石油圈
扶正器是用于固井作業中保持套管居中度的一類高效工具，是國內外各油公司熱衷的鉆井工具之一。石油圈針對扶正器技術也做過多次介紹，本文簡要介紹了其中四個技術，性能優劣自由分辨。
來自 | Centek等
編譯 | Leia
套管和固井作業對井眼穩定性來說至關重要，糟糕的固井質量會給油氣井帶來致命的問題，正確理解扶正器的合理配置是成功的關鍵。
下套管時，需要使用節箍將兩根套管連接到一起，節箍使套管變得具有剛性，在將套管下入到裸眼段時可能引起諸如溝槽或鍵槽等問題，這些問題在任何位置都必須加以避免。在裸眼段，井壁比較尖銳、堅硬，同時比較脆弱。套管則很重、很結實，不易彎曲。井眼粗糙度通常被忽略，但在下套管時應該被考慮在內。
通常，假設水平井的特點為水平、平直、光滑。而實際上，在井眼鉆進過程中，鉆頭會轉動，施加扭矩，將巖石破壞，形成井眼，這會引發螺旋效應。井眼實際上既不平直也不光滑，套管下到裸眼段后，必須適應粗糙、剛性井眼的彎曲度。
重力有助于將套管下入井底，同時也需要輔助其他工具將管串下至井底。如何將套管下至井底，并取得良好的固井質量，居中度是關鍵。居中度是套管壁和井壁之間的空隙，通常用百分比表示，表明套管在井眼的居中情況。井眼不同位置的居中度會有不同，但如果在任意位置出現居中度低于67%的情況，將帶來嚴重的后果。
在下套管的時候，扶正器配置不合理或者下的太少，會大幅增加摩阻。套管和節箍會增加摩阻，從而需要額外的下壓力將套管下到位。鍵槽會造成井壁形成溝槽，造成漏失，甚至是卡鉆。 上述問題都可以通過合理的扶正器配置、獲得最佳的居中效果來避免。在許多井中，常會出現井壁沖蝕現象，需要大量使用額外的水泥解決。但目前還沒有或者極少有針對這種情況使用的扶正器類型的討論。
合理的扶正器配置，是成本最低、最可靠的將套管下至井底并獲得最佳固井質量的方法，糟糕的固井作業會帶來致命的后果。
如果不使用扶正器進行固井，套管會貼在井壁。由于水泥流動性很強，會沿阻力最小的路線流動，在水平段水泥不會流到套管底部。單純地靠旋轉無法使套管居中。套管不會懸浮在上井壁，我們無法保證套管在深達5公里的井底還保持良好的懸浮狀態。
水泥的作用是保持井眼穩定，避免氣侵和腐蝕。壓裂后，糟糕的固井作業會引起產量損失、地層污染和提前修井。這會減少產量，增加成本，而使用扶正器則可以提高而非縮短油氣井壽命。
S2扶正器是Centek公司最受好評的扶正器產品之一。該扶正器徹底顛覆了在此之前的傳統設計，到目前為止，已多次被證實其可減少作業失敗次數，有效地為作業者減少作業時間，降低作業成本，多次幫助作業者順利將套管下入到目標位置。
S2扶正器采用非焊接的一體式結構設計，使其沒有薄弱點，并且具有超高強度。該扶正器最初的設計目的在于替換固體式扶正器，用于下套管作業，以及復雜井身結構，如水平井、大位移井、J-型井、S-型井和具有其他井身結構設計的井。
S2扶正器滿尺寸加工，具有極大的恢復力和彈性，S2弓形彈性扶正器具有如下特點：
1.在最具挑戰性的井況，仍具有極佳的居中能力；
2.無需啟動初始力和下放力；
3.低摩擦系數意味著極小的扭矩損失，降低了摩阻；
4.優化以后的扶正效果，可以提高固井過程中套管的旋轉和上提下放能力。
Centek S2扶正器在美國頁巖氣區塊應用中取得了巨大成功，當地對固井質量的監管要求是全世界最嚴格的，S2扶正器可以帶來最佳的扶正效果和流體循環能力，形成穩固的水泥層，保證了一口井在整個生命周期內的完整性和產量。
應用案例
作業者需要將7in（磅級32.0#/ft）尾管下入8-1/2in裸眼至3600米，需要通過套管內徑為8.535in的井段（ 套管尺寸9-5/8in，磅級53.5#/ft）。尾管在下入裸眼段期間，可以部分轉動，在出套管的時候以20rpm的轉速轉動了約12個小時。扶正器還通過了一個斜向器窗口，最終由于距井底40米管串無法下到位而起出了尾管。
使用55個型號為7in×9-1/2in的Centek UROS扶正器?，F場監督和固井人員檢查了所有的扶正器/接頭，發現出井扶正器唯一的損壞僅是少量的螺栓槽變彎了。本次應用證明了經歷過極端應力條件后, 具有獨特設計的Centek扶正器狀態依然良好，仍然可以再次入井。
Volant公司生產的HydroFORM扶正器，是鉆井、擴眼，以及高難度井、復雜剖面井、關鍵井建井的首選。HydroFORM扶正器有兩種系列可選：標準系列和SlimLINE系列。
SlimLINE系列的扶正器具有0.19in的壁厚，在保證肋板覆蓋面積和耐用性的前提下，可以獲得最大的過流面積。這是一種更加輕便、經濟的扶正器。標準系列產品具有的超強耐用性，但當對產品耐用性要求不高，而對可靠性和性能要求更高時，可以選擇SlimLINE系列產品。SlimLINE系列扶正器可用在外徑為4-1/2in，5in和5-1/2in的套管上，具有多種肋板外徑和剖面設計。
