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1、塔里木油田非常规井身结构及套管程序二 六 年 十 月1. 塔里木现行行井身结结构及其其缺陷1.1. 塔里木现行行井身结结构塔里木油田田目前主主要采用用的井眼眼套管程程序为：20113 33/89 55/875这套井身结结构在塔塔里木油油田应用用17年，能能够满足足台盆区区的钻井井生产需需要。这这套结构构具有套套管规格格标准、供供货渠道道通畅、工工具及井井口配备备成熟、使使用方便便等优点点。1.2. 塔里木现行行井身结结构存在在的缺陷陷总体来说，塔塔里木现现行井身身结构存存在以下下一些缺缺陷：(1) 不利于应对对复杂地地层深井井、超深深井地质质变化引引发的复复杂钻井井工程问问题；(1) 8 1/
2、22（井井眼）7（套套管）、6（5 7/8）（井眼）5（套管）环空间隙窄，固井质量差；(1) 套管强度偏偏低。1.2.1. 两层、三层层井身结结构存在在的缺陷陷目前哈得地地区普遍遍采用两两层井身身结构，这这里以任任选的哈哈得199井为例例，图11.1给给出了该该井的井井身结构构设计图图。三层井身结结构主要要在塔中中地区采采用，这这里以任任选的塔塔中822井为例例，图11.2给给出了该该井的井井身结构构设计图图。图1.1 哈得19井设计井身结构图1.2 塔中82井井身结构设计图上面给出的的这种两两层和三三层的井井身结构构存在的的一个突突出问题题是：88 1/2裸裸眼井段段长，一一般40000米米
3、左右，最最长达552000米，经常常发生电电测、阻阻卡、下下套管井井漏、开开泵不通通、开泵泵不返、固固井质量量差等问问题， 20004年到到现在此此类事故故复杂25起，损损失时间间1666天，具具体统计计情况见见表1.1。表1.1 20004年到到现在塔塔里木探探井8 11/2井眼钻钻井复杂杂问题统统计序号井号完钻井深(m)裸眼段长度(m)复杂（事故故）类型型损失时间（h）备注1轮南635548.604749.60卡钻次462轮古395682.004460.00卡钻、钻具具落井166553轮古80225208.504007.50钻具落井打打捞45.34轮南62115643.504147.50卡
4、钻355塔中715015.393811.39下7套管管遇阻，开开泵不通通6塔中12224634.003429.00电测卡电缆缆417塔中62114854.003652.80下7套管管井漏失失返8轮古38115516.434015.43电测卡电缆缆749哈德11775200.003997.65电测卡工具具-顿钻钻-侧钻钻95410塔中70CC4754.00原井开窗钻具断打捞捞14811轮古376310.004311.78两次钻具落落井打捞捞10912轮南62115643.504147.75传输电测仪仪器信号号中断卡钻701113轮古3763104311.78测井仪器帽帽落井电缆磨损312914轮
5、南631157784575.8电测仪器卡卡，穿心心打捞4215轮古391158914686.13连续两次穿穿心打捞捞固井施工井井口不返返浆7天13小小时16轮南301154964294.78卡钻致使侧侧钻下套管中途途井口不不返浆固井井口不不返浆24天钻到井深552500.344米卡钻钻，在228355.100米处侧侧钻17轮古7井5143.603946.1套管下到底底开泵，井井口返浆浆量由大大变小，逐逐渐不返返，一级级固井不不返浆，二二级固井井返浆18塔中7746803880下套管中途途井口返返浆，固固井施工工井口不不返浆19塔中744635.503837.31下套管与固固井过程程间断漏漏失2
6、0塔中7249184119.72套管下到位位，不能能建立循循环，一一、二级级固井井井口不返返浆21塔中62334719.203916.7套管下到位位，不能能建立循循环，一一、二级级固井井井口不返返浆22塔中261143503150.96两次卡电测测仪器，穿穿心打捞捞43，62223哈得118852004004.87两次卡电测测仪器，穿穿心打捞捞卡钻回填侧侧钻64，422钻至45559米，短短起钻至至44004.336米卡卡钻，在在18445.552米处处侧钻24哈得185545.274342.78套管下到底底，无法法建立循循环，一一、二级级固井井井口不反反浆25哈得18CC55384335.5
7、1电测仪器部部件落井井套管下到位位，无法法建立循循环，一一级固井井井口不不返浆，二二级固井井井口返返未打捞1.2.2. 四层井身结结构存在在的缺陷陷目前采用的的4层套套管程序序为：113 33/89 5/887755英买力地区区的井普普遍采用用这种井井身结构构。这里里以任选选的英买买36井井为例，图图1.33给出了了该井的的井身结结构设计计图。图1.3 英买36井井身结构设计图这种井身结结构存在在的问题题是：99 7/8套管封封盐层，强强度不够够，若采采用100 3/4套管环环空间隙隙小，下下套管风风险大。1.2.3. 五层井身结结构存在在的缺陷陷目前采用的的5层套套管程序序为：22013 3
8、/889 5/875这种井身结结构普遍遍用于山山前预探探井和评评价井，如如却勒66井、博博孜1井井，这里里给出却却勒6井井的井身身结构设设计图，见见图1.4。图1.4 却勒6井井身结构设计图这种井身结结构存在在的问题题是：（1）、由由于地层层岩性、层层位、深深度及压压力预测测不准，难难以封隔隔多套复复杂地层层，造成成在同一一裸眼段段应对多多种复杂杂情况，钻钻井事故故复杂时时效高，甚甚至不能能钻达地地质目的的层；（2）、55 7/8井井眼钻井井窄压力力窗口，油油气水层层环空压压耗大，井井底压力力平衡极极难控制制，溢漏漏严重；（3）、环环空间隙隙小，固固井质量量差。1.2.4. 六层井身结结构存在
