树脂旋流扶正器在大位移井固井施工中的应用浅谈
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【摘要】结合大位移井固井施工难点及易发问题，对树脂旋流扶正器在固井施工中的应用及用后质量测定进行了分析，旨在同类井固井施工提供技术参考。
【关键词】固井工具 树脂旋流扶正器 大位移井固井
提高二界面胶结质量，在选择合适的水泥浆体系的同时，可以利用扶正器来改善环空水利条件，提高水泥浆顶替效率，改善井眼条件，以提高水泥石胶结质量。本文重点围绕大位移井固井施工难点，利用树脂旋流扶正器来改善固井施工质量作一分析。
一、树脂旋流扶正器主要性能
树脂旋流扶正器是一种由高分子树脂材料在模具中经过高温高压一次性一体化铸造而成的固工工具。树脂旋流扶正器由衬套和导叶两部分组成，导叶在衬套四周呈螺旋线排列，导叶之间形成螺旋流道，并且导叶型线为由衬套底部向上扩展的渐开线。
在物理性能上，旋流扶正器与其他材质刚性扶正器相比，具有较高的抗冲击力和屈服强度，使其在使用中不易变形和损坏。同时，它密度低、重量轻，便于搬运和使用，并具有较高的抗高温能力，机械性能可在-40℃—245℃之间保持稳定，而且，其摩擦阻力小，扭矩小，在下套管作业中，可减小下套管阻力。
在化学性能上，树脂旋流扶正器的化学性能成惰性，具有抗氧化性和抗腐蚀性且有绝缘性，经过氯化钠（10%）、烧碱（10%）、柴油、硫酸（36%）等腐蚀性液体浸泡，仍可保持良好的机械性能。同时，树脂旋流扶正器的主要材料为树脂，其造价低廉且在生产过程中，不会产生大量废渣、废气和氧化物，因此也更为环保。
二、树脂旋流扶正器工作机理
树脂旋流扶正器具有顺时针螺旋线流道，可改变单一的一维轴向流动顶替方式，形成横向扰流，有利于驱替环空窄间隙死泥浆及附着于井壁的油膜、虚泥饼，从而提高二界面的胶结质量。由于树脂旋流扶正器具有较高的抗冲击力和较高的屈服强度，承压能力高不易变形的特点，使其在套管串中能够起到刚性扶正的作用，尤其在大位移井中应用效果良好。同时，树脂旋流扶正器可提高套管的居中度，减少由于套管自重造成的偏心环空，减小窜流的发生，并有利于形成紊流顶替，从而提高二界面的胶结质量。树脂旋流扶正器较刚性扶正器而言，可减小下套管时套管串的刚性，并且其启动力低、摩擦系数小，从而有效降低下套管时的摩擦阻力，便于下套管作业，由于其导叶和轴线设计成20—30°夹角，在不规则井眼中，井壁可对导叶产生一定的横向分力，可明显减小套管串的遇阻冲击力。
三、树脂旋流扶正器在大位移井固井施工中的应用
本文以某大位移井为例，针对固井施工难点及问题，优选树脂旋流扶正器，充分利用其良好的结构性能，以及易形成横向扰流、利于提高套管居中度和有效减少下套管阻力的优势，以提高水泥浆顶替效率，提升固井质量。
（一）井况
某大位移探井，完钻井深3362m，闭合位移1825.59m，完钻钻井液密度1.17g/cm3，水泥封固段2262m，完钻层位为中生界，钻探目的为向东扩大至该井区沙河街组含油气范围，完井井身结构数据见表1。
（二）施工难点及易发问题
为保证下套管作业及固井施工的顺利进行，考虑到井下情况，对下套管作业及固井过程中可能出现的问题作了详细分析：
（1）该井三开井斜都在40°左右，闭合位移1825.59m，套管下入磨阻大。
（2）该井三开斜深3362m，返高1100m，水泥封固段长，水泥浆易脱水稠化，造成憋泵;并且容易发生窜槽，造成钻井液污染水泥浆，影响封固质量。
（3）该井三开垂深为2712.98 m，垂直封固段长，施工泵压高。
（4）水泥浆环空静液柱压力高，易压漏地层。
（5）沙河街有掉块，水泥浆携砂能力强，在小井眼处，易造成憋泵。
（三）固井施工措施
（1）管串结构。该井套管串下部结构及管串结构如下：Φ139.7mm引鞋+Φ139.7mm旋流1根+Φ139.7mm套管1根+Φ139.7mm自回位浮箍（2只）+Φ139.7mm套管串+139.7mm水泥头
（2）扶正器选择与安放。为提高套管居中度，減少环空偏心，减小下套管摩擦阻力，提高水泥浆顶替效率及固井质量，对该井下部油层段采用树脂旋流扶正器，上部使用弹性双弓扶正器。扶正器安放位置见表2。
（3）水泥浆体系选择。在该井上部使用低密高强水泥浆体系，以减小环空液柱压力;对下部使用晶格降失水剂体系，以补偿水泥浆凝固体积收缩，提高二界面封固质量。
（4）现场施工措施。为减小施工危险，保证施工顺利，完善了现场施工措施。①固井前大排量洗井，将井内岩屑携带出来;②固井前降低钻井液粘切，提高水泥浆顶替效率;③合理使用前置液，清洗井壁及套管壁;④使用重泥浆顶替，减小固井施工泵压;⑤控制注水泥排量及顶替排量，防止憋泵的发生。
（四）固井质量测定
井声幅图及声波变密度测井显示，采用树脂旋流扶正器的井段，第1界面固井质量优质，第2界面固井质量优良。
四、结束语
树脂旋流扶正器使用在油层井段效果明显，通过声幅及变密度测井检测，加树脂旋流扶正器的位置第1、第2界面固井质量优质。根据不同井型和井况，优选扶正器组合，在保证固井质量的同时，既能满足套管的顺利下入，又可降低生产成本。
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