英国环空带自动泄压装置

❶ 油田系统效率评价中区块中的d，e，f，g是指什么

探砂面 冲砂 探砂面是下入管柱实探井内砂面深度的施工。通过实探井内的砂面深度，可以为下步下入的其它管柱提供参考依据，也可以通过实探砂面深度了解地层出砂情况。如果井内砂面过高，掩埋油层或影响下步要下入的其它管住，就需要冲砂施工。 冲砂是向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用液流循环上返的携带能力，将冲散的砂子带到地面的施工。冲砂方式一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。 洗井 洗井是在地面向井筒内打入具有一定性质的洗井工作液，把井壁和油管上的结蜡、死油、铁锈、杂质等脏物混合到洗井工作液中带到地面的施工。洗井是井下作业施工的一项经常项目，在抽油机井、稠油井、注水井及结蜡严重的井施工时，一般都要洗井。 正洗井 洗井工作液从油管打入，从油套环空返出。正洗井一般用在油管结蜡严重的井。 反洗井 洗井工作液从油套环空打入，从油管返出。反洗井一般用在抽油机井、注水井、套管结蜡严重的井。 通井 、刮蜡、刮削 用规定外径和长度的柱状规，下井直接检查套管内径和深度的作业施工，叫做套管通井。套管通井施工一般在新井射孔、老井转抽、转电泵、套变井和大修井施工前进行，通井的目的是用通井规来检验井筒是否畅通，为下步施工做准备。通井常用的工具是通井规和铅模。 下入带有套管刮蜡器的管柱，在套管结蜡井段上下活动刮削管壁的结蜡，再循环打入热水将刮下的死蜡带到地面，这一过程叫刮蜡（套管刮蜡）。 套管刮削是下入带有套管刮削器的管柱，刮削套管内壁，清除套管内壁上的水泥、硬蜡、盐垢及炮眼毛刺等杂物的作业。套管刮削的目的是使套管内壁光滑畅通，为顺利下入其它下井工具清除障碍。 油井（检泵）作业 从地层中开采石油的方法可分为两大类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法；另一类是由于地层本身能量不足，必须人为地用机械设备给井内液体补充能量，才能将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。目前，油田人工举升方式主要有气举、有杆泵采油和无杆泵采油。 有杆泵采油包括抽油机有杆泵和地面驱动螺杆泵。无杆泵采油包括电动潜油泵、水力活塞泵、射流泵等。无论采用什么举升采油方式，由于油田开发方案调整、设备故障等原因，需要进行检（换）泵作业。本章着重介绍抽油机有杆泵（简称抽油泵）、地面驱动螺杆泵（简称螺杆泵）、电动潜油泵（简称电潜泵）、水力活塞泵的作业方法。 检（换）抽油泵 抽油机有杆泵采油是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给抽油泵，抽油泵活塞上下运动带出井内液体的采油方式，是目前各油田应用最广泛的一种人工举升采油方式，约占人工举升井数的90%左右。它主要由抽油机、抽油泵、抽油杆及配套工具所组成。 由于井下抽油泵发生故障应进行检泵。两次检泵之间的时间间隔称为检泵周期。油井的产量、油层压力、油层温度、出气出水情况、油井的出砂结蜡、原油的腐蚀性、油井的管理制度等诸多因素都会影响检泵周期的长短。 抽油井由于事故检泵的原因一般有以下几种： 1、油井结蜡造成活塞卡、凡尔卡，使抽油泵不能正常工作或将油管堵死。 2、砂卡、砂堵检泵。 3、抽油杆的脱扣造成检泵。 4、抽油杆的断裂造成检泵。 5、泵的磨损漏失量不断增大，造成产液量下降，泵效降低，需检泵施工。 6、抽油杆与油管发生偏磨，将油管磨坏或将接箍、杆体磨断，需检泵施工。 7、油井的动液面发生变化，产量发生变化，为查清原因，需检泵施工。 8、根据油田开发方案的要求，需改变工作制度换泵或需加深或上提泵挂深度等。 9、其它原因：如油管脱扣、泵筒脱扣、衬套乱、大泵脱接器断脱等造成的检泵施工等。 检泵作业施工主要包括以下施工工序： 施工准备、洗井、压井、起抽油杆柱、起管柱、刮蜡、通井、探砂面、冲砂、配管柱、下管柱、下抽油杆柱、试抽交井、编写施工总结等。 潜油电泵井作业 潜油电泵全称电动潜油离心泵，简称电泵，是将潜油电机和离心泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下举升设备。潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。近些年来，国内外潜油电泵举升技术发展很快，在油田生产中，特别是在高含水期，大部分原油是靠潜油电泵生产出来的。电潜泵在非自喷高产井或高含水井的举升技术中将起重要的作用。 典型的潜油电泵井的系统它主要由三部分组成： （1）地面部分：地面部分包括变压器、控制柜、接线盒和特殊井口装置等。 （2）中间部分：中间部分主要有油管和电缆。 （3）井下部分：井下部分主要有多级离心泵、油气分离器、潜油电机和保护器。 上述三部分的核心是离心泵、油气分离器、潜油电机、保护器、潜油电缆、变压器和控制柜七大部件。 潜油电泵井的系统组成 1-变压器；2-控制柜；3-电流表；4-接线盒； 5-地面电缆；6-井口装置；7-圆电缆； 8-泄油阀；9-电缆接头；10-单流阀；11-扁电缆；12-油管；13-泵头；14-泵；15-电缆护罩； 16-分离器；17-保护器；18-套管；19-潜油电机；20-扶正器 潜油电泵井作业程序 1、下泵作业 起原井管柱、套管刮蜡、洗井冲砂、探人工井底、测井径、通井、下丢手管柱、换套管头、井下机组下井前的地面检查、井下机组联接、电机和保护器注油、相序检查、电缆安装和下井、单流阀和泄油阀的安装、井口安装、安装电泵井口流程、启泵投产。 2、电泵起出施工 起机组前的准备、起出油管、起出电缆、起出机组、起出设备评价和运回设备。 第四章 常规注水井作业 分层注水工艺原理 油田注水是保持油层压力，使油井长期高产稳产的一项重要措施，目前我国各油田大部分都采用注水的方法，给油层不断补充能量，取得了较好的开发效果。油田注水的目的是提高地层压力，保持地层能量，以实现油田稳产高产，提高最终采收率。由于不同性质的油层吸水能力和启动压力有很大差别，采用多层段笼统注水，将使高渗透层与低渗透层之间出现层间干扰。 通过矿场试验证实，在长期笼统注水条件下，就单井而言，每口井都有干扰现象；就层段而言，大部分层段有干扰现象。注水要求是分层定量注水，在注水井通过细分层段实行分层配注，有利于减少层间干扰，解决层间和平面矛盾，改善吸水剖面，提高驱油效率，以便合理控制油井含水和油田综合含水上升速度，提高油田开发效果。 分层注水管柱 分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。分层注水的实质是在注水井中下入封隔器，将各油层分隔，在井口保持同一压力的情况下，加强对中低渗透层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水单层突进，实现均匀推进，提高油田的采收率。我国油田大规模应用的分层配水管柱有同心式和偏心式两种。前者可用于注水层段划分较少较粗的油田开发初期，后者适用于注水层段划分较多较细的中、高含水期。此外，还有用于套管变形井的小直径分层配水管柱。 注水井井下工具 封隔器：扩张式封隔器、压缩式封隔器 配水器：固定式分层配水器、活动式配水器、偏心配水器 压 裂 压裂是指在井筒中形成高压迫使地层形成裂缝的施工过程。通常指水力压裂,水力压裂是指应用水力传压原理，从地面泵入携带支撑剂的高压工作液，使地层形成并保持裂缝，是被国内、外广泛应用的行之有效的增产、增注措施。由于被支撑剂充填的高导流能力裂缝相当于扩大了井筒半径，增加了泄流面积，大大降低了渗流阻力，因而能大幅度提高油、气井产量，提高采油速度，缩短开采周期，降低采油成本。 压裂设备及管柱 一、地面设备 1、压裂井口 压裂井口一般可分为两类： ①用采油树压裂井口。 ②采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专 用压裂井口。 2、压裂管汇 目前压裂管汇种类很多，承压和最大过砂能力也不相同。常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。专用的地面管汇有8个连接头，压裂车可任选一个连接。高压管线外径Ф76mm，内径Ф60mm，最高压力可达100MPa。 3、投球器 投球器有两种，一种是前面井口装置中用于分层压裂管柱中投钢球的投球器，另一种是选压或多裂缝压裂封堵炮眼用投球器。