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1、塔里木油田非常规井身结构及套管程序塔里木油田非常规井身结构及套管程序二二 六六 年年 十十 月月11. 塔里木现行井身结构及其缺陷塔里木现行井身结构及其缺陷1.1. 塔里木现行井身结构塔里木现行井身结构塔里木油田目前主要采用的井眼套管程序为：20“13 3/8“9 5/8“7“5“这套井身结构在塔里木油田应用 17 年，能够满足台盆区的钻井生产需要。这套结构具有套管规格标准、供货渠道通畅、工具及井口配备成熟、使用方便等优点。1.2. 塔里木现行井身结构存在的缺陷塔里木现行井身结构存在的缺陷总体来说，塔里木现行井身结构存在以下一些缺陷：(1)不利于应对复杂地层深井、超深井地质变化引发的复杂钻井工
2、程问题；(1)8 1/2“（井眼）7“（套管）、6“（5 7/8“）（井眼）5“（套管）环空间隙窄，固井质量差；(1)套管强度偏低。1.2.1. 两层、三层井身结构存在的缺陷两层、三层井身结构存在的缺陷目前哈得地区普遍采用两层井身结构，这里以任选的哈得 19 井为例，图 1.1 给出了该井的井身结构设计图。三层井身结构主要在塔中地区采用，这里以任选的塔中 82 井为例，图 1.2 给出了该井的井身结构设计图。2图 1.1 哈得 19 井设计井身结构3图 1.2 塔中 82 井井身结构设计图4上面给出的这种两层和三层的井身结构存在的一个突出问题是：8 1/2“裸眼井段长，一般 4000 米左右，
3、最长达 5200 米，经常发生电测、阻卡、下套管井漏、开泵不通、开泵不返、固井质量差等问题， 2004 年到现在此类事故复杂 25 起，损失时间 166 天，具体统计情况见表 1.1。表表 1.11.1 20042004 年到现在塔里木探井年到现在塔里木探井 88 1/2“1/2“井眼钻井复杂问题统计井眼钻井复杂问题统计序 号井号完钻井深 (m)裸眼段 长度(m)复杂（事故）类型损失 时间 （h）备注1轮南 635548.604749.60卡钻次462轮古 395682.004460.00卡钻、钻具落井166553轮古 8025208.504007.50钻具落井打捞45.34轮南 621564
4、3.504147.50卡钻355塔中 715015.393811.39下 7“套管遇阻，开泵不通6塔中 1224634.003429.00电测卡电缆417塔中 6214854.003652.80下 7“套管井漏失返8轮古 3815516.434015.43电测卡电缆749哈德 1175200.003997.65电测卡工具-顿钻-侧钻95410塔中 70C4754.00原井开窗钻具断打捞14811轮古 376310.004311.78两次钻具落井打捞10912轮南 6215643.504147.75传输电测仪器信号中断 卡钻70 1113轮古 3763104311.78测井仪器帽落井 电缆磨损3
5、1 2914轮南 63157784575.8电测仪器卡，穿心打捞4215轮古 39158914686.13连续两次穿心打捞 固井施工井口不返浆7 天 13 小时16轮南 30154964294.78卡钻致使侧钻 下套管中途井口不返浆 固井井口不返浆24 天钻到井深 5250.34 米 卡钻，在 2835.10 米 处侧钻517轮古 7 井5143.603946.1套管下到底开泵，井口返浆量由 大变小，逐渐不返，一级固井不 返浆，二级固井返浆18塔中 7746803880下套管中途井口返浆，固井施工 井口不返浆19塔中 744635.503837.31下套管与固井过程间断漏失20塔中 72491
6、84119.72套管下到位，不能建立循环，一、 二级固井井口不返浆21塔中 6234719.203916.7套管下到位，不能建立循环，一、 二级固井井口不返浆22塔中 26143503150.96两次卡电测仪器，穿心打捞43，6223哈得 11852004004.87两次卡电测仪器，穿心打捞 卡钻回填侧钻64，42钻至 4559 米，短起钻 至 4404.36 米卡钻，在 1845.52 米 处侧钻24哈得 185545.274342.78套管下到底，无法建立循环，一、 二级固井井口不反浆25哈得 18C55384335.51电测仪器部件落井 套管下到位，无法建立循环，一 级固井井口不返浆，二
7、级固井井 口返未打捞1.2.2. 四层井身结构存在的缺陷四层井身结构存在的缺陷目前采用的 4 层套管程序为：13 3/8“9 5/8“7“5“6英买力地区的井普遍采用这种井身结构。这里以任选的英买 36 井为例，图 1.3 给出了该井的井身结构设计图。这种井身结构存在的问题是：9 7/8“套管封盐层，强度不够，若采用10 3/4“套管环空间隙小，下套管风险大。图 1.3 英买 36 井井身结构设计图71.2.3. 五层井身结构存在的缺陷五层井身结构存在的缺陷目前采用的 5 层套管程序为：20“13 3/8“9 5/8“7“5“这种井身结构普遍用于山前预探井和评价井，如却勒 6 井、博孜 1 井
8、，这里给出却勒 6 井的井身结构设计图，见图 1.4。9图 1.4 却勒 6 井井身结构设计图10这种井身结构存在的问题是：（1） 、由于地层岩性、层位、深度及压力预测不准，难以封隔多套复杂地层，造成在同一裸眼段应对多种复杂情况，钻井事故复杂时效高，甚至不能钻达地质目的层；（2） 、5 7/8“井眼钻井窄压力窗口，油气水层环空压耗大，井底压力平衡极难控制，溢漏严重；（3） 、环空间隙小，固井质量差。1.2.4. 六层井身结构存在的缺陷六层井身结构存在的缺陷目前采用的 6 层套管程序为：20“13 3/8“9 5/8“8 1/8“6 1/4“4 1/2“这里给出六层套管设计的羊塔克 502 井的
