尾管回接固井常見問題分析及對策

李風雷，杜鵬德

（1.長江大學石油工程學院，湖北武漢430100；2.德州大陸架石油工程技術有限公司，山東德州253005）

尾管回接固井常見問題分析及對策

李風雷*1，杜鵬德2

（1.長江大學石油工程學院，湖北武漢430100；2.德州大陸架石油工程技術有限公司，山東德州253005）

尾管回接是指尾管固井之后因特殊需要將套管回接到井口的過程。但是在實際施工過程中，尾管回接常常出現回接筒損壞、銑鞋磨銑不到位、回縮距計算不準、環空油氣水竄、水泥漿提前稠化等問題。在總結回接固井存在問題的基礎上，借助典型案例對尾管回接常出現的問題進行分析，并提出相應的解決方案。

尾管回接；回接插頭；固井；磨銑；回縮距

在油氣井固井施工中，回接固井是最簡單的一種固井方式，由于其施工過程全部在套管內完成，無井眼軌跡、井壁穩定性、地層流體等不確定因素的影響，基本不會出現惡性事故。但在近些年的油氣井回接固井施工中出現的一些問題說明，回接固井還有許多需要注意的問題，若忽視了這些問題，輕則造成工期延誤，增加鉆井成本，重則對油氣井的井身質量造成嚴重影響，給后期的油氣井投產帶來隱患。對回接固井中存在的問題進行了分析，并對典型井例進行了剖析，同時提出了相應的對策和建議。

1　回接筒損壞

回接筒的損壞一般包括喇叭口位置的磨損變形，以及回接筒內壁的損壞?；亟油矒p壞輕則引起插頭插入后密封不好，影響回接筒位置固井效果，重則導致回接插頭不能插入回接筒，若現場判斷失誤，甚至可能導致井的報廢。而回接筒的損壞大多是由于尾管固井后掃水泥塞方法不正確引起的。掃上塞時由于判斷失誤導致鉆頭在喇叭口位置研磨時間過長或者掃回接筒內水泥塞時轉速過快，鉆頭離心力過大與回接筒內壁發生撞擊造成內壁凹陷或形成毛刺都會引起此類問題。

1.1實例簡介

TP138X井三開?311.2mm鉆頭完鉆井深5598m，?244.5mm尾管排列回接筒頂深為3034.67m。尾管固井留上塞約520m。當鉆至3040m處時，長時間沒有進尺，以鉆壓11～15t，轉速47r/min在此位置掃塞時間約為40min。

然后下小鉆頭掃回接筒內水泥塞。在鉆頭過回接筒位置時，有輕微的遇阻顯示，轉動轉盤后可以下放鉆具，之后直接下鉆至3060m，后面沒有遇阻現象，確定回接筒內無水泥塞后起鉆。

起鉆完后下銑鞋對回接筒進行磨銑。下外徑為260mm的專用銑鞋，至回接筒位置，接方鉆桿，鉆具正常懸重116t。鉆具下壓10t，下深3039m，上提鉆具1m，開始銑回接筒，反復磨銑4次，最大鉆壓4t，扭矩11～14kN·m。

磨銑完回接筒后，起出銑鞋檢查，發現銑鞋下部的4個斜肋完好無損，而且沒有預期明顯的磨痕，但是上部的4條直肋卻受損嚴重。

1.2原因分析

銑鞋斜肋部無磨痕，可見未銑到回接筒底，而直肋部的磨痕則說明在磨銑過程中管內有突出物，而這個突出物只有可能在回接筒的喇叭口位置。由于喇叭口位置管壁比較薄，長時間大鉆壓的研磨很容易對喇叭口造成損傷，造成喇叭口位置發生變形、卷曲。喇叭口位置發生變形之后銑鞋不能全部通過喇叭口進入回接筒內，在鉆壓的作用下銑鞋向一側偏斜，導致直肋部位與喇叭口接觸，直肋上的磨痕就是這樣產生的，而銑鞋的硬度并不足以修復已經卷曲的喇叭口，而磨銑時所壓的噸位也不足以使銑鞋強行通過喇叭口。這樣從鉆臺儀表上看來和掃到回接筒底的現象基本一致。

1.3處理措施

首先下平底磨鞋對喇叭口位置進行磨銑，將回接筒頂部喇叭口變形的一段磨掉10cm左右，然后下銑錐對喇叭口進行修復。修復完畢后重新下專用銑鞋磨銑回接筒內壁，確認無異常后下套管，進行回接固井。