美国进口投球器，最大工作压力100MPa，一次装Ф22mm的堵球200个，电动旋转投球每分钟12圈，每圈投4个球。 二、压裂车组 压裂设备主要包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车等。 1、压裂泵车 压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是产生高压，大排量的向地层注入压裂液，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。它是压裂施工中的关键设备，主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵等四部分组成。 2、混砂车 混砂车的作用是将支撑剂、压裂液及各种添加剂按一定比例混合起来，并将混好的携砂液供给压裂车，压入井内。目前混砂车有双筒机械混砂车、风吸式混砂车和仿美新型混砂车。混砂车主要由供液、输砂、传动三个系统组成。 3、其它设备 除了压裂车、混砂车主要设备外，还有仪表车、液罐车、运砂车等。仪表车是用于施工时，记录压裂过程各种参数，控制其它压裂设备的中枢系统，又称作压裂指挥车。 三、压裂管柱 压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。目前井下管柱可分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。 1、压裂油管 压裂应使用专用油管。抗压强度应满足设计要求。浅井、低压可用J55钢级，内径Ф62mm油管（外径φ73mm）；中深井和深井使用N80或P105的内径Ф62mm或Ф76mm外加厚油管，最高限压分别是70Mpa和90Mpa。 2、封隔器 目前压裂用封隔器种类较多，浅井使用扩张式或压缩式50℃低温胶筒封隔器。深井使用扩张式、压缩式或机械式90℃以上胶筒封隔器。深井大通径CS-1封隔器，工作压力105Mpa，工作温度可达177℃。 3、喷砂器 喷砂器主要作用一是节流，造成压裂管柱内外压差，保证封隔器密封；二是通往地层的通道口，使压裂液进入油层，三是避免压裂砂直接冲击套管内壁造成伤害。 4、压裂管柱 压裂管柱一般分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。 1）笼统压裂管柱 笼统压裂管柱结构为：油管+水力锚+封隔器+喷嘴。 2）分层压裂管柱 分层压裂管柱包括： ①双封卡单层：Ф73mm或Ф88.9mm外加厚油管+水力锚+封隔器+喷砂器+封隔器+死堵。压裂之后可以用上提的方法压裂其它卡距相同层段。 ②三封卡双层：Ф73mm或Ф88.9mm油管+水力锚+封隔器+喷砂器（带套）+封隔器+喷砂器（无套）+封隔器+死堵。可以不动管柱压裂二层。 ③四封卡三层：Ф73mm或Ф88.9mm油管+封隔器+喷砂器（甲套）+封隔器+喷砂器（乙套）+封隔器+喷砂器（丙无套）+封隔器+死堵。可以不动管柱压裂三层。 在压裂管柱的丈量和组配过程中要考虑到油管由于温度效应、活塞效应、膨胀效应、弯曲效应引起的油管长度变化。 第二节 压裂液 压裂液的主要作用，是将地面设备的能量传递到油层岩石上，将油层岩石劈开形成裂缝，把支撑剂输送到裂缝中。压裂液在施工中按不同阶段的作用可分为前置液、携砂液、顶替液三种。 为了压裂施工的顺利实施，要求压裂液具有低滤失性、高携砂性、降阻性、稳定性、配伍性、低残渣、易返排等性能。随着石油工业的发展，压裂施工的规模越来越大，压裂液用量越来越大，因而压裂液还应具备货源广、成本低，配制简单等特点，以满足大型压裂和新井压裂施工。 压裂液主要分为水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、醇基压裂液、表面活性剂胶束压裂液（清洁压裂液）和浓缩压裂液等。水基压裂液成本低、使用安全，因而应用广泛。目前世界上约有70％以上的压裂作业采用的胍胶和羟丙基胍胶水基压裂液，泡沫压裂液约占总用量的25％，而油基压裂液使用很少，占5％。 支撑剂 支撑剂是水力压裂时地层压开裂缝后，用来支撑裂缝阻止裂缝重新闭合的一种固体颗粒。它的作用是在裂缝中铺置排列后形成支撑裂缝，从而在储集层中形成远远高于储集层渗透率的支撑裂缝带。