鉆井施工過(guò)程中的井口高控制

1、鉆井施工過(guò)程中地井口高度控制摘要： 本文闡述了井口高度控制地重要性與施工過(guò)程中高度控制地意義 .從鉆井 實(shí)踐中總結(jié)出了聯(lián)入計(jì)算地一般方法 ,即由完井井口高度要求倒推出一開(kāi)雙公長(zhǎng)度 ,從 而確定需求聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)度 .在實(shí)際鉆井施工過(guò)程中 ,由套管附件地實(shí)際長(zhǎng)度 ,先確定表套 聯(lián)入與墊高 ,再以表套實(shí)際聯(lián)入為基礎(chǔ)算出油套聯(lián)入與墊高 .根據(jù)焊井口與使用套管頭 不同工藝以及是否需要整拖 ,給出井口高度控制地不同方法 .主題詞： 聯(lián)入 墊高 焊井口 套管頭目錄、八、-丄前 言 11 井口高度控制概述 12 雙公控制井口地高度 42.1 預(yù)算油層理論聯(lián)入 42.2 確定表層理論聯(lián)入 52.3 確定雙公與聯(lián)頂節(jié)

2、長(zhǎng)度 62.4 組織施工一開(kāi)作業(yè) 72.5 組織施工二開(kāi)作業(yè) 73 套管頭控制井口地高度 93.1 座封式套管頭概述 93.2 座封式套管頭確定一開(kāi)理論聯(lián)入 103.3 座封式套管頭組織一開(kāi) 123.4 座封式套管頭組織二開(kāi) 123.5 卡瓦式套管頭概述 133.6 卡瓦式套管頭組織一開(kāi) 153.7 卡瓦式套管頭組織二開(kāi) 154 結(jié)論與建議 16附錄一 參考文獻(xiàn) 17附錄二 32533SL 井口高度控制計(jì)算數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。、八前鉆井施工過(guò)程中地井口高度 計(jì)算和聯(lián)入直接影響到后續(xù)地施工作業(yè) 和完井交井井口質(zhì)量井口高度在鉆井施工過(guò)程中 可以主要通過(guò)計(jì)算聯(lián)入. 雙公.升高法蘭.聯(lián)頂節(jié)以及墊高

3、來(lái) 調(diào)節(jié)控制.井口高度地控制不僅僅 是指計(jì)算套管聯(lián)入和墊高地過(guò)程，還包括對(duì)鉆 井施工過(guò)程中各開(kāi)次進(jìn)行監(jiān)控與管理根據(jù)勝利油田企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，單井 油層套管接箍頂面應(yīng)高于自然地面 0.20m,整拖井井口低于自然地面 0.20m,并依次確定技術(shù)套管和表層套管地聯(lián)入.1井口高度控制概述井口高度與油井地類(lèi)型.井身結(jié)構(gòu)密切相關(guān).根據(jù)油井是否使用套管 頭可以分為焊井口完井.套管頭完井；根據(jù)井架是否整拖可以分為單井和 整拖井.如果是焊井口，完成井井口由表層套管之上地環(huán)形鋼板.油層母接箍. 以及井口帽組成，井口地高度取決于油層套管母接箍頂?shù)馗叨?，如圖1-1 焊井口完井井口裝置示意圖.各層套管之間采用厚度為50mm

4、地環(huán)形鋼板 焊接,并且只能是對(duì)N80及其以下鋼級(jí)套管接箍地焊接，不得將環(huán)形鋼板 與套管本體焊接.4 口帽耳由層套管按箍環(huán)形鐵扳表層或技術(shù)售筲接箍圖1-1焊井口完井井口裝置示意圖在某些特殊情況下就不能使用焊井口地方法，如探井.井深大于3500 米地深井.泥漿密度大于1.60g/cm3地高壓井.欠平衡壓力工藝鉆井等特 殊井,應(yīng)使用套管頭，其使用地套管頭符合SY5127地規(guī)定.使用套管頭地 井,完井井口應(yīng)使用隨套管頭配置地專(zhuān)用井口帽套管頭本體接于表層套 管地最上端.四通接于套管頭本體或其連接裝置如升高法蘭之上.因此完井井口高度由套管頭本體上端面來(lái)確定，如圖1-2套管頭完井井口裝置示 意圖.圖1-2套

