液壓式套管扶正器在側鉆水平井中的應用

尹方雷 白冬青 龔建凱 徐肇國 于子涵 夏進軍

（1.中國石油長城鉆探工程技術研究院，遼寧盤錦 124010；2.中國石油大學（北京）石油工程學院，北京 102249；3.中國石油遼河油田金馬油田公司，遼寧盤錦 124010）

側鉆水平井是在側鉆井、水平井基礎上發展起來的一項新型的石油開采技術，為老油區挖潛增效提供了一條十分有效的途徑，近幾年已成為國內各油田關停井復產及油藏挖潛、提高油氣采收率的成熟的重要技術手段之一［1］。截至2010 年底，遼河油田已累計實施側鉆水平井3000 多口，為遼河油田原油增產做出了巨大貢獻。

常規側鉆水平井完井管柱的扶正器通常使用彈簧片式或剛性式。彈簧片式在過窗口及下入過程中非常容易損壞；而剛性扶正器在“糖葫蘆”、“大肚子”井段或擴孔井段，由于井徑增大而扶正器直徑相對偏小，不能很好地起到居中作用［2］。雖然技術人員已經采用如增加彈簧片高度、改變彈簧片的截面形狀、調整彈簧片熱處理的機械性能以及改用雙弓式結構等方法［3-5］，但都不能有效解決造斜段及水平段的套管居中問題。為此，研制了液壓式套管扶正器，隨完井管柱一同下入井中，能夠有效解決套管不居中問題，極大地提高固井質量［6］，延長側鉆水平井的壽命。

1 結構及工作原理

1.1 結構

液壓式套管扶正器主要由中心管活塞、缸套、O型密封圈、剪銷、鎖緊環、錐體和分瓣扶正接頭等組成，結構如圖1 所示。

圖1 液壓式套管扶正器結構

1.2 工作原理

液壓式套管扶正器隨套管下到預定深度后，利用液壓式尾管懸掛器憋壓坐掛工序來啟動，由缸套推動錐體使分瓣扶正接頭脹開，抵住井壁四周，實現套管居中。

2 主要技術參數與性能特點

2.1 主要技術參數

?117.8 mm、?139.7 mm 套管內使用的液壓式套管扶正器技術參數見表1，2 種扶正器的連接扣型均為API 長圓扣/偏梯扣。

表1 液壓式套管扶正器技術參數

2.2 性能特點

（1）能夠產生強大的套管扶正力，可達到常規套管扶正器扶正力的10 倍甚至20 倍。

（2）受井徑影響小，在“糖葫蘆”、“大肚子”及擴孔井段均能起到較好的扶正作用。

（3）預定的啟動壓力可根據需要在8～16 MPa 之間調整。

（4）具備較高的復位力，能夠保證良好的居中效果。

3 試驗與應用情況

3.1 室內與現場試驗

液壓式套管扶正器研制成功后，在廠內進行了試驗，實驗結果顯示，其密封性、脹開直徑、抗拉強度、扶正力等參數均達到并超過了設計水平，可以滿足現場應用要求（圖2）。

圖2 液壓式套管扶正器扶正接頭

2011 年，液壓式套管扶正器在遼河油田高3-7-8CH 井進行了現場試驗。下入的完井管串為：浮鞋式旋流管+套管+浮箍+套管+球座式碰壓座+套管組合+液壓式套管扶正器+套管組合+尾管懸掛器總成+送入鉆具。根據井眼情況，液壓式套管扶正器與完井套管的組合分布為：在直井段每3 根套管下1 個扶正器，造斜段每2 根套管下1 個扶正器，擴孔點以下直到水平段結束每根套管下1個扶正器。懸掛器下面的2 根套管連續下2 個彈性套管扶正器或剛性扶正器；造斜段開始根據井斜角等情況相應下入剛性扶正器。

電測結果表明，高3-7-8CH 井水泥環厚度均勻，固井質量優質。高3-7-8CH 井完井投產至今，生產狀況良好，未發生出水、出砂等問題。

試驗結果表明，應用液壓式套管扶正器完井的側鉆水平井較應用常規扶正器完井的側鉆水平井的固井質量有了極大的提高。

3.2 現場應用

截至2012 年上半年，液壓式套管扶正器在遼河油田和冀東油田的側鉆水平井現場共應用9 井次。施工完成后的測井曲線表明，9 口井全井段固井質量均為優良，且至今生產情況良好，無任何出水、出砂等影響側鉆水平井壽命的問題出現。

4 結論與認識

現場應用表明，側鉆水平井特制液壓式套管扶正器操作簡單，安全可靠，現場實用性強，能夠有效克服常規扶正器居中作用不強的弱點，極大地提高側鉆水平井完井管柱居中程度，進而提高固井質量，從而延長側鉆水平井的生產壽命，提高單井產量和效益。隨著側鉆水平井技術的應用越來越廣泛，液壓式套管扶正器完井工藝技術將具有廣闊的應用 前景。

［1］ 劉乃震，王廷瑞，丁文正，等.油氣井側鉆技術研究與應用［J］.特種油氣藏，2008，15（5）：97-100.

［2］ 徐鑫，魏新芳，王書峰.水平井固井液壓扶正器的研究與應用［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：102-103.

［3］ 劉景伊，周全興，劉貴芝.鉆井工具使用手冊［M］.北京：科學出版社，1990.

［4］ 李克向.鉆井手冊（甲方）上冊［M］.北京：石油工業出版社，1990.

［5］ 李克向.實用完井工程［M］.北京：石油工業出版社，2002.

［6］ 徐榮強，邢洪憲，張仁勇，等.渤海灣邊際油田水平井鉆完井技術［J］.石油鉆采工藝，2008，30（2）：53-56.

［7］ 張宏軍.勝利油田開窗側鉆井完井固井工藝技術的改進與發展［J］.鉆采工藝，2009，32（3）：103-105.

［8］ 馬小龍，樂振好，王興武，等.文13-側305 井深部開窗側鉆井固井技術［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：45-47.

［9］ 張吉江，張鑫，蔡光杰，董蕾.油管完井在QHD32-6-A 平臺的成功應用［J］.石油鉆采工藝，2010，32（5）：32-34.