使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。 为了适应各种不同地层以及不同井深压裂的需要，人们开发了许多种类的支撑剂，大致可分为天然和人造两大类。支撑剂性能主要是物理性能和导流能力。 目前常用的支撑剂有天然石英砂和人造支撑剂陶粒 石英砂多产于沙漠、河滩或沿海地带。如美国渥太华砂、约旦砂和国内兰州砂、承德砂、内蒙砂等。天然石英砂的矿物组分以石英为主。石英含量（质量百分比）是衡量石英砂质量的重要指标，我国压裂用石英砂中的石英含量一般在80%左右，在天然石英砂的石英含量中，单晶石英颗粒所占的质量百分比愈大，则该种石英砂的抗压强度愈高。 一、滑套式管柱分层压裂工艺 1、管柱结构：由投球器、井口球阀、工作筒和堵塞器、多级封隔器和多级喷砂器组成。所用的封隔器以扩张式为主，特殊情况也可以用压缩式的；也可以根据施工需要，用尾喷嘴和水力锚配合滑套式喷砂进行混合组配。 打捞作业 在油水井生产过程中，由于各种原因常引起井下落物和井下工具遇卡。各种井下落物在很大程度上影响着油水井的正常生产，严重时可造成停产。因此，需要针对不同类型的井下落物，选用相应的打捞工具，捞出井下落物，恢复油水井正常生产。 一、打捞作业的分类 捞出井下落物的作业过程称打捞作业。可以从不同角度对打捞作业的性质进行分类。 1、按落物种类进行划分 根据井下落物的种类可将打捞作业分成四类： (1)管类落物打捞,如油管、钻杆、封隔器、工具等。 (2)杆类落物打捞，如（断脱的）抽油杆、测试仪器、加重杆等。 (3)绳类落物打捞，如录井钢丝、电缆等。 (4)小件落物打捞，如铅锤、刮蜡片、压力计、取样器和凡尔球、牙轮等。 2、按打捞作业的难易程度划分 这是现场上按照工程处理难易程度进行分类的一种方法，分为简单打捞和复杂打捞两种。这种划分方法便于施工准备和制定施工措施。 二、常用的打捞工具 在长期的打捞实践中，人们根据不同类型的井下落物，设计出了许多相应的打捞工具。 1、管类落物打捞工具 常用来打捞管类落物的工具有：公锥、母锥、滑块卡瓦打捞矛、接箍捞矛、可退式打捞矛、可退式打捞筒、开窗打捞筒等。 2、杆类落物打捞工具 常用工具有抽油杆打捞筒、组合式抽油杆打捞筒、活页式捞筒、三球打捞器、摆动式打捞器、测试井仪器打捞筒等。 3、绳类落物打捞工具 常用工具有内钩、外钩、内外组合钩、老虎嘴等。 4、小件落物打捞工具 常用工具有一把抓、反循环打捞篮、磁力打捞器等。 5、辅助打捞工具 常用的辅助打捞工具有铅模、各种磨铣工具（平底磨鞋、凹底磨鞋、领眼磨鞋、梨形磨鞋、柱形磨鞋、内铣鞋、外齿铣鞋、裙边鞋、套铣鞋等）、各种震击器（上击器、下击器、加速器和地面下击器等）、安全接头和各种井下切割工具等。 6、大修常用钻具和井口工具 大修常用的钻具有23/8″~31/2″正反扣钻杆、31/2″~41/8″钻铤、21/2″~31/2″方钻杆。常用的井口工具有轻便水龙头、液压钳、吊钳、安全卡瓦、各种规格的活门吊卡、井口卡瓦、方钻杆补心、钻铤提升短节、接头等。 7、倒扣工具和钻具组合 常规打捞施工时常用的倒扣工具有倒扣器、倒扣捞矛、倒扣捞筒、倒扣安全接头、倒扣下击器。常用的钻具组合有两种（自下而上）。 (1)倒扣捞筒（倒扣捞矛）+倒扣安全接头+倒扣下击器+倒扣器+正扣钻杆（油管）。 (2)倒扣捞筒(倒扣捞矛)+倒扣安全接头+反扣钻杆。 三、井下落物打捞步骤 （1）下铅摸打印，以便分析井下鱼顶形态、位置。 （2）根据印痕分析井下情况及套管环形空间的大小，选择合适的打捞工具。 （3）按操作程序下打捞工具进行打捞。 （4）捞住落物后即可活动上提。当负荷正常后，可适当加快起钻速度。 解卡作业 卡钻事故按其形成的原因可分为以下几种类型： （1）油水井生产过程中造成的油管或井下工具被卡，如砂卡、蜡卡等。 （2）井下作业不当造成的卡钻，如落物卡、水泥（凝固）卡、套管卡等。 （3）井下下入了设计不当或制造质量差的井下工具造成的卡钻，如封隔器不能正常解封造成的卡钻。 4、解卡 1）砂卡的解除方法 凡是由于井内砂子造成的卡管柱或工具事故，统称为砂卡事故，简称为砂卡。砂卡的特征一般为管柱用正常悬重提不动、放不下、转不动。 2）水泥卡钻解除方法 水泥卡钻的处理可分为两种情况：一种是能够开泵循环的；另一种憋泵开不了泵的。