1.4結論

（1）回接筒的變形一般都是由于掃塞方法不正確引起的，掃塞時應準確及時的判斷是否掃到回接筒底。掃至距回接筒頂5m以內時，應降低鉆壓和轉速，并密切關注扭矩和進尺的變化情況。掃到回接筒頂時扭矩會有明顯而且大范圍的劇烈變化，而且可觀察到明顯的跳鉆現象且進尺明顯降低。這種現象出現后應果斷停止繼續掃塞，避免損壞回接筒。

（2）銑鞋并無修復回接筒變形的能力，一旦回接筒發生變形，應下入其他輔助工具進行修復。

（3）回接筒的損壞一般為喇叭口位置的變形，可通過下磨鞋或銑錐的方式進行修復，修復時應結合具體的喇叭口損傷情況進行決策，變形程度難以認定時可利用鉛模等工具進行確認，以達到對癥下藥的目的。

2　銑鞋磨銑不到位

銑鞋磨銑不到位是另一個可能引起施工事故的隱患，磨銑不到底說明井下情況異常，回接筒變形或者有井下落物，這時不可盲目進行下套管作業。正常情況下銑鞋磨銑到回接筒底后會在銑鞋的斜肋部形成一道磨痕，一般來說，根據磨痕我們可判斷出銑鞋是否已磨銑到回接筒底部，但是實際施工中我們發現，磨痕并不能作為銑鞋位置的唯一判斷依據。

2.1實例簡介

元陸8井是元壩地區一口元壩陸相中淺層專探井，在進行7″尾管回接施工過程中發生了銑鞋磨銑不到底的事故，由于磨銑過程與磨銑到回接筒底的現象極為相似，現場施工人員誤以為已經磨銑到底，下入回接套管后插入試壓時不能起壓，后不得不起套管重新進行磨銑，造成了一定的經濟損失。

第一次磨銑回接筒時下銑鞋至井深2481.91m處遇阻，下壓懸重由83t降至76t，懸重下降8t，操作人員判斷銑鞋已進入回接筒底部，于是上提1.3m開始磨銑回接筒，緩慢下放，轉盤轉速45r/min，磨銑6min，扭矩35～5kN·m，于2481.91m處遇阻，緩慢下壓6t，扭矩3～9kN·m。上提1.3m，繼續磨銑，于2481.91m遇阻，緩慢加壓至8t，磨銑3min，轉盤轉速45r/min，扭矩3～9kN·m。磨銑完畢循環出磨銑碎屑后起鉆。起出銑鞋進行檢查時發現銑鞋斜肋部有明顯磨痕，磨痕直徑為160mm，與正?，F象基本相符。后進行下回接套管作業，下到位后，回接插頭試壓失敗，密封失效。隨后起套管，回接插頭起出后發現導向頭下部有5個1～2cm長度呈段狀分布的壓痕，證明了回接插頭沒有插到位。

2.2處理方案

由于尾管固井結束后沒有留上塞，可排除掃塞導致回接筒變形的可能，應為其他原因如異物引起的阻卡，使用磨鞋有可能對回接筒造成不必要的損傷?，F場決定第二次下銑鞋對回接筒進行磨銑，適當加大鉆壓希望能磨銑到回接筒底部。

與上次相同，銑鞋于2481.91m處遇阻，緩慢下壓10t，扭矩在5～19kN·m范圍內波動，有明顯跳鉆現象。上提1.5m，繼續磨銑，遇阻點還在2481.91m，緩慢加壓至4t，磨銑1min后，突然放空，懸重恢復至84t，停轉盤，繼續下探1.10m遇阻，此時井深2483.01m，下壓懸重由84t降至70t。放空1.10m，而回接筒的插入長度是1.095m。這就確認了第一次磨銑沒有到位。

2.3結論

（1）插頭下插到位進行試壓時若不能起壓，除了密封圈脫落的原因還應考慮到插頭未能進入回接筒。

（2）磨痕是判斷是否磨銑至回接筒底的一個重要的判斷依據，但僅僅依靠磨痕進行判斷是不夠的，還要結合扭矩、鉆壓等其他情況進行判斷，只有綜合進行判斷才能做出準確的判斷。

