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摘要：为了对水平井的套管固井关井工具进行分析，要予以整体构造的详细探究，明确其具体原理，并按照一定的技术指标，予以实践的充分应用，在保证关井工具充分应用的条件下，也能避免水泥塞存留问题的增加。下文中，对水平井套管固井关井工具做出探讨。
关键词：水平井;套管;固井;关井工具
开发致密油藏过程中，使用水平井压裂为其中的主要方式，该技术在当前被广泛应用，但是，套管固井存在一定特殊性，在完成固井工作后，无法促使浮箍浮鞋的有效应用，达不到断流，常常引起水泥塞存留现象，不利于后期施工。所以，为其提供一套完善的关井工具，能加强问题的充分解决。
1 水平井套管固井关井工具的构造
水平井的套管固井关井滑套组成部分为本体、外壳、内壳和胶塞。其中，本体结构中的接头螺纹的使用，其型号需要和套管型号匹配，一般情况下，主体的壁厚为总尺寸的两倍，保证具备较强的抗压力。在内部，还需要增加预留孔，使其与外壳的螺纹连接。在外壳上，和本体连接的螺纹也增加了密封环和循环孔。对于内壳，在与外壳进行连接中，是利用稍钉来实现的，也会和密封环相互配合，这样不仅会发挥良好的密封性，也具有一定的整体性。对于胶塞的前部分，还存有专门使用的碰压头，其与内壳能够有效完成碰压[1]。
2 固井关井工具的基本原理
对于水平井的套管固井关井工具原理，是在下套管完成后，结合具体的工作要求，将关井阀安装在人工井的底部位置，随着固井作业的实施，前置液和水泥都会通过关井阀的循环孔，维持在循环状态，当水泥全部进入后，增加胶塞完成工作。
3 固井关井工具的技术指标和评价
对于水平井的套管固井关井工具的各个技术指标，其多为金属构件，在本体构件选择中，其抗压水平不能在70MPa以下。如果是稍钉材质，多选择为45#号钢。还需要选择橡胶构件，剪切压差在5-10MPa。对于循环孔的截面尺寸，也要按照一定的标准进行选择。在关井工作完成后，抗压水平要控制在30MPa以上[2]。
对于固井关井工具的评价。为了使工具实际使用期间获得良好效果，需要在室内增加对工具的评价工作，并对其结果进行详细评价。第一，试验管柱，多选择为不含有胶塞的水泥头、套管以及关井工具。期间，予以70MPa的压力，并进行五次试验，在试验中发现，所有的关井工具都可以实现70MPa的压力。第二，如果是不含有胶塞的水泥头、套管和关井工具，需要对排量有效控制，并使其保持在2L/s，这些试验进行10次，发现所有的关井工具压降在1MPa以内。第三，如果是含有胶塞的水泥头、套管和关井工具，要将排量控制在2L/s，实现胶塞泵送，其试验可以为一次，发现循环压力保持在1MPa以下，关井工具的关闭压力为6MPa，这些都能满足一定的试压要求。第四，含有胶塞的水泥头、套管和关井工具和浮箍、浮鞋，也要将排量控制在2L/s实现胶塞泵送，其试验可以为一次，试验中，将循环压力控制在3MPa以下，关井工具的关闭压力为10MPa，能夠满足一定的试压标准[3]。
4 固井关井工具的实际应用
国内外在研究中，发现水平井固井能为致密油藏开发工作提供重要手段，特别是针对低压低渗致密油藏，当前，水平井压裂技术更为成熟，实现了规模化应用，但是，因为水平井套管固井存在较大的特殊性，所以在完成固井工作后，容易使一些功能失效，无法促使其断流，达不到后期工作的实施。在调查中发现，每年大约有10%井在不同程度上存有水泥塞现象，影响后期工作的实施，这些情况都要利用小油管、小螺杆等工具钻塞，在实施期间，不仅消耗大量的人力和物力，也增加大量资源。基于问题的提出，技术人员结合实践经验，研究了一套硬关井套管工具，避免上述问题的产生，保证后期工作的有效实施[4]。
