1、 a.套管串受力变形分析模型套管串受力变形分析模型 b.套管串受力变形分析的间隙元法套管串受力变形分析的间隙元法 图图1 整体套管串力学分析模型示图整体套管串力学分析模型示图 自自 由由 状状 态态：套套 管管 min000.00.1kkNGNNGNGGRR 弹弹 扶扶 min0000.00.10.0kkNGNNGNGGRR 刚刚 性性 接接 触触：max000.00.1kkNGNNGNGGRR 弹弹 性性 接接 触触：岩岩 石石 变变 形形 kckNGNNGNGGR0.00.100R 弹弹 扶扶 FkNGNNGNGNGGR0.00.1or0.00000R 图图2 2 间隙元应变和刚度关系间隙
2、元应变和刚度关系图图2 间隙元应变和刚度关系间隙元应变和刚度关系 序号序号井名井名水平段居中度水平段居中度(%)(%)备注1 1肇肇46-46-平平343416.3-82.516.3-82.5每每20m20m交替安放交替安放1 1个个弹性或刚性扶正器。弹性或刚性扶正器。扶正器处居中度可扶正器处居中度可达达80%80%以上，局部以上，局部点可达点可达93.2%93.2%；两；两扶正器间套管居中扶正器间套管居中度由两侧向中间依度由两侧向中间依次降低，至中点居次降低，至中点居中度最小，其值达中度最小，其值达15.4%15.4%以上。以上。2 2肇肇57-57-平平333315.4-82.415.4-
3、82.43 3肇肇57-57-平平353515.4-82.515.4-82.54 4肇肇60-60-平平333315.4-81.515.4-81.55 5州州62-62-平平616116.3-82.516.3-82.56 6州州64-64-平平727215.4-82.515.4-82.57 7州州66-66-平平616115.7-82.515.7-82.58 8台台7070平平888816.3-85.516.3-85.58口阶梯水平井口阶梯水平井中扶正器安放位置设计时的居中度分布结果中扶正器安放位置设计时的居中度分布结果 （二）（二）采用钻井完井油层保护技术采用钻井完井油层保护技术油层保护措施
4、油层保护措施 （二（二）采用钻井完井油层保护技术采用钻井完井油层保护技术油层保护措施油层保护措施 油层保护措施油层保护措施（三（三）开发应用油膜冲洗技术开发应用油膜冲洗技术 600600 300300 200200 100100 6 6 3 34 42.52.51.51.50.80.80.10.10 0133133868654542929131311111181186969454525258 87 711611678784646262611119 994946363292918189 97 772724343323217178 86 688884747292916167 76 63939262
5、6161611113 32 2212112128 85 52 21 113913998986161383812129 9相容性实验相容性实验（四（四）发展和推广应用水平井防窜固井技术发展和推广应用水平井防窜固井技术 井井 段段(m)(m)1500-18001500-18001800-24781800-2478水泥浆配方水泥浆配方嘉华嘉华G+6.5%DSHJ+G+6.5%DSHJ+缓凝剂缓凝剂 嘉华嘉华G+6.5%DSHJ G+6.5%DSHJ 密度密度(g/cm(g/cm3 3)1.901.901.901.90流动度（流动度（cmcm）26262525造浆率造浆率(m(m3 3/t)/t)0.
6、750.750.750.75需水量需水量(L/kg)(L/kg)0.440.440.440.44稠化时间稠化时间,65,6531.7MPa31.7MPaminmin1751759595滤失量滤失量,65,657MPa7MPa30min30minmlml19192222自由水自由水mlml0 00 0初始稠度初始稠度,65,6531.7MPa31.7MPaBcBc1010111148h48h抗压强度抗压强度8080常压（常压（MPaMPa）28283030柳柳102-102-平平1 1井水泥浆的性能指标表井水泥浆的性能指标表 一是井眼条件满足设计要求。完钻后认真通井，充分循环钻井液，确保井眼干净
7、一是井眼条件满足设计要求。完钻后认真通井，充分循环钻井液，确保井眼干净畅通。畅通。二是认真做好入井套管、附件及钻具检查、丈量和通径。计算好入井尾管和钻具二是认真做好入井套管、附件及钻具检查、丈量和通径。计算好入井尾管和钻具的理论重量和悬重。的理论重量和悬重。三是按设计套管程序下入套管（尾管），下入速度均匀，缓慢，每根立柱时间控三是按设计套管程序下入套管（尾管），下入速度均匀，缓慢，每根立柱时间控制在制在1.5-2.5min1.5-2.5min，每下，每下2020根灌一次钻井液。套管串螺纹按规定扭矩上紧。按照设根灌一次钻井液。套管串螺纹按规定扭矩上紧。按照设计顺序和实际井眼卡放套管扶正器。计顺序
8、和实际井眼卡放套管扶正器。四是完井泥浆采用油包水钻井液或混入原（柴）油的钻井液。四是完井泥浆采用油包水钻井液或混入原（柴）油的钻井液。使用的油包水乳化使用的油包水乳化钻井液的润滑系数小钻井液的润滑系数小,只有只有0.08(0.08(水水0.330.33、柴油、柴油0.07),0.07),泥饼摩阻系数为泥饼摩阻系数为0 0。经计算得。经计算得钻具悬重附加值仅为钻具悬重附加值仅为10%10%。在水平段钻井施工。在水平段钻井施工,起下钻均很顺利起下钻均很顺利,电测、下套管、回电测、下套管、回井均一次成功。井均一次成功。也可在水平井段注入粒径为也可在水平井段注入粒径为0.3mm0.3mm塑料小球来增加
