在過去的10～15年里，石油工業(yè)在井建設、避免鉆井事故、鉆井設備方面有了很大突破。在完井過程中，最重要的一點就是要確保套管下到預定深度，并且要確保套管間的連接是不漏氣連接，而且具有完好的機械屏障。頂驅(qū)下套管裝置以及套管鉆井技術(shù)，對高密封套管下入技術(shù)的新近發(fā)展起到了很關(guān)鍵的作用。
頂驅(qū)下套管工具連接于鉆井設備的頂部驅(qū)動裝置上，將很多常規(guī)套管工具組合成一個系統(tǒng)。它們將鉆井設備頂驅(qū)的功能從鉆桿傳至套管，這樣就引起套管柱的同步旋轉(zhuǎn)、上下運動以及循環(huán)。
在套管柱上安裝一個擴眼套管鞋或可鉆孔的套管鉆頭，使它能夠在未鉆區(qū)擴展，在問題區(qū)延伸或?qū)崿F(xiàn)全井段套管桿鉆井。這一附加裝置提高了鉆進效率，減少了非生產(chǎn)性時間。
技術(shù)延伸，
頂部驅(qū)動裝置的應用
頂驅(qū)下套管系統(tǒng)上世紀90年代首次投入使用。起初，這些裝置主要用于為特定目的制造的套管鉆機上。很快，這一技術(shù)成了大家所接受的下套管的方法。然而，其應用過去一直局限于陸上鉆機以及下API螺紋管。
到了2005年，這一技術(shù)組合了進一步發(fā)展為包含為滿足更廣泛應用而設計的設備，如海洋鉆井設備-套管尺寸達到22英寸，扭矩達到80,000磅力/英尺;高質(zhì)量連接系統(tǒng)-獨立扭矩監(jiān)控以及有效重力補償裝置;提升能力達750噸的超重套管桿;套管下入與鉆桿排放及鉆機控制系統(tǒng)的接口;大斜度及超延伸井- 套管柱的推動、旋轉(zhuǎn)及漂浮;鉻油管完井-最小標志系統(tǒng)以及扭矩控制界面。
在這一時期，用套管鉆井裝置及套管連接也有了發(fā)展，開發(fā)了一些可應對不同地層強度和地質(zhì)條件的可鉆多晶金剛石緊密套管鉆頭以及高扭矩、抗疲勞接頭。
今天，這些技術(shù)已經(jīng)在許多現(xiàn)場應用中被證實是可行的，并將很快在全球得以推廣和應用。數(shù)以千計的套管柱已經(jīng)通過頂部驅(qū)動裝置下入井內(nèi)，已經(jīng)成功地在超過2000個問題區(qū)及井段實施套管鉆井。
鑒于許多成功的現(xiàn)場應用，鉆井公司對套管柱在不同情況下的旋轉(zhuǎn)，往復運動以及循環(huán)更加有信心。比如說，在固井施工中應用這一技術(shù)以改善水泥充填，增加流量，降低循環(huán)壓力。位于里海的一家公司最近將這一技術(shù)用于應對泥漿和水泥漏失、水泥充填不完全、以及層間竄通等問題。已經(jīng)成功地應用頂驅(qū)下套管技術(shù)和旋轉(zhuǎn) /提升水泥頭，將套管下入指定深度，并將固井過程中從套管下入到注水泥,以及管柱的往復運動之間的過渡時間最小化。
鉆井總深度的規(guī)劃
一旦證明了頂驅(qū)下套管技術(shù)在幾乎所有市場的可行性，下套管操作與其它油井施工操作之間的新關(guān)聯(lián)就十分明顯。顯然，只將目光放在在旋轉(zhuǎn)鉆井上進行連接是不行的。真正的價值在于擴展視野：從油管的下入到考慮所有緊密聯(lián)系的過程，這些過程涉及到將設計直徑的高緊密度套管柱下到總深度，以及確保在井的整個壽命中井筒的安全。
提高將套管柱下入預定深度的能力的目標引發(fā)了專業(yè)服務公司和鉆井公司在油井設計上的早期合作。在過去，套管擴眼和鉆井通常用于處理鉆井過程中出現(xiàn)的問題。一個新的慣例已經(jīng)形成，那就是與訓練有素的工程師合作，在擴孔、鉆井、固井作業(yè)中接受過挑戰(zhàn)。這一方法使得在鉆井風險變得嚴重前能夠進行有效處理變得可能。
在過去的兩年里，威德福公司將這一方法應用于亞太地區(qū)的一個試驗項目中。一批具有鉆井工程知識的人員組成了一個專門隊伍，其成員對整個鉆井、完井過程以及如何將相關(guān)技術(shù)結(jié)合起來應用了如指掌。這支隊伍能夠根據(jù)模擬油井數(shù)據(jù)以及目前油井規(guī)劃，提出相應的措施。
另一種相關(guān)應用是在延伸井和超延伸井上。不論是套管柱充滿了泥漿還是浮運到長的水平截面，都必須能夠安全地推動和旋轉(zhuǎn)套管柱。為了適應這些需求，給頂部驅(qū)動工具設計了專門的套管夾持器，以便能夠安全地夾住套管柱。2010年，美國的一家海上鉆井大公司在一口超延伸井上運用了具有特殊抓緊系統(tǒng)的頂驅(qū)下套管技術(shù)。這一系統(tǒng)使其能夠“浮”在長27,000英尺的95/8英寸的襯管上。整個套管柱以及減摩擦工具和一個劃眼引鞋被旋轉(zhuǎn)、推進到井筒的預定深度。
在一項即將實施的非洲工程中，為了處理環(huán)境敏感性區(qū)域，工程組與鉆井施工人員在鉆井設計階段進行了緊密的合作。由于一些規(guī)章制度的調(diào)整，所允許打的中心井的數(shù)量和可用設備都受到了限制。在工程組的幫助下，鉆井公司運用傾斜鉆機和套管將表層井段、中間井段鉆開，直達油藏。為這一應用而設計了一套客戶定制的下套管系統(tǒng)，并在一年內(nèi)交付。
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