套管钻井技术

经济研究导刊ECONOMIC RESEARCH GUIDE总第125期2011年第15期Serial No .125No .15，2011一、概述套管钻井（Casing Drilling Technology ）是一种全新的钻井工艺技术，被誉为是21世纪的前沿钻井技术之一[1]。

套管钻井技术是指在钻进过程中，直接采用套管（取代传统的钻杆）向下传递机械能量和水力能量，井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管留在井内作完井用。

套管钻井技术将钻进和下套管合并成一个作业过程，钻头和井下工具的起下在套管内进行，不再需要常规的起下钻作业。

套管钻井技术可以应用于各种直井、定向井、水半井和开窗侧钻井中，钻井过程中还可以进行取心作业。

套管钻井可以极大地降低钻井成本，加快完井速度，钻井时间比常规井快30%[2]，可大大减少常规钻井工艺存在的事故隐患。

二、国内外套管钻井技术发展概况及今后的发展方向1.国外套管钻井技术发展概况。

加拿大TESCO 公司自1995年起开始套管钻井技术研究[3]，液压技术是TESCO 公司的专长，在其套管钻井技术中得到了充分的体现。

该公司已经研制开发了一种全液压套管钻井车载钻机及一套颇具特色的配套设备，分为地面设备和井下工具两部分。

为了保证井下钻具组合的安全起下，TESCO 公司研制出了由钢丝绳防喷器、分体式天车、分体式游车、钢丝绳绞车等组成的地面专用设备。

其关键的井下钻具组合系统由三部分组成：一是起下工具；二是井底钻具组合；三是座底套管。

1998年6月TESCO 公司进行了首口套管钻井试验井，钻成了一个定向井眼和侧钻井眼。

在另外一口试验井中，该公司用套管钻井技术钻成了一个水平井眼和一个S 型井眼，并实现了分别用Φ229.2mm 、Φ193.7mm 、Φ177.8mm 、Φ139.7mm 、Φ114.3mm 五种尺寸的套管钻进，证明了套管钻井的可行性。

在完成了研究开发阶段后，于1999年将该技术在钻井市场上推出，套管钻井进入工业应用阶段。

钻井队通井、下套管技术措施(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.编订：__________________单位：__________________时间：__________________Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-2960-47 钻井队通井、下套管技术措施(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

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一、通井技术措施1、钻具结构以8寸井眼为例：应用215.9mm钻头+扶正器+钻铤+加重钻杆+钻杆的钻具结构通井（扶正器大小和加放位置根据现场井下实际情况定），下钻中途，避开造斜井段和薄弱易漏地层打通循环钻井液。

2、在斜井段要严格控制下钻速度，遇阻严禁硬压强下，开泵循环划眼通过，以上提下放为主，避免划出新井眼。

3、下钻到井底后，先小排量平稳开泵，待井下情况正常后再逐渐增大至正常钻进排量充分循环钻井液，循环清洗井眼时间不少于2周，震动筛处无明显岩屑；循环过程中，严密监视钻井液性能变化，起钻前，要循环观察有无油气侵，并停泵观察有无溢流，确认井下无溢流后方可起钻。