对可开泵循环的，可用浓度为15%的盐酸进行循环，破坏水泥环进行解卡。 3）解除落物卡钻 落物卡钻原因多数是由于施工中责任心不强，或者工具构件质量低劣所造成的。如钳牙、卡瓦牙、井口螺丝、撬杠、搬手及其它小件工具等落井，将井下工具（如封隔器、套铣筒等）卡住，造成落物卡钻事故。 处理落物卡钻，切忌大力上提，以防卡死。一般处理方法有两种：若被卡管柱可转动，可以轻提慢转管柱，有可能造成落物挤碎或者拨落，使井下管柱解卡；若轻提慢转处理不了，或者管柱转不动，可用壁钩捞出落物以达到解卡的目的。 4）解除套管卡钻 套管卡钻通常分为变形卡、破裂卡、错断卡。不论处理那种形式的卡钻，都要将卡点以上的管柱取出，修好了套管，卡钻也就解除了。 5）封隔器的卡瓦卡钻 解除封隔器卡瓦卡钻可用大力上提解卡和正转的方法。具体做法是在钻具设备允许范围内进行大力上提和下放，必要时可将封隔器卡瓦拉断，然后把余下的部分打捞出来，实现解卡。若活动法不行，则把封隔器以上的油管倒出来，再下钻杆带公锥打捞，然后正转钻具上提解卡。封隔器卡瓦卡钻，还可以用震击解卡。具体做法是把封隔器以上的油管倒出，用钻杆下带震击器、加速器、安全接头、打捞工具的组合钻具，打捞封隔器，捞到后使用震击器解卡。 第六节 套管整形 套管变形或错断后,内通径减小,针对变形和错断点以下的各种工艺技术措施无法实施,导致油气水井停产或报废，而且能引发成片套损。因此，套管变形和错断后，应采取一定的技术措施进行整形扩径，捞尽井下落物后，根据井况进行密封加固修复或取套修复，也可彻底报废后侧钻修复。套管整形扩径技术是套管变形和错断井修复的前提和基础。 套管整形扩径的常用工具有梨形胀管器、旋转碾压法整形，旋转震击式整形器、偏心辊子整形器、三锥辊套管整形器和各种形状的铣锥。 第八节 套管加固 对变形、错断的套管经整形扩径打开通道，捞尽井内落物后进行加固修复，一是防止套损井段复位通径减小；二是保持套管井眼有一基本通道；三是密封加固能防止套损井段进水成为成片套损源；四是修复成本低。缺点是加固修复后，井眼内通径减少。目前加固的方法有不密封丢手加固和液压密封加固。 第十一节 电动潜油泵打捞 随着电泵井的增加，作业过程中卡泵、电缆击穿、脱落、掉泵、砂卡电泵、套管变形卡泵事故不断发生，且电泵结构复杂、外径大，加上电缆因素，人们曾一度被打捞电泵问题所困绕。 经多年攻关，已经总结出适合我国油田的一整套的打捞工艺及专用工具，为我国油井打捞技术又增添了新的一页。 一、电泵事故分类 A类：电泵起不动，原管柱等未损坏。 B类：全套电泵机组，部分电缆、油管落入井内。 C类：只剩电机组或部分电机组在井内。 二、电泵打捞 1、上下活动打捞 原管柱未损坏情况下（A类），或其它情况下捞获后，可在油管、地面设备允许的负荷内上下活动，以达到松动解卡捞获电泵的目的，且不可转管柱，更不能倒扣。 2、打捞电缆、管柱 活动无效时，对A类情况可以从电泵泄油器以上把油管与电缆全部切断，起出油管和电缆，对于B类情况，捞获后可采用震击释卡，若无效，也可采用切割或套、磨、铣等工艺把油管和电缆全部捞出。 3、打捞电泵 冲洗鱼顶，下电泵卡瓦捞筒（需要时，还要套铣电泵）对电泵进行打捞。捞获后，可用上下活动、震击释卡，若仍无效，就从泵连接螺栓处提断，一节一节地提捞，直至把全部电泵机组全部捞出。 4、破坏性电泵打捞 倒掉电机上接头，用特制工具抽出转子、定子，最后磨掉电机外壳。 一、水泥浆封固永久报废工艺技术 水泥浆封固永久报废工艺技术主要适用于严重损坏的注水井及部分需补钻调整井而需要作报废处理的油井。 1、水泥浆封固永久报废工艺原理 水泥浆封固永久报废就是利用水泥浆对射孔井段、错断、破裂部位挤注封堵，达到永久封固报废的目的。 2、施工方法 工程报废井多属井况复杂、套损严重井，一般有落物卡阻，因此按有落物的错断卡阻型井况介绍施工方法 。 1）压井 2）试提、起原井管柱 3）打印 核实套损状况、鱼顶状况、深度。 4）处理卡阻部位的落物 下击或磨铣套损部位落物，让出套损部位2~4m。 5）整形扩径 选用梨形或锥形铣鞋、平底磨鞋等进行整形扩径。 6）打捞 打捞处理套损部位以下落物。 7）通井 8）封固报废 9）探水泥面 10）试压 对灰塞试压，压力为15MPa，稳压30min，压力降不超过0.5MPa为合格。 11）完井