9、泥浆润滑性能，塑料小球来增加泥浆润滑性能，减小套管下入摩阻。减小套管下入摩阻。技术措施技术措施 为了确保井眼清洁畅通，为了确保井眼清洁畅通，固井前充分循环，固井前充分循环，注水注水泥前的泥浆循环周期不低于泥前的泥浆循环周期不低于2 2周，达到进出口的泥浆周，达到进出口的泥浆密度相等为止。循环排量应尽量使钻井液达到紊流状密度相等为止。循环排量应尽量使钻井液达到紊流状态，以便清除各种固相颗粒沉积。但同时也要注意防态，以便清除各种固相颗粒沉积。但同时也要注意防漏。漏。技术措施 利用优化方法，对套管在实际井眼轨迹中居中情况利用优化方法，对套管在实际井眼轨迹中居中情况进行设计，计算不同井深处套管扶正器的
10、卡放位置和间进行设计，计算不同井深处套管扶正器的卡放位置和间距，保证套管居中度达距，保证套管居中度达67%67%以上要求。以上要求。利用套管飘浮技术原理，采用清水做顶替液的优点利用套管飘浮技术原理，采用清水做顶替液的优点在于能够降低管内液体重量，有利于水平井段套管居中，在于能够降低管内液体重量，有利于水平井段套管居中，同时也有利于后期完井作业过程中的油层保护。同时也有利于后期完井作业过程中的油层保护。技术措施 低密度前导水泥浆（密度低密度前导水泥浆（密度1.751.80g/cm3）具有较好紊流效应，对提高水平井）具有较好紊流效应，对提高水平井冲洗效果，提高环空顶替效率具有重要作用，而且这种密度
11、的水泥浆形成的水泥石冲洗效果，提高环空顶替效率具有重要作用，而且这种密度的水泥浆形成的水泥石强度仍能达到规定要求。同时也可提高水平段的压稳程度。强度仍能达到规定要求。同时也可提高水平段的压稳程度。水平井使用尾管完井，与常规直井尾管完井固井相比，水平井完井的尾管管串水平井使用尾管完井，与常规直井尾管完井固井相比，水平井完井的尾管管串结构较为复杂，其主要原因是铜球在水平井段行进困难，影响尾管座挂。因此，在结构较为复杂，其主要原因是铜球在水平井段行进困难，影响尾管座挂。因此，在设计水平井尾管管串结构设计时，在尾管悬器下端加放了一只送球短节，保证了水设计水平井尾管管串结构设计时，在尾管悬器下端加放了一
12、只送球短节，保证了水平井尾管一次座挂成功。平井尾管一次座挂成功。大庆水平井固井施工一次成功，固井质量均达合格标准。从单井产能看，大庆水平井固井施工一次成功，固井质量均达合格标准。从单井产能看，试油后单井产量均达到同井区直井的试油后单井产量均达到同井区直井的35倍以上，实现了水平井预期开发效果倍以上，实现了水平井预期开发效果 1 1树平树平1 11991.9.161991.9.162388.882388.88低渗透低渗透698.77698.77309.99309.99射孔射孔优质优质2 2茂平茂平1 11994.7.111994.7.112033.882033.88低渗透低渗透917.66917
13、.66577.2577.2尾管尾管优质优质3 3朝平朝平1 11995.5.231995.5.232196.282196.28低渗透低渗透1070.831070.83809.76809.76尾管尾管优质优质4 4朝平朝平21995.9.21930.231930.23低渗透低渗透986.32986.32710.23710.23尾管尾管优质优质5 5肇肇55-55-平平46462002.6.182002.6.1821882188薄油层薄油层低渗透低渗透838.16838.16620620射孔射孔合格合格6 6州州62-62-平平61612002.11.192002.11.1921722172薄油层
14、薄油层低渗透低渗透853.32853.32614614射孔射孔合格合格7 7杏杏5-4-5-4-平丙平丙0920922003.11.192003.11.1919831983低渗透低渗透931.96931.96693693射孔射孔合格合格8 8肇肇57-57-平平35352003.10.182003.10.1822412241薄油层薄油层低渗透低渗透948.64948.64741741射孔射孔合格合格9 9杏杏8-4-L5038-4-L5032003.9.302003.9.301846.951846.95低渗透低渗透777.68777.68509.35509.35射孔射孔合格合格1010喇喇8-
15、L188-L182003.7.222003.7.2214981498底水底水610.28610.28400400射孔射孔合格合格1111肇肇57-57-平平33332003.9.212003.9.2122412241薄油层薄油层低渗透低渗透957.06957.06737737射孔射孔合格合格1212肇肇60-60-平平33332003.6.262003.6.2622312231薄油层薄油层低渗透低渗透960.99960.99711.3711.3射孔射孔合格合格1313州州66-66-平平61612003.5.172003.5.1722362236薄油层薄油层低渗透低渗透934.09934.09