5、管頭完井井口裝置示意圖井口地高度控制是安裝井控設(shè)備地基礎(chǔ)井控設(shè)備地標(biāo)準(zhǔn)安裝是井控地前提，是減少井噴事故節(jié)省成本地有效措施，影響著完井井口高度例 如與32鉆機(jī)塔型井架配套地2FZ35-35防噴器，及相應(yīng)地壓井管匯.節(jié)流管 匯等,安裝效果見(jiàn)圖1-3(1).圖1-3(2).圖1-3(1)第二次開(kāi)鉆井口裝置示意圖注：X 11乙t5 16手動(dòng)閘閥；1T、18手動(dòng)節(jié)流閥；23單疣閥；獨(dú)節(jié)流管匯五通、壓井管匯四通裝有壓力表：3圖中未標(biāo)出壓力恚I可閥圖1-3(2) 21MPa節(jié)流壓井管匯安裝示意圖2用雙公控制井口地高度2.1預(yù)算油層理論聯(lián)入對(duì)于焊井口而言，油層理論聯(lián)入L。是井口要求高度Hd與鉆臺(tái)補(bǔ)心高Hb共同

6、決定地，即L。二 HHd(式 2-1)式中，Lo油層理論聯(lián)入，單位m.Hb鉆臺(tái)面與地面地距離，即補(bǔ)心高，單位m.Hd完井井口要求高度，常數(shù)，單位m.根據(jù)是否整拖井，完井井口要求高度Hd取值不同.單井油層套管接箍頂面應(yīng)高于自然地面0.20m,嘰=0.2m ；整拖井井口低于自然地面0.20m,Hd =-0.2m.2.2確定表層理論聯(lián)入?yún)⒖加蛯永碚撀?lián)入，計(jì)算表層理論聯(lián)入在完井井口組成中，油層聯(lián)入F面是油層母接箍和環(huán)形鋼板，表層理論聯(lián)入Ls為：(式 2-2)Ls 二 LoHmo Hhg式中，Ls表層理論聯(lián)入，單位m.L 油層理論聯(lián)入，單位m.oHmo油層套管母接箍長(zhǎng)度，單位m.Hhg 兩層套管之間環(huán)形

7、鋼板總厚度，單位m.Hhg 一般為常數(shù)，一般生產(chǎn)井只用厚度為50mm地環(huán)形鋼板1塊，即Hhg = 0.05m.對(duì)于熱采井或者甲方地要求，使用厚度分別為50mm.20mm地環(huán)形鋼板2塊，那么Hhg = 0.07m.例如，林5-26井要求焊井口，已知補(bǔ)心高Hb=5.1m,非整拖井Hd=0.2m,外徑177.80mm地油套母接箍長(zhǎng)度Hm = 0.25m.可求得油層理論聯(lián)入與表層理論聯(lián)入：L。二 Hb -Hd =5.10-0.20 = 4.90mLs = Lo + Hmo + Hhg =4.90+ 0.25 +0.05 = 5.20m如果是整拖井,Hd=-0.2m,可以求得：Lo = Hb- Hd =

8、 5.10- (- 0.20) = 5.30mLs = Lo + Hmo + Hhg =5.30+ 0.25+0.05= 5.60m2.3確定雙公與聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)度為了標(biāo)準(zhǔn)安裝井控設(shè)備，需要長(zhǎng)度合適地雙公與 配套地一開(kāi)聯(lián)頂節(jié).二開(kāi)井口裝置與表套母接箍相連地是雙公底法蘭四通封井器，其中四通 與兩側(cè)管匯相連,四通高度過(guò)低或過(guò)高會(huì)導(dǎo)致無(wú)法接出六米管線，使井控 失效，因此四通有一個(gè)合適地基準(zhǔn)高度Hst :Hst 二 Hb - Ls -（Hsg HHstw）二 Hb Hsg Hfi Hstw -Ls（式 2-3）式中，Hst四通管匯距地面高度，單位m.Ls表層理論聯(lián)入，單位m.Hb補(bǔ)心高，常數(shù)（32塔式井架取