❷ 怎么控制油气井

钻井工作不仅要求速度快，而且要求质量好。井身质量的好坏是油气井完井质量的前提和基础，它直接影响到油气田勘探和开发工作的顺利进行。

井身轴线偏离铅垂方向的现象叫井斜。大量实践说明，井斜严重将给钻井、油气田开发及采油等带来各种危害，甚至引起事故。因此，有关井斜的一些指标是衡量一口井井身质量的重要参数。

井身斜度大了，为钻达同一目的层所需的进尺就会增加。这样不仅费用高，而且还可能由于深度的误差，使地质资料不真实而得出错误的结论，漏掉油气层。井斜过大、井底偏离设计位置过多，将会打乱油气田开发井网分布方案，影响油气层的采收率。

井斜使井眼变曲。钻具在弯曲井眼中旋转容易产生疲劳折断。钻具在严重弯曲的井段内，受下部钻具拉力的作用，将给井壁和套管以接触压力，加剧钻具和套管的磨损。同时,在长期的旋转和起下钻中，井壁将被钻具磨起“键槽”而造成卡钻。

固井时，在井斜变化大的严重弯曲井段，比钻具刚度大的套管及测井仪器将不易下入，易发生卡钻；下入井内的套管由于井斜不能居中，使水泥浆不易充满整个套管外环形空间而影响固井质量。

综上所述，井斜的危害是多方面的，后果是严重的，需要引起钻井工作者的注意。

旋转钻井发展至今，还很难钻成一口一点都不斜的直井。井眼总是或多或少要斜的。井斜给钻井、开采带来的危害程度与井斜的严重程度有关。轻微的井斜不致造成危害；严重井斜可能引发事故甚至使井报废。那么，什么样的井斜程度才是被允许的呢？这就存在一个井斜控制标准问题。在此标准之内的井，即可认为是可以接受的“直井”，从而避免徒劳追求绝对直井的行为，把井身质量建立在工程实际的基础上。

我国井斜控制的标准为井眼曲率不大于3°/100m。至于井斜角及其他规定，要根据各地区的具体情况而定。胜利油田的评价情况见表5-1。

图5-8定向井轨迹示意图

实际上，可以说“三段式”井身轨迹只是“S型”井身轨迹的一种特殊情况而已。“S型”井身轨迹可以作为所有常规二维定向井井身轨迹的代表，使井身轨迹的设计得到和谐的统一。

常规井身轨迹设计应遵循以下原则：

(1)能实现钻定向井的目的。对于裂缝性油层、厚度小的油层，为了增大油层的裸露面积、提高产量，往往设计成水平井或多底井。为满足采油工艺的要求，丛式定向井多数设计成“S型”井身结构。为了避开井下障碍或防止井眼交叉，井身结构还可以设计成三维“S型”。对于救险井，主要是要求准确钻达目标。因事故需侧钻的定向井，只要避开井下落鱼(即井下落物)，斜出一定的水平位移即可。

(2)尽可能利用地层的造斜规律，可以大大减少人工造斜的工作量和困难。

(3)要有利于满足采油工艺的要求。井眼曲率不宜过大，以利于改善抽油杆的工作条件；最好是垂直井段进入油层，以便于坐封封隔器以及进行其他增产措施。

(4)要有利于安全、优质、快速钻井。这就要求选择合适的井眼曲率、井身轨迹、造斜点以及相关的井身结构。

2.井身轨迹控制井身轨迹控制包括井斜控制和方位控制两个方面。在定向钻进过程中，为确保井眼按预定的井身轨迹发展，需要进行井身轨迹控制。一旦井眼偏离井身轨迹，也需要进行井身轨迹控制。因此，井身轨迹控制是定向钻井技术中最重要的内容之一。

井斜控制即控制井眼井斜角的变化,可以采用两种方法：一种是利用造斜工具造斜或增斜。有特殊需要时，也可以利用造斜工具来降斜。另一种方法是利用井底钻具组合进行增斜、降斜和稳斜。

方位控制是控制井眼方位角的变化,也可采用两种方法：一种是利用地层特性的自然漂移与井底钻具组合达到目的。另一种方法是利用造斜工具强行改变井眼方位。

无论是井斜控制还是方位控制，都要利用两种基本工具,造斜工具和井底钻具组合。在定向钻井发展初期，人们就开始利用造斜工具控制井斜和方位。随着造斜工具的发展，有关造斜工具的理论和现场使用已日益成熟。至于井底钻具组合，虽然人们很早就发现它对井斜和方位的变化都有很大影响，但在很长时间内对它的研究不够。从20世纪50年代起，美国学者鲁宾斯基开始研究钻具组合的力学性能，主要用于打直井。直到60年代，才有人提出定向钻井的井底钻具组合的力学模型。井底钻具组合的研究一时间成了热门，不少学者使用不同的数学、力学方法进行研究和分析，至今方兴未艾。