起钻前在斜井段打入加润滑剂的钻井液封闭斜井段。

4、起钻前搞好短起下作业，达到不阻不卡，确保井眼畅通;起钻过程中，在油层井段严禁使用高速档，防止抽汲诱发溢流或井喷。

5、对于油气活跃的井，必须在压稳后再进行下套管作业。

6、对于漏失井，必须进行堵漏作业，井下正常后方可进行下套管作业。

套管钻井将建井过程中的钻井和下套管作业结合在一起，大幅度提高了钻进效率。

1999年以来，Tesco公司的套管钻井系统已在140口井中使用，进尺近23万米。

套管钻井技术可用于直井和定向井中，套管层数可达3层，尺寸为41/2～133/8英寸。

钻井套管钻井最大的优势是在钻穿压力变化带时能大幅度提高钻井效率。

在一些需要下入衬管堵漏的漏失带，采用套管钻井可以继续钻进。

对于低压产层来说，减少钻井的液漏能明显提高油井产量。

套管钻井可以降低钻机的作业费用，减少井下复杂情况的处理时间，并可避免采用一些故障预防措施。

套管钻井可以有效防止漏失和井控事故。

常规钻井作业时，在下套管之前要进行一次短起下钻以防止发生井下事故，而采用套管钻井后就可以不再进行短起下钻作业。

钻井机套管钻井系统由井下和井上两部分设备组成，它采用常规套管代替钻杆，从而实现钻井和下套管同时进行，由顶驱驱动套管旋转。

钻井液从套管进入井下然后从环空中返出。

套管钻井系统能支撑套管的重量，并施加扭矩。

在软地层钻直井段时，可以采用各种不回收的钻进工具。

在硬地层中钻直井段时，在没有达到套管鞋之前可能需要更换钻头或定向控制。

使用可回收的井底钻具组合就可以解决上述问题。

套管钻井的定向钻进过程在很多方面与常规钻井类似，主要的差别在于钻具要能够穿过套管下入到井中。

导向马达和旋转导向工具在套管钻井系统中仍然可以使用。

采用套管钻井技术的造斜率取决于使用的套管尺寸。

造斜率的上限取决于套管的疲劳极限。

造斜一般采用可回收导向马达工具来实现。

套管钻井技术使用的井底钻具组合通常配用带领眼钻头和扩眼器的钻鞋。

领眼钻头的尺寸要能够通过套管，扩眼器将井眼扩大比套管尺寸略大。

起下钻时，井底钻具组合穿过套管，可以避免对井壁的损害，保证了起下钻的安全。

采用套管钻井的另一大优势是起下钻过程中仍然可以循环钻井液，从而可以钻更深的井。

井底钻具组合即使在井斜角高达90度时也可以下入和回收。

钻锁在进行电缆测井之前可以通过投球憋压打开。

钻井队通井、下套管技术措施一、通井技术措施1、钻具结构以8寸井眼为例：应用215.9mm钻头+扶正器+钻铤+加重钻杆+钻杆的钻具结构通井（扶正器大小和加放位置根据现场井下实际情况定），下钻中途，避开造斜井段和薄弱易漏地层打通循环钻井液。

2、在斜井段要严格控制下钻速度，遇阻严禁硬压强下，开泵循环划眼通过，以上提下放为主，避免划出新井眼。

3、下钻到井底后，先小排量平稳开泵，待井下情况正常后再逐渐增大至正常钻进排量充分循环钻井液，循环清洗井眼时间不少于2周，震动筛处无明显岩屑；循环过程中，严密监视钻井液性能变化，起钻前，要循环观察有无油气侵，并停泵观察有无溢流，确认井下无溢流后方可起钻。

起钻前在斜井段打入加润滑剂的钻井液封闭斜井段。

4、起钻前搞好短起下作业，达到不阻不卡，确保井眼畅通;起钻过程中，在油层井段严禁使用高速档，防止抽汲诱发溢流或井喷。

5、对于油气活跃的井，必须在压稳后再进行下套管作业。

6、对于漏失井，必须进行堵漏作业，井下正常后方可进行下套管作业。

7、钻井液性能须满足下套管固井作业要求。

8、下套管前口袋应符合规定要求。

二、下套管前检查验收1、资料准备钻井队应及时收集齐油层顶界、油层底界、短套管位置、阻流环位置、套管下深、水泥返高、分级箍位置（双级固井）、井斜、井径和井温、油气层数据。

2、套管检查a) 钻井队检查三证两单，“三证”即产品质量证明书，商品检验证（石油专用管材检验报告），生产检验证（石油专用管材检验证明书）。

“两单”即送井套管清单，套管送井验收单;b) 井场套管由钻井工程师、录井工程师负责组织检查和丈量，对套管进行通径、丝扣检查与清洗，并分别并对长度进行复核;c) 送井套管应符合设计要求;d) 必须使用专用工具、车辆装卸套管;e) 送井套管卸车前要带内外螺纹护丝;f) 井场套管要整齐平放在管架上，管架台高离地面30厘米以上；g) 严格按套管柱设计排列下井顺序并编号，填写下井套管记录。

浅析套管钻井技术在钻井生产的应用摘要：近些年我国民经济的飞速发展，带动了各行各业的发展，相继石油产业也有了很快程度的提高和发展，石油生产已经成为我国的国民生产总值的一大来源，我国已经成为石油出口大国，在石油生产发面有了许多的发展和发现，但是由于经济水平与国外相比还是有一定的差距，在石油钻井技术中更是一个薄弱的环节，在市场全球化时代背景下，我国石油在生产上面临着严峻的考验。

为提高竞争力我国石油专业者也研究出了一个钻井新技术就是套管钻井技术，其最大的优势是在钻穿压力变化带时能大幅度提高钻井的效率。

本文讨论了套管钻井技术在钻井生产的应用。

关键词：使用范围生产中注意的问题应用现状和存在问题随着我国石油钻井技术的发展，勘探和开发的不断成熟，在采油的一些列生产环节上有了很高的认识，套管钻井技术得到了实验和研究，通过理论把关和现场实验，都达到了预期的标准，这说明套管钻井技术的工艺设计符合现场生产的规格要求。

一、套管钻井技术应用的范围在我国石油新研发的套管钻井技术中还存有一些没有研究的课题所以在应用上有局部的限制，不能应用到任何的钻井过程中，所以要了解套管钻井技术的应用范围十分重要。

1.套管钻井技术使用于油藏储量比较稳定的储油结构和地理位置这是由于由于套管钻井的工艺设计比较简单，没有测井工艺步骤，不通过测井了解油藏储油层的深度和储层的发育情况，是钻井完毕后直接进行固井完井工序，然后射孔采油。

因此在套管钻井之前必须保证油层的发育情况和油层储油的绝对稳定，才能进行套管钻井。

2.套管钻井适用于油藏底层的倾角较小的地域由于在各种钻井过程中不可避免的存有井斜的现象，井斜直接的影响结果是导致钻井的深度和垂直性存在不符要求的差异，井斜越大，这种差异就会越大。