9、在的缺陷陷目前采用的的6层套套管程序序为：20113 33/89 55/88 11/86 11/44 1/2这里给出六六层套管管设计的的羊塔克克5022井的套套管程序序设计图图，见图图1.55。这种井身结结构存在在的问题题是（1）、99 5/8套套管内下下8 11/8套管环环空间隙隙太小，致致使下套套管速度度慢，同同时井底底作用的的回压大大，极易易压漏地地层；（2）、88 1/2井井眼需长长段扩眼眼至9 1/22，才才能下88 1/8套套管，扩扩眼难度度大，时时间长；（3）、环环空间隙隙小，无无法加工工悬挂器器，并且且回接筒筒壁薄易易变形。图1.5 羊塔克克 5002井井井身结构构设计图图2.
10、 塔里木新型型井身结结构及套套管程序序设计主要针对解解决塔里里木现有有井身结结构存在在的缺陷陷，结合合塔里木木油田地地质情况况特点，提提出了新新的井身身结构系系列。2.1. 两层套管新的两层套套管结构构为： 井眼眼：122 1/48 11/2套管：9 5/8855 1/2详细设计数数据见表表2.11。2.2. 三层套管新的三层套套管结构构为： 井眼：13 1/8899 1/26 11/2套管：100 3/47 55/8 5详细设计数数据见表表2.2。2.3. 四层套管新的四层套套管结构构为： 井眼：17 1/22113 11/89 1/2266 1/2套管：144 3/810 3/4477 5
11、/8 55详细设计数数据见表表2.3。2.4. 五层套管新的五层套套管结构构为： 井眼：26177 1/2 133 1/8 9 11/26 1/22套管：200114 33/8100 3/4（11 1/88） 77 3/4 55详细设计数数据见表表2.4。2.5. 山前深井、超超深井探探井井身身结构新的山前深深井、超超深井探探井套管管结构为为：井眼：266117 11/2 133 1/8 9 1/22 6 55/8-7 1/22 5-5 11/2套管：200114 33/8 10 3/44(111 11/8) 8 6 1/44 4 11/2详细设计数数据见表表2.5。24表2.1 两层井井身结
12、构构及套管管程序方方案套管层次井眼（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）套管井眼间间隙（mm）套管强度接头套管线重 (kkg/mm）备注抗挤(MPa)内压(MPa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层311.115（12 11/4）1200244.44811.99（9 5/8）110269.888220.550216.55433.34436.563.26643API偏梯667469.944第二层215.99（8 1/2）5900139.779.117（5 1/2）110153.667121.336118.11938.176.585.2
13、2852*API偏梯296829.766* 对于表表中所给给5 11/2套管，不不考虑钻钻井液浮浮力时，按按照下深深59000米计计算，套套管的抗抗拉安全全系数为为1.666。表2.2 三层井井身结构构及套管管程序方方案套管层次井眼（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）套管井眼间间隙（mm）套管强度接头套管线重 (kkg/mm）备注抗挤(MPa)内压(MPa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层333.338（13 11/8）1200273.00513.84（10 33/4）110298.445245.336241.44030.177
14、40.551.48551API偏梯850790.333第二层241.33（9 1/2）5900193.66810.92（7 5/8）110215.990171.883168.66623.81154.26674.8884756API偏梯486349.222第三层165.11（6 ）6500127.009.119（5）110141.33108.661105.44419.05593.096.02581API长圆220226.799尾管* 对于表表中所给给7 55/8套管，不不考虑钻钻井液浮浮力时，按按照下深深59000米计计算，套套管的抗抗拉安全全系数为为1.667。表2.3 四层井井身结构构及套管
15、管程序方方案套管层次井眼（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）套管井眼间间隙（mm）套管强度接头套管线重 (kkg/mm）备注抗挤(MPa)内压(MPa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层444.55（17 11/2）800365.11313.88（14 33/8）110390.550337.338333.44339.69919.18850.433116100API偏梯116100119.447第二层333.338（13 11/8）4900273.00513.84（10 33/4）110298.445245.336241.44030
16、.17740.551.48551API偏梯850790.333第三层241.33（9 1/2）6600193.66810.92（7 5/8）110215.990171.883168.66623.81154.26674.8884756API偏梯486349.222尾管第四层165.11（6 ）6900127.009.119（5）110141.33108.661105.44419.05593.096.02581API长圆220226.799尾管* 对于于表中所所给100 3/4套管，不不考虑钻钻井液浮浮力时，按按照下深深50000米计计算，套套管的抗抗拉安全全系数为为1.888。* 表中中浅绿色色