9、套管程序设计图，见图1.5。这种井身结构存在的问题是（1） 、9 5/8“套管内下 8 1/8“套管环空间隙太小，致使下套管速度慢，同时井底作用的回压大，极易压漏地层；（2） 、8 1/2“井眼需长段扩眼至 9 1/2“，才能下 8 1/8“套管，扩眼难度大，时间长；（3） 、环空间隙小，无法加工悬挂器，并且回接筒壁薄易变形。1112图 1.5 羊塔克 502 井井身结构设计图2. 塔里木新型井身结构及套管程序设计塔里木新型井身结构及套管程序设计16主要针对解决塔里木现有井身结构存在的缺陷，结合塔里木油田地质情况特点，提出了新的井身结构系列。2.1. 两层套管两层套管新的两层套管结构为： 井眼
10、：12 1/4“8 1/2“套管：9 5/8“5 1/2“详细设计数据见表 2.1。2.2. 三层套管三层套管新的三层套管结构为： 井眼：13 1/8“9 1/2“6 1/2“套管：10 3/4“7 5/8“ 5“详细设计数据见表 2.2。2.3. 四层套管四层套管新的四层套管结构为： 井眼：17 1/2“13 1/8“9 1/2“6 1/2“套管：14 3/8“10 3/4“7 5/8“ 5“详细设计数据见表 2.3。2.4. 五层套管五层套管新的五层套管结构为： 井眼：26“17 1/2“ 13 1/8“ 9 1/2“6 1/2“套管：20“14 3/8“10 3/4“（11 1/8“）
11、7 3/4“ 5“详细设计数据见表 2.4。2.5. 山前深井、超深井探井井身结构山前深井、超深井探井井身结构新的山前深井、超深井探井套管结构为：井眼：26“17 1/2“ 13 1/8“ 9 1/2“ 6 5/8“-7 1/2“ 5“-5 1/2“套管：20“14 3/8“ 10 3/4“(11 1/8“) 8 “ 6 1/4“ 4 1/2“详细设计数据见表 2.5。13表表 2.12.1 两层井身结构及套管程序方案两层井身结构及套管程序方案套管强度接头套管 层次井眼 （mm）本层预计 最大深度 （m）套管规格 （mm）钢级ksi接箍 外径 （mm）内径 （mm）通径 （mm）套管井 眼间隙
12、 （mm）抗挤(MPa)内压(MPa)屈服 （KN ）扣型连接 强度 （KN ）套管 线重 (kg/m）备注第一层311.15 （12 1/4“）1200244.4811.99 （9 5/8“）110269.88220.50216.5433.3436.563.26643API 偏梯667469.94第二层215.9 （8 1/2“）5900139.79.17 （5 1/2“）110153.67121.36118.1938.176.585.22852*API 偏梯296829.76* 对于表中所给 5 1/2“套管，不考虑钻井液浮力时，按照下深 5900 米计算，套管的抗拉安全系数为 1.66。
13、表表 2.22.2 三层井身结构及套管程序方案三层井身结构及套管程序方案套管强度接头套管 层次井眼 （mm）本层预计 最大深度 （m）套管规格 （mm）钢级ksi接箍 外径 （mm）内径 （mm）通径 （mm）套管井 眼间隙 （mm）抗挤(MPa)内压(MPa)屈服 （KN ）扣型连接 强度 （KN ）套管 线重 (kg/m ）备注第一层333.38 （13 1/8“）1200273.0513.84 （10 3/4“）110298.45245.36241.4030.1740.551.48551API 偏梯850790.33第二层241.3 （9 1/2“）5900193.6810.92 （7
14、5/8“）110215.90171.83168.6623.8154.2674.884756API 偏梯486349.22第三层165.1 （6 “）6500127.09.19 （5“）110141.3108.61105.4419.0593.096.02581API 长圆220226.79尾管14* 对于表中所给 7 5/8“套管，不考虑钻井液浮力时，按照下深 5900 米计算，套管的抗拉安全系数为 1.67。表表 2.32.3 四层井身结构及套管程序方案四层井身结构及套管程序方案套管强度接头套管 层次井眼 （mm）本层预计 最大深度 （m）套管规格 （mm）钢级ksi接箍 外径 （mm）内径
15、（mm）通径 （mm）套管井 眼间隙 （mm）抗挤(MPa)内压(MPa)屈服 （KN）扣型连接 强度 （KN ）套管 线重 (kg/m ）备注第一层444.5 （17 1/2“）800365.1313.88 （14 3/8“）110390.50337.38333.4339.6919.1850.4311610API 偏梯11610 119.47第二层333.38 （13 1/8“）4900273.0513.84 （10 3/4“）110298.45245.36241.4030.1740.551.48551API 偏梯850790.33第三层241.3 （9 1/2“）6600193.6810.
16、92 （7 5/8“）110215.90171.83168.6623.8154.2674.884756API 偏梯486349.22尾管第四层165.1 （6 “）6900127.09.19 （5“）110141.3108.61105.4419.0593.096.02581API 长圆220226.79尾管* 对于表中所给 10 3/4“套管，不考虑钻井液浮力时，按照下深 5000 米计算，套管的抗拉安全系数为 1.88。 * 表中浅绿色底纹对应的套管为非标套管，其强度均按照 API 公式计算。15表表 2.42.4 五层井身结构及套管程序方案五层井身结构及套管程序方案套管强度接头套管 层次井眼 （mm）本层预计 最大深度 （m）套管规格 （mm）钢级ksi接箍 外径 （mm）内径 （mm）通径 （mm）套管井 眼间隙 （mm）抗挤(MPa)内压(MPa)屈服 （KN ）