油藏底层倾角的大小直接决定着井斜的程度。

因此在套管钻井中，在设计计划钻井的区域范围是要特别注意，区域底层的倾角要小，还要裂缝的性质为不发育裂缝，才有利于在套管钻井中对井斜的控制保证钻井质量。

套管操作规程1 下套管作业1.1 下套管准备1.1.1 进入井场的套管按下井顺序进行卸车，卸车一律用抓管机或吊车进行（卸套管时作业人员要站在安全位置）。

用吊车进行卸套管作业时要办理三级作业许可，并组织召开相关作业人员交底分工会。

将套管在管架上分层摆放（不超过三层），用管架挡销或铁丝捆绑固定好套管。

1.1.2 钻井队技术员与工程监督共同对到井套管进行验收，并清点到井套管的数量，逐根进行登记。

1.1.3 钻井队负责对到井的套管(包括短套管、联顶节)进行逐根通径，采取气驱通径规通套管时，严禁人员处于套管通径规出口前方，控制好气量大小；技术员负责对到井的套管(包括短套管)进行丈量和编号（丈量人员要选好站位，防坠落伤害）。

1.1.4 钻井队技术员负责对到井的下套管工具及附件进行验收；作业人员准备好套管密封脂。

1.1.5 接好灌钻井液装置，备好套管与方钻杆变扣接头。

1.1.6 装好井口装置，未安装环形防喷器的井应换装套管闸板芯子；检查地面所有的设备符合要求。

建议：由于表套口径较大，在斜直井中下表套容易遇阻，建议表套下端安装浮鞋。

准备工作1）更换9 5/8”卡瓦体；2）安装9 5/8顶驱下套管装置规格，安装反扭矩杆下9 5/8套管1）将套管放置钻杆输送装置上，伸出卡钳长度不小于650mm。

2）动力头与钻杆输送装置翘起对接，确保钻杆输送装置上套管与动力头同轴。

3）钻杆输送装置前伸，将套管送入下套管装置主体内部，套管接头端面进入套管≥570mm。

4）驱动液缸伸出，卡紧套管。

5）松开钻杆输送装置钳体，动力头浮动上移，上扶正器伸出，将套管送至井口，6）套管下放入井，套管接头送至井口。

7）夹持器夹紧套管，锁销伸出。

8）驱动油缸回拉，下套管装置释放套管；顶驱上移至下套管装置与套管分离。

9）重复步骤1）-5）10）井外套管与井中套管接扣，接扣压力不大于16KNM11)松开夹持器锁销，松开夹持器12）重复步骤6）-8）继续重复上述过程，实现整个下套管流程。

套管钻井技术在海洋钻井中的应用摘要：与传统钻井技术相比，套管钻井技术具有节省钻井时间、缩短钻井周期、减少井下事故、节省钻井费用等诸多优势，满足了海上钻井高效率、低成本的最终目的。

文章不仅介绍了目前国内外套管技术的发展和应用状况，还为我国海洋钻井开发套管技术的发展提出了一些初步意见。

关键词：套管钻井；海洋钻井；工艺；发展前景前言：石油是人类社会和经济发展的一种重要资源，而钻井工程是其开发过程中的一个关键环节。

随着科技的进步，钻井技术也在不断地更新，勘探、开发、开采等方面都有了新的突破。

套管钻井技术可以有效改善钻井工程的经济性、效率性和稳定性，其属于当下石油钻井工程中最广泛应用的技术。

1套管钻井技术特点和前提条件1.1套管钻井技术特点在实践中，套管钻井技术主要使用其方式为上部传动机构提供动力，并合理地选择装配零件，以提高钻井作业的效率。

另外，在驱动套管转动下，也会另套管钻井技术的利用程度大幅度提升，可以使钻头上的钻头转动，达到钻进的目的。

套管钻井技术是指通过将钻头与相应部位的对应部位，通过工具锁紧方式将钻头与相关设备组合起来，形成套管钻井装备。

在执行作业时，要经常更换钻头，并要结合锁具、绞车设备的实际条件进行。

由于采用套管技术生产的井筒往往要小于常规钻井工艺生产的井筒，扩眼钻头的大小对钻孔的直径有很大的影响。

为了实现对井筒尺寸的控制，可以通过调节套管的间隙来保证井的尺寸与实际的要求一致。

套管钻井技术实现了快速的钻井作业，可以对钻眼进行有效控制，进而可以有效地减少底部膨胀，减少发生井壁崩塌的可能性，从而提高钻井作业的安全。

1.2应用套管钻井技术的前提条件在实际应用中，套管钻探技术必须做好前期的准备工作，包括：第一，保证钻头底座的平整度，保证在使用套管钻机的时候，设备可以正常工作，避免在钻孔时发生倾斜钻孔，为竖向钻井提供先决条件。

第二，要使套管的稳定性得到改善，必须谨慎选择套管，一般采用梯形扣套管，其最小抗拉强度很高，一般是常规套管的2倍（环形扣套），可以大大提高钻井作业的安全性。