4 套管钻井技术的应用现状
4 套管钻井技术的应用现状
另外四口井位于美国的同一个油田，是用9 5/8″套 管钻12 1/4″的表层井段。将BHA由铣齿领眼钻头+牙 轮管下扩眼器换成铣齿领眼钻头+PDC管下扩眼器， 钻井效率不断提高，最终超过了常规钻井方法，如图 4所示。
4 套管钻井技术的应用现状
（2）锁紧装置。由轴向锁定装置+止动爪+扭矩锁定装置组成。这部分 结构与套管柱最下面一根套管内壁上的啮合面锁定，将套管柱的动力 和部分重量传递到领眼钻头和管下扩眼器上。
1 套管钻井设备
注：
1---回收头 2---密封件 3---旁通孔
4---轴向锁定装置 5---止动爪
6---扭矩锁定装置 7---分隔接箍
4 套管钻井技术的应用现状
美国的其中一口井用7″套管钻至6480英尺（1925米）。 1999年6月，墨西哥北部一家大石油公司使用5
1/2″Hydrill 系列500型521接头连接的N-80套管（线重量17磅/ 英尺=247.9N/m）成功地钻了1633米的以页岩为主的地层，这 段地层自250米开始到1883米结束。这口井中的1883米～2850 米之间的井段是用4 3/4″钻头+2 7/8″N-80套管（线重量为17磅 /英尺=0.248kN/m）钻出的。
2 TESCO公司的套管钻井方案
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2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
1 什么是套管钻井
1 什么是套管钻井
2 套管钻井的优点
（1）减少起下钻次数，缩短起下钻时间，节约费用； （2）减少井下事故； （3）套管钻井过程中可以连续循环泥浆，比常规的钻杆钻
井更安全； （4）起下钻次数减少意味着起下钻引起的压力激动次数减
少，进一步提高了钻井的安全性； （5）使用套管钻井系统可以省去钻柱的采购、装卸、检查
1.1 井底钻具组合 （1）破岩部分。由领眼钻头+管下扩眼器组成。这部分钻具通过旋转破
岩所钻成的井眼能为套管和随后的注水泥作业提供足够的环形空间。 已经应用并报道的类型主要有两种，一种是铣齿牙轮领眼钻头+牙轮 管下扩眼器，另一种是牙轮领眼钻头+PDC管下扩眼器，后一种钻具 在相对较硬的地层中比较成功。
7 TESCO公司的套管钻井应用
应用
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应用
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应用
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应用
7 TESCO公司的套管钻井应用
应用
7 TESCO公司的套管钻井应用
应用
7 TESCO公司的套管钻井应用
应用
TTRD
1.立项的必要性、需求及意义
3)小井眼的井身结构的环空间隙可满足提高固 井质量要求。
采用这套小井眼和套管钻井方案钻井 成本预计可降低30%以上
钢材用量减少（现行95/8 "套管+51/2"套管组合与 拟采用的85/8 "套管+41/2"套管组合的比较）；
井眼容积量减少，相应的泥浆量、水泥量减少； 大钩负荷低，可选用车载钻机，提高运移性和作业
解决低渗低孔低压低产气田开发问题的 工程技术方案
降低钻井成本，为加密井网开发提供经济可行性； 提高固井质量，为压裂和保护套管创造条件； 提高单井产量的气层保护、射孔和压裂综合配套技
术； 合理的试井和稳产压差，避免产量递减过快。
低效气藏降低成本的方案
对于低效气藏，降低成本的方案之一就是采用 小井眼和套管钻井技术。应适当加密井网，以 便提高开采速度，缩短投资回收期。由于井密 加大，必须降低钻井成本，使开采具有商业价 值。4 1/2”套管钻完井深后即作为油层套管和 注水泥完井。6 ½”井眼不再使用钻杆。关键技 术是特殊螺纹应能适应钻井工况和作为油层套 管的密封性、强度和寿命。
3 TESCO公司的套管钻井应用
3 TESCO公司的套管钻井应用
4 套管钻井技术的应用现状
国内尚未发现这方面的研究报道。国外在现场试验期间已经在10余 口井的部分井段应用了套管钻井技术。套管钻井技术仍在不断发展之中 ，但这些试验井的实践已经证明了套管钻井系统是可靠的。
套管钻井系统已经用于钻美国和加拿大的10口井的部分井段。选择 这些井主要是为了检验和完善套管钻井系统的设备。其中有四口井位于 加拿大的同一油田，它们都是1700英尺（518.16米）左右的浅井。这四 口井的表层是用常规钻机钻出的，下好表层套管固好井后换成套管钻井 钻机，然后用4 1/2″套管钻6 1/8″的生产井段。由于机械钻速较低，总的 钻井时间与常规钻井系统差不多，如图3所示。
2 TESCO公司的套管钻井方案
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2 TESCO公司的套管钻井方案
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2 TESCO公司的套管钻井方案2 TESCO公司 Nhomakorabea套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
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3 套管钻井技术的特殊要求
3.3 注水泥固井方案 钻达设计的套管鞋深度后，起出井底钻具组合，准备固井。 最初的套管钻井固井工艺是：先泵入一个胶塞，再注水泥浆，最 后在水泥上面泵入一个对接水泥塞。该水泥塞坐放在用于锁定钻 具锁定装置的那个锁定面内。由于无法保证水泥塞恰当定位，这 种固井工艺显然不可取。 设计出一种泵送浮箍，它可以在注水泥之前先泵送到位，通 过一个明确的压力信号可判断它是否泵送到位，这也可以通过下 入一个绳索式工具加以证实。只要这个泵送浮箍就位了，就可以 用常规注水泥工艺施工了。
8---稳定器
9---管下扩眼器
10---领眼钻头
图1 绳索回收式套管钻井底部钻具组合
1 套管钻井设备
1.2 坐放短节 坐放短节是套管柱最下面的一根套管。这根套管内有锁紧装置，底部有
特殊的套管鞋，外部有扶正器，如图2所示。 （1）锁紧装置。这部分由扭矩锁紧面、轴向终止和轴向锁紧面组成，
分别和井底钻具组合中的扭矩锁定装置、止动爪和轴向锁定装置配合 锁定。
Tesco Copr.