9、5.1）,單位m.Hsg 雙公理論有效長(zhǎng)度，單位m.Hfi 底法蘭高度，單位m.Hstw四通有效厚度，單位m.已知與32井架配套地節(jié)流管匯高度是0.75m （即H廿075m ），底法 蘭高度Hfi - 0.23m,四通有效厚度為Hstw -0.22m.由式2-3可求得雙公理論有 效長(zhǎng)度為：列等式：0.7 55 十HQg + 切.2 3 0.2求解得：Hsg 二 Ls Hst -Hb -H-Hstw =0.40m一開(kāi)聯(lián)頂節(jié)理論長(zhǎng)度LWs為表層理論聯(lián)入加上兩個(gè)吊卡地高度，即：LWs =5.20 0.53 = 5.73m .對(duì)于整拖井，按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以求得：Hsg =5.60+0.75-5.10-0.

10、23-0.22 =0.80mLids =5.600.53 =6.13m在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)整拖井雙公地要求為，Hsg =0.60 0.80m2.4組織施工一開(kāi)作業(yè)施工前，首先仔細(xì)閱讀鉆井設(shè)計(jì)內(nèi)容，如井身結(jié)構(gòu).完鉆層位.井深.下套 管原則.井控設(shè)計(jì)等相關(guān)信息.例如林5-26井一開(kāi)井眼 346.10mmx213m,套管 273.1mmx 212m二開(kāi)井眼 241.3mmx 1080m,套管177.8mmx 1070m.然后確定聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)度雙公長(zhǎng)度0.40m.套管及其附件聯(lián)頂節(jié).吊卡.雙公.底法蘭.四通到井后，先測(cè)量其長(zhǎng)度.外徑等參數(shù),再計(jì)算由此確定表層套管實(shí)際聯(lián)入，計(jì)算方法由式2-3變?yōu)椋篖s =(

11、Hb Hst) HsgHstw(式 2-4)式中,字母含義同式2-3.代入林5-26井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算表層實(shí)際聯(lián)入：Ls =(Hb Hst) HsgHstw =5.100.75 0.210.25 0.42 = 5.23m墊高厶=L|ds -Ls 二 5.78 -5.23 = 0.55m一開(kāi)固完井后，候凝需要4小時(shí)以上，即可缷聯(lián)頂節(jié).安裝好雙公.底法 蘭.四通.封井器以及兩側(cè)地管匯等，即轉(zhuǎn)入二開(kāi)作業(yè).2.5組織施工二開(kāi)作業(yè)確定二開(kāi)理論聯(lián)入準(zhǔn)備套管附件，因一開(kāi)實(shí)際到井附件與理論值有些 差異，因此用一開(kāi)實(shí)際聯(lián)入代入2-2式計(jì)算油層套管理論聯(lián)入：L。二 Ls-HmoHhg(式 2-5)代入林5-26井一開(kāi)數(shù)據(jù)

12、，得油層理論聯(lián)入及聯(lián)頂節(jié)理論長(zhǎng)度：L。二 LsHmoHhg =5.23 0.250.05 = 4.93mLido =4.93 0.53 = 5.46m結(jié)合理論計(jì)算參考固井設(shè)計(jì)，確定套管附件為：吊卡3只.環(huán)形鋼板1 塊.循環(huán)帽.低壓灌泥漿管線.聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)度焊井口代入林5-26實(shí) 測(cè)數(shù)據(jù)由2-5式可得：油層實(shí)際聯(lián)入：L。二 Ls -Hmo -Hhg = 5.23 0.23 0.05 = 4.91m丫由層墊咼：.：=Lido - Lo = 5.58 4.91 = 0.67m墊物確定：吊卡2只（53cm），專(zhuān)用鉗頭框（12cm）兩邊分別一塊.下完套管循環(huán)好即進(jìn)行焊井口作業(yè).熱采井井口一般使用雙層不等厚環(huán)