3.井身轨迹测量定向井测量资料是控制井身轨迹的依据。在井身轨迹的控制过程中,需要及时、准确地了解和掌握定向井基本参数的变化，才能采取相应措施，确保井身轨迹沿预定路径发展。定向钻井实践证明：要完成高质量的定向井，除了合理的井身轨迹设计和有效的井身轨迹控制外，还需要使用性能优良的定向井测量仪器和装备。目前这种趋势日益明显。

从20世纪50年代至今，井身轨迹测量技术发展极快，主要经历了以下过程：钻杆打印地面定向→氟氢酸玻璃管定向→单、多点磁性测斜仪定向→单、多点陀螺测斜仪定向→有线随钻测斜定向系统定向→无线随钻测斜定向系统定向。

钻杆打印地面定向和氟氢酸玻璃管定向方法效率低、精度差，已被淘汰。单、多点磁性测斜仪和陀螺测斜仪是目前定向井施工中使用最多的测斜工具。有线随钻测斜定向系统是20世纪70年代中期研究成功的，广泛用于造斜段测量。无线随钻测斜定向系统是70年代末期出现的，已在北海油田及美国某些油田使用，尚处于发展及完善阶段。

❸ 套管安装流程

套管安装流程主要包括:安装前准备、钻孔修整、下管作业等。

(一)套管及机具下孔前的检查与准备

1.套管串质量检查

1)检查现场套管材质是否符合设计要求;

2)检查套管及接头、接箍螺纹加工质量,用螺纹规抽检螺纹松紧程度;

3)用内径规逐根检查套管内径是否符合要求,检查套管的弯曲度,将不合规格的套管剔除;

4)检查下入套管附件(扶正器、套管座和套管浮力装置)是否符合要求。

2.清洗套管螺纹,安装接头

对下入孔的套管及接头螺纹全部进行清洗,并涂上螺纹粘结剂,装好拧紧套管接头。

3.认真丈量匹配下孔套管

逐根丈量下孔套管,并编号,复核,记录,配置好短节。

4.配置套管扶正器

根据下孔套管串扶正器间距设计,配置好扶正器,并在已编号的套管上标记扶正器安装位置。

5.检查下孔套管装备与工具

检查下套管所需的升降系统、夹持工具的安全可靠性和仪表的灵敏性。

(二)下套管前的修整

1.套管座下放位置的确定

为了使套管底部能座牢靠,套管座应尽量选择坐落在相对完整坚硬的地层上。若难以满足,应先用水泥固结套管座位置,然后再下套管。如果套管用水泥固孔,可以同步固牢。

2.钻孔扩孔、修孔

一般在下套管前都要进行扩孔,扩孔直径根据设计及固孔要求而定。如果钻孔不需要扩孔,应采用刚满长钻具(长度一般不少于10m)同径修整孔壁(又称划眼),扫除厚泥皮,确保下套管顺畅。

3.钻进导向及沉渣孔

为了防止下套管过程中,套管和扶正器擦刮孔壁造成掉块、泥皮及沉渣落入孔底,影响套管准确下到设定位置,下套管前须在孔底钻一小直径沉渣孔,亦作为下套管后换径钻进的导向孔。其直径一般要小于所下套管内径1～2级,深度5～10m为宜。

4.调整泥浆冲洗孔底

下套管前必须调整孔内泥浆性能,使泥浆性能既达到稳定孔壁要求,又能满足下管固孔要求。钻孔替换泥浆时,要逐渐进行,泥浆性能差异不能悬殊太大,以防孔壁失稳。钻孔换浆后要加强循环和地表净化,同时冲孔排清孔底沉渣。

5.试下套管

钻孔整修程序完成之后可进行试下套管,套管串下入长度一般为20～30m。试下套管时,不宜带扶正器,套管底部需带引鞋装置。

(三)下套管程序与工艺

1.组配套管串

套管串由套管引鞋、套管座、套管短节、浮力装置(回压凡尔)、扶正器、套管体与套管接箍等组成。下套管前应认真组装好套管串部件,并在孔口用水泵进行试验,尤其是浮力装置中回压凡尔的密封性、可靠性。一般钻孔较浅、下入套管重量较轻(小于15t)时,可以不装浮力装置。