1 套管钻井设备
1.1井底钻具组合 套管钻井系统取消了常规钻柱，而采用套管做为 循环回路并向钻头传递机械能量（旋转动力和轴 向载荷）的方法。套管钻井所用的井底钻具组合 比较短，包括：领眼钻头、管下扩眼器和其它工 具。图1是一种典型的绳索回收式井底钻具组合。
1 套管钻井设备
套管钻井及其应用
石油管力学重点实验室：林元华 二九年七月
内容
TESCO BAKER Hughes BBL TTRD
1 什么是套管钻井 套 管 钻 井 系 统 ( CDS—Casing Drilling System)是指用普通套管做为钻柱的一种钻井 系统，套管既传递机械能（扭矩），又传递 液体能量给钻头。它可以做到边钻边下套管 ，节约大量建井成本。
、运输和起下钻费用； （6）有时由于井身质量差，起出钻柱后，难以下套管，套
管钻井没有这个麻烦。
3 套管钻井技术的特殊要求
3.1 套管钻井技术对钻井设备的特殊要求 需要套管钻机，在普通钻机配套以下设备和工具即可。 从工艺流程上看，套管钻井需要下放和回收底部钻具组合
的绞车，小鼠洞应该用较大内径的管子做成。 提升悬挂用套管吊卡和卡瓦。转盘通径能够满足要求，但
（2）套管鞋。套管钻井所用的套管鞋通常用很硬的材料加固，以确保 在套管之前钻成足尺寸的井眼。也就是说这个特殊的套管鞋能辅助管 下扩眼器扩眼。
（3）套管扶正器。安放在坐放短节外的套管扶正器能使套管在井眼中 居中，防止套管接箍磨损并扶正底部套管防止井斜。
1 套管钻井设备
注： 1---扶正器 2---轴向和扭矩锁紧装置 3---套管鞋
图2 套管坐放短节的外部组件
1 套管钻井设备
1.3 其它工具 为了完成特殊的作业，在上述底部钻具组合中还可以串接其它工具 。例如，为了进行定向钻进可以串接弯外壳马达、无磁钻具、 MWD/LWD等。
1.4 套管钻井底部钻具组合的下入和回收方法 多数情况下，底部钻具组合采用绳索下入井中并靠机械方式坐放，有 时是靠泵送方式下入的。底部钻具组合的回收是比较困难的问题，总 的成功率在70%左右，要保证套管不能缩径、管下扩眼器的爪臂完全 缩回去才能保证BHA的回收。也有用泵送方式下入并坐放底部钻具 组合的报道。
套管钻井对降低钻井成本和解决某些井下复杂问题具有 重要意义；
低渗低孔低压低产气田开发：
我国低渗气田面积大、储量丰富、分布面积广。最典 型的是颚尔多斯盆地的大牛地气田。由于储层岩石致密 ，驱动力为弹性驱动，能够提供和改善天然气流动的裂 缝分布规律预测难度大，因此产量高低分布具有随机性 ，有的井产量递减快。
费；
可以采用功率较低的压裂车，压裂装备的投入适当 降低；
可以省去钻杆费及运输费； 钻速比81/2"井略有增加，通过提高转盘转速提高
钻速; 防喷器系统和采油树系统成本降低50%。
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
2 TESCO公司的套管钻井方案
3 TESCO公司的套管钻井应用
3 TESCO公司的套管钻井应用
3 TESCO公司的套管钻井应用
3 TESCO公司的套管钻井应用
采用小井眼钻井时，己考虑满足以下条件：
1) 必须满足压裂对管柱直径的要求，采用小井 眼井身结构，由于套管抗内压强度提高，采用 气密封螺纹脂。压裂时，环空和油管内同时注 入，沿程阻力可显著降低，相应的可以使用较 低泵压，较高排量的压裂车，降低压裂装备成 本。