（3）為防止輕微阻卡引起的磨銑不到位，最后一次磨銑到回接筒底時可適當加大鉆壓至10t左右并延長磨銑時間，最大程度上減少磨銑不到位的可能性。

3　回縮距計算不準

回縮距的計算在尾管回接施工過程中起著很重要的作用，特別是在與芯軸式套管懸掛器配合使用時，對回縮距計算的準確性要求尤其高一些。管串上部的套管懸掛器要求承受一定的拉力之后才能保證密封，而管串下部的回接插頭也必須插入到位才能確保密封，若計算出現誤差，造成回接插頭插入不到位或者懸掛器吃不上噸位，都會引起嚴重的固井事故?；亟庸叹乜s距的計算需要考慮2部分的內容：固井結束回接插頭插入回接筒后下壓時引起的回縮距和水泥返到環空后引起的管串的回縮。

下壓引起的回縮距：

水泥返到環空引起的回縮：

總回縮距：

式中：K——接頭影響系數，一般取0.85～0.95；

L——送入鉆具長度，m；

E——鋼材彈性系數，2.059×105MPa；

F——回接套管截面積，cm2；

W——設計下壓噸位，N；

G——回接套管在空氣中重力，N；

ρc——套管在水泥中浮力系數，無因次；

ρm——套管在泥漿中浮力系數，無因次；

Δl、Δl1、Δl2——回縮距，m。

實例簡介：元陸27井三開?215.9mm鉆頭完鉆井深4786m，尾管排列回接筒頂深2984.06m，回接固井時井口采用芯軸式懸掛器進行懸掛，固井施工結束后放回水，發現倒返嚴重，關井口，回壓3～4MPa，重新核算管串數據，發現回縮距計算有誤，芯軸與插頭間套管下入偏短，插頭無法全部插入，密封件及循環孔的大部分都位于回接筒以上，導致插入后不能密封。

4　環空油氣水竄

尾管固井質量差會給后續的回接施工帶來很多的難題。若下部地層存在高壓油氣水層，很容易發生環空油氣水竄，造成回接固井的失敗。若下部地層存在低壓易漏地層，又容易發生水泥漿進入地層，污染油氣層。這些問題會嚴重影響鉆井作業連續進行和油井正常投產。封隔式回接裝置可用來解決尾管重疊段固井質量差的問題。這種回接裝置由提拉接頭、彈性卡瓦、錐體、膨脹膠筒、鋸齒卡簧、鎖緊套、彈簧套、密封組件、導向頭接箍、鋁制引鞋等部分組成。其操作程序為：使用送入工具或套管將封隔式回接插頭送入到井內尾管頂部回接筒內，注水泥后坐封封隔器；或者直接將插頭插入到回接筒內，下壓一定坐封力，坐封封隔器，膠筒充分膨脹封隔環空，堵塞油氣水上竄通道。

5　水泥漿提前稠化

水泥漿提前稠化無論在何種工藝的固井施工過程中都會引起極其嚴重的事故。在回接固井施工中由于施工環境相對穩定，水泥漿稠化時間的不確定性影響因素較少，一般不會發生水泥漿提前稠化的事故，但也正是由于可能性小，導致一些固井從業人員對此嚴重性認識不足，準備工作不細致，引發本來不應出現的事故。在回接固井過程中水泥漿的提前稠化失去流動性不僅會造成水泥留在管內不能替出，管內水泥塞長而環空返高不夠的“灌香腸”事故，更危險的是水泥稠化過程中會引起管串浮重急劇下降，實際的回縮距比計算值大幅增加，導致預留的回縮距不能保證回接插頭順利到位。更加危險的是水泥漿直接閃凝，將套管固死，有可能引起井的報廢。因此，若回接施工中發現水泥漿有提前稠化的跡象，應果斷在水泥完全凝固前將回接插頭插入到位，避免更大的事故。

6　結論

（1）回接固井相對簡單，井下復雜情況較少，引起事故的原因一般是施工技術人員自身認識不足或者對事故的警惕性不夠，因采取措施引起相關從業人員的重視。

（2）隨著特殊井，復雜井的增多，應加大對回接固井工具的研發，提高工具的適應性和可靠性。

（3）回接固井的重點在前期的準備工作，應按照操作規程做好固井前的準備工作，為固井施工創造良好的條件。

［1］馬蘭榮，白曉靜，朱和明，阮臣良.尾管回接裝置及其在現場的應用［J］.石油礦場機械，2008，37（9）：88-90.

［2］馬開華，馬蘭榮，陳武君.高壓油氣井尾管回接固井新技術［J］.石油鉆采工藝，2005，27（3）：22-23.

TE256.3

A

1004-5716（2016）02-0094-03

2015-10-10

2015-11-25

李風雷（1984-），男（漢族），山東德州人，工程師，現從事固井工具現場應用及研究工作。