在近几年不断建设和发展中，套管固井关井工具被广泛应用在气田水平井中，获得的应用效果良好，具有较高的有效性。促使水泥浆顶替液钻井液效率的提升，维护水平井的质量，是施工中的主要技术。基于某致密油评价水平井的分析，发现该水平井的结构为二开井身，其中的一开表套为下深150米，二开为钻井深度2450米，水平长度为600米。该水平井固井工作非常顺利，实现的水泥总体注入量为65m3，其碰压不仅符合一定标准和要求，固井也满足具体的技术参数。如：前置液的密度可以调节到大于钻井液密度0.06-0.12g/cm3，小于水泥浆密度0.12-0.0g/cm3，压力为0-6MPa。领浆的密度为1.51g/cm3，压力为6-0MPa。中浆的密度为1.92g/cm3，排量，压力为0-0MPa。顶替液的密度为1.01g/cm3，压力为0-11.4MPa。碰压的密度为1.02g/cm3，排量为每分钟0.2m3，注入量为1.4m3，压力为11.4-25.1MPa。在该水平井的固井工作和候凝工作完成后，利用油管通井达到套管关井工具的上方10米，在这种情况下，发现固井工具具有较高的稳定性和可靠性，避免水泥塞存留情况[5]。
总结：
基于上述的分析和研究，为了加强对水泥塞存留问题的解决，需要开发出一套完善的关井工具，在先进工具使用中，能在施工完成后实现硬性关井，也能结合试验和评价，促使关井工具的可靠应用，满足断流要求。同时，结合水平井的实际情况，在现场展开试验，也会降低实际的操作难度，其构造更为简单，在发挥稳定性和可靠性条件下，也会被广泛应用。
参考文献：
[1] 廖仕孟，桑宇，宋毅等.页岩气水平井套管变形影响段分段压裂工艺研究及现场试验[J].天然气工业，2017，37（7）：40-45.
[2] 黄占盈，段志锋，张燕娜等.水平井套管固井关井工具研制与应用[J].石油矿场机械，2015，44（4）：84-86.
[3] 周战云，李社坤，郭子文等.页岩气水平井固井工具配套技术[J].石油机械，2016（6）：7-13.
[4] 王涛.致密气水平井固井技术 ——以延安气田东部上古生界气藏开发实践为例[J].天然气技术与经济，2019，13（1）：25-29.
[5] 李国锋，徐鑫，赵勇等.水平井固井液压式套管扶正器的改进与应用[J].石油钻采工艺，2015（4）：54-57.
作者简介：
郑亚杰，男，1988年3月，汉族，辽宁盘锦，本科学历，长城钻探工程有限公司固井公司。
关键词：水平井;套管;固井;关井工具
开发致密油藏过程中，使用水平井压裂为其中的主要方式，该技术在当前被广泛应用，但是，套管固井存在一定特殊性，在完成固井工作后，无法促使浮箍浮鞋的有效应用，达不到断流，常常引起水泥塞存留现象，不利于后期施工。所以，为其提供一套完善的关井工具，能加强问题的充分解决。
1 水平井套管固井关井工具的构造
水平井的套管固井关井滑套组成部分为本体、外壳、内壳和胶塞。其中，本体结构中的接头螺纹的使用，其型号需要和套管型号匹配，一般情况下，主体的壁厚为总尺寸的两倍，保证具备较强的抗压力。在内部，还需要增加预留孔，使其与外壳的螺纹连接。在外壳上，和本体连接的螺纹也增加了密封环和循环孔。对于内壳，在与外壳进行连接中，是利用稍钉来实现的，也会和密封环相互配合，这样不仅会发挥良好的密封性，也具有一定的整体性。对于胶塞的前部分，还存有专门使用的碰压头，其与内壳能够有效完成碰压[1]。
2 固井关井工具的基本原理
对于水平井的套管固井关井工具原理，是在下套管完成后，结合具体的工作要求，将关井阀安装在人工井的底部位置，随着固井作业的实施，前置液和水泥都会通过关井阀的循环孔，维持在循环状态，当水泥全部进入后，增加胶塞完成工作。
3 固井关井工具的技术指标和评价
对于水平井的套管固井关井工具的各个技术指标，其多为金属构件，在本体构件选择中，其抗压水平不能在70MPa以下。如果是稍钉材质，多选择为45#号钢。还需要选择橡胶构件，剪切压差在5-10MPa。对于循环孔的截面尺寸，也要按照一定的标准进行选择。在关井工作完成后，抗压水平要控制在30MPa以上[2]。