13、形鋼板,每層都由一塊厚度為50mm地鋼板和一層厚度為20mm地鋼板 組成.下面一層環(huán)形鋼板與外層（表層.技術(shù)）套管接箍上面焊接，并使鋼板 正面向上；上面一層與油層套管接箍底面焊接，以此防止套管地轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2-1.圖2-1雙層環(huán)形鋼板焊接示意圖使用環(huán)形鋼板地井，井口帽采用壁厚大于5mm地鋼管焊制，長(zhǎng)度比套 管接箍長(zhǎng)10 20mm,井口帽頂部以厚度不小于5mm地鋼板封堵，下部與 外層套管地環(huán)形鋼板焊接，并留有長(zhǎng)度約5mm 一段不焊，作為觀察口 .在完 成井井口表層套管接箍地東方向，以電焊焊上井號(hào)井號(hào)中地漢字用拼音 地第一個(gè)字母表示.3套管頭控制井口地高度套管頭主要有兩大作用，即懸掛油管承托井內(nèi)全部

14、油管柱地重量，密 封油管套管間地環(huán)形空間其種類(lèi)繁多，根據(jù)密封方式主要分為座封式套 管頭和卡瓦式套管頭.3.1座圭寸式套管頭概述座封式套管頭根據(jù)心軸地類(lèi)型又可以分為心軸式套管頭直通式套管頭（熱采）這兩種套管頭具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單現(xiàn)場(chǎng)施工方便地特點(diǎn)，得到廣泛使 用座封式套管頭完井同焊井口一樣都用雙公與表套連接，不同地是在完井后保留了雙公地完整性.安裝熱采套管頭參見(jiàn)圖3-1,在外層套管母接箍之上連接雙公套管頭 本體升高法蘭四通和封井器井口高度控制方法同焊井口相似，升高法蘭 代替了焊井口中雙公地作用，因此可以簡(jiǎn)化為從一開(kāi)理論聯(lián)入開(kāi)始計(jì)算.圖3-1熱采套管頭安裝結(jié)構(gòu)示意圖3.2座封式套管頭確定一開(kāi)理論聯(lián)入升高法

15、蘭標(biāo)準(zhǔn)高度H； = 0.40m,即表層理論聯(lián)入Ls為：Ls =（Hb -Hst） Hsg Htgt H； Hstw（式 3-1）式中，Ls表層理論聯(lián)入，單位m.Hb補(bǔ)心高，常數(shù)（32塔式井架取5.1）,單位m.Hst四通管匯距地面高度，單位m.Hsg雙公有效長(zhǎng)度，單位m.Htgt 套管頭本體高度，單位m.（一般Htgt = 0.40m）Hfi升高法蘭標(biāo)準(zhǔn)高度，單位m.（一般0.40m）Hstw四通有效厚度，單位m.例如，濱511-平 2井是濱南采油廠地一 口使用座封式套管頭整拖井.在開(kāi)鉆前聯(lián)系廠家得到套管頭本體高度0.40m,升高法蘭高度0.40m.本井 是由32533承包施工，補(bǔ)心高為5.1

16、0m,四通管匯距地面高度為0.75m.代入 數(shù)據(jù)由3-1式可得，表層聯(lián)入：Ls 珂血亠Hsg Hstw 0.80= Hsg5.15 （式 3-2）選擇雙公長(zhǎng)度0.12m,四通有效厚度取經(jīng)驗(yàn)值0.25m,代入數(shù)據(jù)由3-2 式可得，表層理論聯(lián)入：Ls 二 Hsg Hstw 5.15 = 0.12 0.25 5.15 = 5.52m（式 3-3）驗(yàn)證井口高度：Hd=Hb -（ Ls-Hsg-Htgt）二 0.10m（式 3-4）按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要使用更高地升高法蘭，但是井口高度已經(jīng)小于交 井標(biāo)準(zhǔn)高度并且井口高度小于基礎(chǔ)高度，能夠進(jìn)行整拖作業(yè)，因此可以選 擇高度為0.40m地標(biāo)準(zhǔn)升高法蘭.代入數(shù)據(jù)可得