應用案例
美國北部，一家公司在Bakken地層的大位移井中下4-1/2in尾管時遇到了困難，下尾管效率極低，耗費了大量時間。該井的其他信息為：測深25,000英尺，垂深10,000英尺，水平段長15,000英尺。尾管信息如下：
1.之前使用復合剛性扶正器時，在泥漿振動篩出口處經常發現扶正器碎片；
2.在下入過程中（特別是最后2,000英尺長的尾管）遇到了大麻煩，結果額外花費了大量時間將尾管下到預定位置。
Volant HydroFORM具有極高的可靠性，因此被優選為新井的扶正器。
由于即將施工井與上一口已施工井的位置較近，所以扶正器配置類似。按設計間隔下入了Volant的HydroFORM扶正器，選用了的限位環扶正器。除了使用Volant的扶正器和專利安放軟件外，其它尾管下入流程沒有變化。下入到預定深度所用的時間還不到之前的一半：僅為39小時，節約了57%的下入時間。在整個下入過程中扶正器都完好無損壞。
Ace鉆井扶正器可在尾管上旋轉，不受套管或尾管旋轉影響，可保持尾管定向鉆井BHA的穩定性。
這種扶正器可用于套管或尾管需要旋轉作業的環境，能夠減小扭矩，將上層套管和旋轉套管或尾管的磨損降至最小。適用于套管、尾管鉆井和劃眼，以及旋轉固井等。鉆井測試期間，油氣公司為了減小尾管和上層套管的扭矩和磨損，選擇使用ADC并對其進行了性能評估。
應用案例
某國家石油公司選擇使用ADC，以保證定向鉆井作業時7in尾管柱的穩定性。7in的ADC固體扶正器由1個扶正器和2個帶延長段的ARC組成。扶正器套在ARC的延長段上，避免套管或尾套磨損。ADC扶正器設計獨特，結構極為堅固，額定軸向力為90,000lbs，工具不含有任何可能引起大麻煩的細小零件。
通常，可根據所鉆井眼的尺寸選擇ADC的尺寸。在本次應用中，8-1/2in井眼選擇下入8-1/4in工具。也可以根據需要設計扶正器的肋板和導流槽的曲率。
現場作業過程中，只需一名經驗豐富的作業人員就將ADC順利安裝到尾管的預定位置上，安裝一個扶正器只需不到10分鐘。使用13.5個小時的純鉆時間，完成了900英尺的定向尾管鉆井作業。尾管以30~80RPM的速度旋轉總計約54,000轉，在鉆達設計井深后將管串起出檢查工具。
凝聚了75年的經驗和技術，VariForm扶正器是Weatherford保證套管精確居中的最新產品。該扶正器經過100%可追蹤的、嚴格的德國制造工藝加工，VariForm扶正器最終只留下一條微不可見的金屬焊縫。
VariForm扶正器是一款適用于斜井、水平井的高性能、一體式設計扶正器。該扶正器在保證啟動力和下放力幾乎為0的情況下，可產生較大的回彈力。如此一來，下套管過程中的摩阻可保持在很小的水平，固井過程中即可使套管保持較高的居中度。
VariForm 扶正器可以滿足最苛刻的入井條件。波浪狀外形的弓形扶正器簧片可以減小摩阻，避免通過受限井段時被損壞。這種外形設計也可以強化簧片，獲得更大的剛性。在下入過程中，弓形扶正器簧片可以被壓縮至近似扁平狀態，在達到預定位置后可恢復完整外徑。整個過程對性能無影響，可提供良好的居中效果。VariForm可應用于標準尺寸的井眼、擴眼井段、水平段以及間隙較小的井段，以實現套管居中。
VariForm扶正器短節
VariForm扶正器短節可以下入到常規扶正器無法下入的井段。在套管間隙極小，最窄為1/8in的情況下，該扶正器短節是最佳工具。同時，該工具也可用于擴眼后達4in或更大的裸眼井段。VariForm扶正器短節是業內首款將扶正器“提”著下入井眼的短節，而非“ 推”入。
確定安放位置，記錄相關數據
CentraPro Plus扶正器安放軟件可模擬井筒狀況，從而選擇最佳的扶正器類型以及扶正器和擋環的安放位置。CentraPro Plus模擬的內容包括在已知井眼幾何形狀的前提下，任意井深的側向力、管串浮重和拉力；基于管柱/井眼尺寸組合實測數據的扶正器在上述各力作用下的受力情況；基于管柱彈性和三維矢量分析的扶正器之間的下垂情況。另外，客戶還可以從CentraPro Plus數據庫中得到扶正器的性能相關數據。
鉆井是石油工業的領導者。鉆井技術發展的總趨勢是滿足石油勘探開發的需要。鉆井工程作為油田油氣勘探開發的重要組成部分，具有資金、技術密集、投資高、風險大的特點。石油圈堅持跟蹤各類油氣行業最新行業、技術和商業資訊，以上技術只是千山一葉。若想了解更多油氣資訊，可持續關注石油圈。
未經允許，不得轉載本站任何文章：