2.套管接头密封与防回扣措施

每根下入的套管螺纹连接部位应涂抹高强力粘结剂(环氧树脂或厌氧胶)并拧紧丝扣,以增加密封性、螺纹连接强度和防止钻进过程中回扣。活动内套管也应在套管座处设计防回扣装置。

3.套管扶正器的安放

下套管时,应按设计要求安放扶正器。如果是外平式套管,尽量不要把扶正器直接焊死在套管上,应焊接上下限位挡头,给扶正器留一定的上下活动距离,使得套管下放局部遇卡及上下活动、转动套管时不会破坏扶正器。

4.套管串下放作业要点

1)套管串下放时,必须按编号下入并认真记录,个别套管需替换的,要记录好更换位置。

2)套管下放时要慢、稳,遇阻时不能猛墩和强拉,应缓慢上下活动,必要时送泥浆循环冲孔。

3)如套管串下部装有浮力装置,套管串下到设计位置时,套管内要回灌冲洗液以平衡管内外压力和套管浮力。

4)套管串准确下到预定位置后,应上提0.3～0.5m,孔口卡牢对上机上主杆,用大泵量泥浆冲孔排除沉渣和泥皮,并调整泥浆,逐渐替浆。

5)如套管串下入预定位置后不需要用水泥固孔,应往孔内泵入含砂量小于0.2%的优质高分子化学泥浆或高分子无固相冲洗液,以充填套管串与孔壁环空间隙,再将套管串底座落实在预定位置,这样有利于钻进过程中的减震及后续套管起拔。

6)套管串下到预定位置,钻孔替浆后,应吊起套管串总重量的80%并固定于孔口套管密封装置上,下部套管座(鞋)承载套管串20%的重量。

7)套管串下孔结束后,可转入下步工序(水泥固孔或扫水泥塞、钻浮力塞、下入内活动套管、钻进等作业程序)。

8)内活动套管串的下入工艺基本与外套管串下入程序相似。重点是内活动套管串上下密封和扶正、减震,同时套管间环状间隙也要配制无固相高分子填充液灌入,利于活动套管提拔和抗震。

9)尾管的下入工艺与上述流程基本一致。重点是尾管悬挂机构要安全可靠,下至上层套管串底部时务必卡固牢靠,反丢尾管前后要准确称重并观察泵压力表变化,以准确判断是否丢尾管成功。

5.膨胀套管下入及膨胀工艺流程

不同类型膨胀套管的膨胀方法及下入工艺有所差异,下面以实体膨胀管、由上至下膨胀方法为例,介绍膨胀套管下入及膨胀工艺流程(图3-26)。

1)下入套管刮泥器,将整个计划安放膨胀管的孔段刮洗干净,如图3-26(a)所示。

2)将通径规由上至下放入,确保套管内径比膨胀管外径大,如果钻孔直径没有达到要求还需下入扩孔钻头进行扩孔,如图3-26(b)所示。

3)将膨胀管下到预定位置并上下活动数次,校正膨胀管的下放深度,在一定泵压下循环泥浆,加压使坐定矛张开,然后上提全部钻具重量,继续循环泥浆,如图3-26(c)所示。

4)顺时针方向回转钻具,将转速逐渐增加至60r/min,将泵压增加到一定值,保压1min,然后停止回转与循环。等待5min使坐定矛泄压。上提、下压钻具,以检查坐定矛是否坐定结实,如图3-26(d)所示。

5)向钻具内投钢球,等钢球到位后慢慢增加泵压将剪切销剪断,停泵并将钻具上提0.6～0.9m,以便泄压,泄压后将钻具下放到原位,如图3-26(e)所示。

6)开泵,在一定泵压下循环泥浆,同时顺时针回转钻具并逐渐将转速增至100r/min。将泵压逐渐增大到一定值,并以0.9～1.2m/min的速度上提钻具,直到扭矩与上提力明显减少。此时停止回转与循环,并将全部钻具提出孔外,如图3-26(f)所示。

7)将组装好的膨胀工具接在钻杆下部,下放到膨胀管的顶部加压,到位后上提膨胀工具0.3m,如图3-26(g)所示。

8)在一定泵压下循环泥浆,同时顺时针回转钻杆并逐渐将转速增至100r/min。逐渐增大泵量使泵压达一定值后以0.9～1.2m/min的速度向下使膨胀管膨胀,此时扭矩与钻压都将增大。继续膨胀作业直到扭矩与钻压消失(表明已膨胀完毕),停止回转与循环,如图3-26(h)所示。

9)将膨胀工具提出井外,根据要求随后可进行膨胀管内径测量和耐压试验,如图3-26(i)所示。

图3-26 无缝膨胀管下入膨胀作业流程