从下套管到确保钻井总深度的发展

       在过去的10～15年里，石油工业在井建设、避免钻井事故、钻井设备方面有了很大突破。在完井过程中，最重要的一点就是要确保套管下到预定深度，并且要确保套管间的连接是不漏气连接，而且具有完好的机械屏障。顶驱下套管装置以及套管钻井技术，对高密封套管下入技术的新近发展起到了很关键的作用。

       顶驱下套管工具连接于钻井设备的顶部驱动装置上，将很多常规套管工具组合成一个系统。它们将钻井设备顶驱的功能从钻杆传至套管，这样就引起套管柱的同步旋转、上下运动以及循环。

       在套管柱上安装一个扩眼套管鞋或可钻孔的套管钻头，使它能够在未钻区扩展，在问题区延伸或实现全井段套管杆钻井。这一附加装置提高了钻进效率，减少了非生产性时间。

       技术延伸，顶部驱动装置的应用

       顶驱下套管系统上世纪90年代首次投入使用。起初，这些装置主要用于为特定目的制造的套管钻机上。很快，这一技术成了大家所接受的下套管的方法。然而，其应用过去一直局限于陆上钻机以及下API螺纹管。

       到了2005年，这一技术组合了进一步发展为包含为满足更广泛应用而设计的设备，如海洋钻井设备-套管尺寸达到22英寸，扭矩达到80,000磅力/英尺；高质量连接系统-独立扭矩监控以及有效重力补偿装置；提升能力达750吨的超重套管杆；套管下入与钻杆排放及钻机控制系统的接口；大斜度及超延伸井-套管柱的推动、旋转及漂浮；铬油管完井-最小标志系统以及扭矩控制界面。

       在这一时期，用套管钻井装置及套管连接也有了发展，开发了一些可应对不同地层强度和地质条件的可钻多晶金刚石紧密套管钻头以及高扭矩、抗疲劳接头。

       今天，这些技术已经在许多现场应用中被证实是可行的，并将很快在全球得以推广和应用。数以千计的套管柱已经通过顶部驱动装置下入井内，已经成功地在超过2000个问题区及井段实施套管钻井。

       鉴于许多成功的现场应用，钻井公司对套管柱在不同情况下的旋转，往复运动以及循环更加有信心。比如说，在固井施工中应用这一技术以改善水泥充填，增加流量，降低循环压力。位于里海的一家公司最近将这一技术用于应对泥浆和水泥漏失、水泥充填不完全、以及层间窜通等问题。已经成功地应用顶驱下套管技术和旋转/提升水泥头，将套管下入指定深度，并将固井过程中从套管下入到注水泥,以及管柱的往复运动之间的过渡时间最小化。

       钻井总深度的规划

        一旦证明了顶驱下套管技术在几乎所有市场的可行性，下套管操作与其它油井施工操作之间的新关联就十分明显。显然，只将目光放在在旋转钻井上进行连接是不行的。真正的价值在于扩展视野：从油管的下入到考虑所有紧密联系的过程，这些过程涉及到将设计直径的高紧密度套管柱下到总深度，以及确保在井的整个寿命中井筒的安全。

       提高将套管柱下入预定深度的能力的目标引发了专业服务公司和钻井公司在油井设计上的早期合作。在过去，套管扩眼和钻井通常用于处理钻井过程中出现的问题。一个新的惯例已经形成，那就是与训练有素的工程师合作，在扩孔、钻井、固井作业中接受过挑战。这一方法使得在钻井风险变得严重前能够进行有效处理变得可能。

       在过去的两年里，威德福公司将这一方法应用于亚太地区的一个试验项目中。一批具有钻井工程知识的人员组成了一个专门队伍，其成员对整个钻井、完井过程以及如何将相关技术结合起来应用了如指掌。这支队伍能够根据模拟油井数据以及目前油井规划，提出相应的措施。

        另一种相关应用是在延伸井和超延伸井上。不论是套管柱充满了泥浆还是浮运到长的水平截面，都必须能够安全地推动和旋转套管柱。为了适应这些需求，给顶部驱动工具设计了专门的套管夹持器，以便能够安全地夹住套管柱。2010年，美国的一家海上钻井大公司在一口超延伸井上运用了具有特殊抓紧系统的顶驱下套管技术。这一系统使其能够“浮”在长27,000英尺的95/8英寸的衬管上。整个套管柱以及减摩擦工具和一个划眼引鞋被旋转、推进到井筒的预定深度。

       在一项即将实施的非洲工程中，为了处理环境敏感性区域，工程组与钻井施工人员在钻井设计阶段进行了紧密的合作。由于一些规章制度的调整，所允许打的中心井的数量和可用设备都受到了限制。在工程组的帮助下，钻井公司运用倾斜钻机和套管将表层井段、中间井段钻开，直达油藏。为这一应用而设计了一套客户定制的下套管系统，并在一年内交付。