16、705.7705.7射孔射孔合格合格1414州州64-64-平平72722003.12.12003.12.122432243薄油层薄油层低渗透低渗透961.31961.31723723射孔射孔合格合格1515南南1-2-1-2-平平25252004.6.92004.6.918241824底水底水851.84851.84630630射孔射孔合格合格1616双平双平1-1-井井2004.5.162004.5.1620332033薄油层薄油层低渗透低渗透929.67929.67693693射孔射孔合格合格1717肇肇46-46-平平34342004.6.112004.6.1122612261薄油层薄
17、油层低渗透低渗透928.82928.82731731射孔射孔合格合格1818台台70-70-平平88882004.3.192004.3.1922412241薄油层薄油层低渗透低渗透948.93948.93698698射孔射孔合格合格1919芳芳218-218-平平1451452005.10.202005.10.2018801880薄油层薄油层低渗透低渗透555.64555.64366366射孔射孔合格合格2020州州57-57-平平61612005.10.32005.10.320302030薄油层薄油层低渗透低渗透723.77723.77450450射孔射孔合格合格2121肇肇62-62-平平
18、22222005.11.72005.11.719341934薄油层薄油层低渗透低渗透700.82700.82371371射孔射孔合格合格大大庆庆石石油油管管理理局局水水平平井井历历年年基基本本情情况况统统计计表表 序号序号井号井号完成完成日期日期完钻井深完钻井深（m m）最大水最大水平位移平位移（m m）水平水平段长段长(m)(m)完井方式完井方式固井固井质量质量2222肇肇53-53-平平37372003.8.292003.8.292263.652263.65945.76945.76739.41739.41射孔射孔优质优质2323肇肇60-60-平平54542003.10.42003.10.
19、42279.542279.54932.13932.13716.49716.49射孔射孔优质优质2424肇肇59-59-平平55552003.11.52003.11.522862286963.22963.22744.25744.25射孔射孔合格合格2525州州70-70-平平61612003.12.20 2003.12.20 22602260942.05942.05730.00730.00射孔射孔优质优质2626肇肇48-48-平平33332004.7.122004.7.122354.522354.521018.851018.85797.39797.39射孔射孔合格合格2727肇肇50-50-平
20、平31312004.8.262004.8.262320.222320.22951.67951.67758.22758.22射孔射孔合格合格2828肇肇66-66-平平21212004.12.62004.12.622052205971.57971.57755.00755.00射孔射孔合格合格2929州州68-68-平平21212005.1.10 2005.1.10 2045.072045.07804.79804.79610.07610.07射孔射孔优质优质3030州州54-54-平平60602005.6.52005.6.519851985682.76682.76443.05443.05射孔射孔优
21、质优质3131州州74-74-平平69692005.7.92005.7.92105.722105.72831.18831.18623.32623.32射孔射孔合格合格3232州州54-54-平平58582005.9.92005.9.92091.482091.48639.89639.89568.02568.02射孔射孔优质优质3333州州78-78-平平67672005.9.292005.9.292033.432033.43734.60734.60584.43584.43射孔射孔优质优质3434州州52-52-平平70702005.10.252005.10.251876.731876.73561
22、.24561.24375.20375.20射孔射孔优质优质3535古平古平1 11999.5.51999.5.5319231921267.621267.621001.501001.50筛管筛管1.油层钻井完井使用油基钻井液及低失水零自由水水泥浆，有效地油层钻井完井使用油基钻井液及低失水零自由水水泥浆，有效地降低了钻井液和完井液的滤液对油层的损害，为提高油田长期开发降低了钻井液和完井液的滤液对油层的损害，为提高油田长期开发效益创造了有利条件效益创造了有利条件。2.弹性限位套管扶正器与刚性螺旋套管扶正器的组合应用，较好地弹性限位套管扶正器与刚性螺旋套管扶正器的组合应用，较好地保证了水平井套管顺利下入和套管居中。保证了水平井套管顺利下入和套管居中。3.采用水平井完井优化设计为套管串通过能力评价、居中度分析提采用水平井完井优化设计为套管串通过能力评价、居中度分析提供依据。供依据。4.油基钻井液乳化组合冲洗隔离液、前导水泥浆及低失水零自由水油基钻井液乳化组合冲洗隔离液、前导水泥浆及低失水零自由水水泥浆的应用，解决了油基泥浆条件下套管与井壁油膜冲洗，以及水泥浆的应用，解决了油基泥浆条件下套管与井壁油膜冲洗，以及在水平井眼条件下水泥浆析水上移问题，为提高固井质量创造了较在水平井眼条件下水泥浆析水上移问题，为提高固井质量创造了较好条件。好条件。
