井身。其中，針對一開表深來說，其井下深為150m。而二開完鉆井身，則井深為2450m，水平段長度為600m。已知該水平井固井操作環節順利，總注入水泥量為65m3,在碰壓方面也符合相關的標準要求。其中，固井所對應的相關技術參數主要如下表所示：

表1 ：固井技術參數

在這次試驗中，沒有發現水泥塞存的現象，而且套管下放也比較順利。因此，從這個角度來看，這種水平井套管固井關井工具是具有著比較好的可靠性和穩定性的。

3 總結分析

在上文中，針對套管固井技術中所存在的水泥塞存等問題，適當地提出了一套較為成熟的關井工具。并且，在實際情況中，也通過具體試驗來對這種工具進行了使用研究和評價，可以明確這類關井工具的質量是比較可靠的，在實際使用過程中能夠充分地滿足斷流要求。

另外，結合某致密油評價水平井的實際情況來看，在實際情況中所開展的實驗。通過實驗可以得知，采用這種關井工具，成功率可以達到100%，幾乎沒有發現水泥塞存的現象。從實際的試驗情況可以知道，這種關井工具不僅構造比較簡潔，而且操作起來也比較簡單。除此之外，這種工具還具有著穩定性強、可靠性高等多種優勢。因此，在實際情況中，這種工具也具有著十分良好的應用前景和發展前景。

4 結束語

總而言之，通過對水平井套管技術的分析，可以了解到，在現代社會中，石油的開采，其所使用到的主要技術就是水平井套管技術。而加強對固井關井工具的研究，也能夠為石油開采作業提供可靠的工具支持。并且，這樣還可以提高水平井作業的安全性。