对于固井关井工具的评价。为了使工具实际使用期间获得良好效果，需要在室内增加对工具的评价工作，并对其结果进行详细评价。第一，试验管柱，多选择为不含有胶塞的水泥头、套管以及关井工具。期间，予以70MPa的压力，并进行五次试验，在试验中发现，所有的关井工具都可以实现70MPa的压力。第二，如果是不含有胶塞的水泥头、套管和关井工具，需要对排量有效控制，并使其保持在2L/s，这些试验进行10次，发现所有的关井工具压降在1MPa以内。第三，如果是含有胶塞的水泥头、套管和关井工具，要将排量控制在2L/s，实现胶塞泵送，其试验可以为一次，发现循环压力保持在1MPa以下，关井工具的关闭压力为6MPa，这些都能满足一定的试压要求。第四，含有胶塞的水泥头、套管和关井工具和浮箍、浮鞋，也要将排量控制在2L/s实现胶塞泵送，其试验可以为一次，试验中，将循环压力控制在3MPa以下，关井工具的关闭压力为10MPa，能夠满足一定的试压标准[3]。
4 固井关井工具的实际应用
国内外在研究中，发现水平井固井能为致密油藏开发工作提供重要手段，特别是针对低压低渗致密油藏，当前，水平井压裂技术更为成熟，实现了规模化应用，但是，因为水平井套管固井存在较大的特殊性，所以在完成固井工作后，容易使一些功能失效，无法促使其断流，达不到后期工作的实施。在调查中发现，每年大约有10%井在不同程度上存有水泥塞现象，影响后期工作的实施，这些情况都要利用小油管、小螺杆等工具钻塞，在实施期间，不仅消耗大量的人力和物力，也增加大量资源。基于问题的提出，技术人员结合实践经验，研究了一套硬关井套管工具，避免上述问题的产生，保证后期工作的有效实施[4]。
在近几年不断建设和发展中，套管固井关井工具被广泛应用在气田水平井中，获得的应用效果良好，具有较高的有效性。促使水泥浆顶替液钻井液效率的提升，维护水平井的质量，是施工中的主要技术。基于某致密油评价水平井的分析，发现该水平井的结构为二开井身，其中的一开表套为下深150米，二开为钻井深度2450米，水平长度为600米。该水平井固井工作非常顺利，实现的水泥总体注入量为65m3，其碰压不仅符合一定标准和要求，固井也满足具体的技术参数。如：前置液的密度可以调节到大于钻井液密度0.06-0.12g/cm3，小于水泥浆密度0.12-0.0g/cm3，压力为0-6MPa。领浆的密度为1.51g/cm3，压力为6-0MPa。中浆的密度为1.92g/cm3，排量，压力为0-0MPa。顶替液的密度为1.01g/cm3，压力为0-11.4MPa。碰压的密度为1.02g/cm3，排量为每分钟0.2m3，注入量为1.4m3，压力为11.4-25.1MPa。在该水平井的固井工作和候凝工作完成后，利用油管通井达到套管关井工具的上方10米，在这种情况下，发现固井工具具有较高的稳定性和可靠性，避免水泥塞存留情况[5]。
总结：
基于上述的分析和研究，为了加强对水泥塞存留问题的解决，需要开发出一套完善的关井工具，在先进工具使用中，能在施工完成后实现硬性关井，也能结合试验和评价，促使关井工具的可靠应用，满足断流要求。同时，结合水平井的实际情况，在现场展开试验，也会降低实际的操作难度，其构造更为简单，在发挥稳定性和可靠性条件下，也会被广泛应用。
参考文献：
[1] 廖仕孟，桑宇，宋毅等.页岩气水平井套管变形影响段分段压裂工艺研究及现场试验[J].天然气工业，2017，37（7）：40-45.
[2] 黄占盈，段志锋，张燕娜等.水平井套管固井关井工具研制与应用[J].石油矿场机械，2015，44（4）：84-86.
[3] 周战云，李社坤，郭子文等.页岩气水平井固井工具配套技术[J].石油机械，2016（6）：7-13.
[4] 王涛.致密气水平井固井技术 ——以延安气田东部上古生界气藏开发实践为例[J].天然气技术与经济，2019，13（1）：25-29.
[5] 李国锋，徐鑫，赵勇等.水平井固井液压式套管扶正器的改进与应用[J].石油钻采工艺，2015（4）：54-57.
作者简介：
郑亚杰，男，1988年3月，汉族，辽宁盘锦，本科学历，长城钻探工程有限公司固井公司。