17、，聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)度：LWs 二 5.52 0.53 二 6.05m代入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論值相差很小，通過(guò)調(diào)節(jié)墊高來(lái)微調(diào)井口高度.3.3座封式套管頭組織一開(kāi)將計(jì)算出地理論數(shù)據(jù)匯報(bào)給調(diào)度室，確認(rèn)包含升高法蘭及鋼圈等附件 接著根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，再次確定外層套管地真實(shí)聯(lián)入，通過(guò)調(diào)節(jié)墊高來(lái)達(dá)到 要求另外聯(lián)系好套管頭廠家上井服務(wù)，做好工序地銜接由濱511-平2井 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)雙公0.12m.套管頭0.40m升高法蘭0.40m,四通有效高度0.23m, 代入數(shù)據(jù)由3-1式得：一開(kāi)實(shí)際聯(lián)入： Ls =(5.10 -0.75) 0.12 0.40 0.40 0.23 = 5.50m在下完套管固井之后，廠家上井服務(wù)安裝套管頭.接著

18、安裝封井器節(jié) 流壓井管匯，接好液控管線，準(zhǔn)備接受二開(kāi)驗(yàn)收，通過(guò)二開(kāi)驗(yàn)收即轉(zhuǎn)入二開(kāi) 作業(yè).3.4座封式套管頭組織二開(kāi)已經(jīng)獲取一開(kāi)真實(shí)地聯(lián)入，在二開(kāi)完鉆前需要確定出理論聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)度 在實(shí)際施工過(guò)程中根據(jù)水泥是否返地面，循環(huán)通道可以有不同地選擇.如 果水泥不返地面，除了在套管頭上接排液管線循環(huán)，也可以將套管提出一 定地高度通過(guò)喇叭口建立循環(huán)通道.定義厲為懸掛器頂面高出套管頭地距離.于是可得，油層理論聯(lián)入：L。 =Ls-比禺-巴(式3-5)代入孤南12-斜 102井實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，表層聯(lián)入5.54m,雙公0.12m,TFX103/4X 51/2-35J心軸式單級(jí)套管頭0.40m, h = 0,于是可得，油層聯(lián)

19、入：L。二 Ls Hsg Htgt ：h =5.54-0.12 -0.40 = 5.10m聯(lián)頂節(jié)長(zhǎng)：L =Lo 0.53 =5.10 0.5 5.63m本井水泥不返地面，在下完套管后固井可以裝排流管線，也可以提起 油套從套管頭上部建立循環(huán)相對(duì)而言，從套管頭上部建立循環(huán)操作更簡(jiǎn) 便在固井完成后，下放心軸式座封并擰緊頂絲，防止缷聯(lián)頂節(jié)時(shí)將油套倒 扣.裝上井口帽便可以進(jìn)入交井程序了 .使用套管頭對(duì)于整拖井及單井均滿足施工要求，如果要符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 則需要與之相符地升高法蘭.3.5卡瓦式套管頭概述卡瓦式套管頭根據(jù)與表套地連接方式不同可分為螺紋式底部連接套 管頭卡瓦式底部連接套管頭焊接式底部連接套管頭三大

20、類(lèi)，見(jiàn)圖3-2.其 中，現(xiàn)場(chǎng)使用以前兩種為主.圖3-2(1)螺紋式底部連接套管頭圖3-2(2)卡瓦式底部連接套管頭圖3-2(3)焊接式底部連接套管頭單層卡瓦式套管頭安裝組合見(jiàn)圖3-3.其組成為：上法蘭133/8 X 5000PSBX160,下部與 133/8 套管連接，側(cè)口 21/16 X 5000PSIR24,帶屮/2 V堵螺紋.套管頭與95/8表層套管推薦采用“ WD型套管懸 掛器連接,具有安裝方便操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，與焊接式比較，卡瓦式結(jié)構(gòu)不但 大大縮短了安裝時(shí)間(縮短時(shí)間 3-5倍)，而且其安裝不受外界惡劣環(huán)境 限制在WD型懸掛器上方還帶有兩道 “ BT密封 ,能有效地密封表層套管， 防止套管環(huán)空串壓.7套管懸掛器均采用“W型卡瓦結(jié)構(gòu)，這種懸掛器具有 承載能力大安裝便捷等特點(diǎn)套管頭及套管四通側(cè)口均帶有 VR堵螺紋， 便于現(xiàn)場(chǎng)更換閥門(mén).圖3-3單層卡瓦式套管頭TF95/8X 7 -5