17、底纹对对应的套套管为非非标套管管，其强强度均按按照APPI公式式计算。表2.4 五层井井身结构构及套管管程序方方案套管层次井眼（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）套管井眼间间隙（mm）套管强度接头套管线重(kg/mm）备注抗挤(MPa)内压(MPa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层660.44（26）300508112.77（20）55533.44482.660477.88276.25.315.9777095API偏梯7488158.449第二层444.55（17 11/2）3500365.11313.88（14 33/8）11
18、0390.550337.338333.44339.69919.18850.433116100API偏梯116100119.447第三层不封盐333.338（13 11/8）5500273.00513.84*（10 33/4）140298.445245.336241.44030.17744.06690.322114433API偏梯11384490.333封盐282.55818.64（11 11/8）（下段段8000m）+273.00513.84*140301.770特殊间隙245.330241.33325.490.355111.441149177API偏梯7300.5120.556第四层（盐）2
19、41.33（9 1/2）6300196.88513.89（7 3/4）140219.885169.007165.1122.233105*119.2207706.5API偏梯750062.277尾管第五层165.11（6 1/2）7000127.009.119（5）110141.33108.661105.44419.05593.096.02581API长圆220226.799尾管* 对对于表中中所给110 33/4套管，不不考虑钻钻井液浮浮力时，按按照下深深55000米计计算，套套管的抗抗拉安全全系数为为2.335。如如何按照照10 3/44套管与与11 1/88（下段段8000米）复复合管柱柱
20、计算，则则10 3/44套管的的抗拉安安全系数数为2.23。* 这这里之所所以采用用复合套套管柱，是是因为111 11/8套管的的重量太太大，单单纯采用用此套管管时套管管柱重量量太大。* 此此值为AAPI公公式计算算值，若若按照高高抗挤套套管考虑虑，其挤挤毁强度度可高于于此值。表2.5 山前深深井、超超深井探探井井身身结构及及套管程程序方案案套管层次井眼（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）套管井眼间间隙（mm）套管强度接头套管线重(kg/mm）备注抗挤(MPa)内压(MPa)屈服（KN）扣型连接强度（KN）第一层660.44（26）3
21、00508112.77（20）55533.44482.660477.88276.25.315.9777095API偏梯7488158.449第二层444.55（17 11/2）3500365.11313.88（14 33/8）110390.550337.338333.44339.69919.18850.433116100API偏梯116100119.447第三层不封盐333.338（13 11/8）5000273.00513.84（10 33/4）140298.445245.336241.44030.17744.06690.322114433API偏梯11384490.333封盐282.558
22、18.64（11 11/8）（下段段8000m）+273.00513.84140301.770特殊间隙245.330241.33325.490.355111.441149177API偏梯7300.5120.556第四层（盐）241.33（9 1/2）6300203.2215.45（8）140208（镦粗）172.33168.33319.055122.442128.4448796.3特殊6157.471.088尾管第五层168.33+1990.55（6 5/8+7 1/22）6500158.77513（6 1/4）140无接箍132.77129.55315.8551381415746.7直连28
23、73.3646.411尾管第六层127+1139.7（5+55 1/2）7000114.3310.92（4 1/2 ）110无接箍92.46689.29912.71311272696.8直连1343.5127.666尾管3. 新型井身结结构及套套管程序序方案与与现行结结构的对对比图3.1 3层新型井身结构与现行结构的对比图3.1到到图3.3给出了了新型井井身结构构与现行行结构的的对比。图3.2 4层新型井身结构与现行结构的对比17 1/214 3/813 1/810 3/49 1/27 5/86 1/25新型结构现行结构图3.3 5层新型井身结构与现行结构的对比现行结构新型结构202614 3/817 1/210 3/4(11 1/8)13 1/89 1/286 1/254. 设计总结本次设设计的非非常用新新型井身身结构及及套管程程序与原原方案相相比，具具有以下下特点：（1） 套管尺寸与与钻头尺尺寸做到到了经济济配合；（2） 增加了井眼眼与套管管的环空空间隙，提提高了下下套管可可靠性和和固井作作业效率率；（3） 对原先六层层井身结结构中使使用8 1/88套管的的井段避避免了扩扩眼作业业，提高高了钻井井效率；（4） 将原先的无无接箍88 1/8套管管改造成成了8镦粗接接头套管管，提高高了下套套管作业业效率。（5） 总体来说，使使钻井成成本有所所下降。27