中海油田服务股份有限公司油田化学事业部 广东湛江 524057
摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了各个行业的不断发展，众所周知，固井胶塞起到隔离钻井液、刮拭套管壁的作用，胶塞在套管中的状态直接决定了水泥浆顶替效果与固井质量的好坏。基于此，本文主要对尾管固井作业中胶塞失效问题进行分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发，详情如下。
关键词：尾管固井作业；胶塞失效；问题
引言
尾管固井胶塞在失效时的反应主要有3种，即钻杆胶塞被卡住，尾管固井胶塞不松脱，橡胶塞损坏。为了将这些问题对施工效果的负面作用降到最低，本研究重点关注项目现场的实际环境，努力探究产生问题的理由和问题，然后针对性地提出改进意见。
1尾管固井胶塞故障状态
尾管固井胶塞故障状态主要涉及到以下方面具体内容：首先，钻杆橡胶塞和尾管橡胶塞无法实现良好的重合。在固井作业过程中，钻杆胶塞会给循环通道带来一定程度的堵塞，从而严重影响泥浆置换这一过程，于是随之而来的就是“灌肠”的问题。这类问题后果比较严重,处理起来也非常棘手，处理过程中对于技术要求要百分百达到，但是同时也会带来非常高的施工成本，还会有一系列严重的后果,甚至是油井报废。其次，尾管橡胶塞要是在合适的时机没有得到良好的释放，也会带来许多不可预见的事故，施工过程会变的愈发困难。还有就是，钻杆橡胶塞和尾管橡胶塞在这一阶段的工作中可能会脱落甚至损坏。缺乏隔离会导致橡胶塞提前被压紧，水泥塞仍然很严重。
2尾管固井胶塞失效原因
将钻杆的橡皮塞与尾管的橡皮塞混合后，钻杆橡胶管的内部将由橡皮塞的内密封圈进行良好的填充从而形成完全密封的环境，并将皮碗部分密封同时，该状态将保留在工具腔中，于是就成了一个密闭的空间。这种时候就对尾管橡胶塞提出了新的要求，即要承受导向头传递过来的全部液压，该压力将与冲击力混合在一起。伴着这种压力继续增大，并且达到了尾管橡胶塞的剪切力以外，剪切钉就会被割断。将钻杆橡胶塞与尾管橡胶塞进行混合之后，橡胶塞自然会从进给工具上脱离并在尾管内部向下移动，从而在碰撞座的位置发生碰撞。同时，如果两个橡胶塞合并后的压力达不到极限状态，剪力钉将无法被剪断，导致橡胶塞无法正常向下移动，但是这个过程中液压还是会保持继续上升，从而会导致钻杆的橡胶塞杯被压碎，并形成一个闭环的管道。循环通道为浆体置换操作的实施起到了一定的助力效果。；另外对于配料的特性进行研究发现，施工过程中对于配料后的剪切力有很严格的要求：钻杆橡胶塞和皮碗密封两者的压力相加所得的数值一定要超过剪切钉的剪切力才行，同时也保证了泥浆循环通道的通畅。根据现场的实际情况以及施工经验来看，进给工具中钻杆橡胶塞杯的压力相对而言比较小，有时候甚至会远远小于5Mpa。于是对于钻杆橡胶塞的冲击力的有效控制则显得格外重要，这样才有可能实现它们的合力大于剪切钉的力。在许多尾管固井作业中，两种胶塞实现完美配合时，里面皮碗所承受的力的作用会比衬管胶塞剪切钉的剪切力要小得多，剪切钉不能实现原有的功能。正常情况而言，剪切钉的剪切力不能太大也不能太小，这样才能实现良好的施工效果。
3尾管固井作业优化措施
3.1胶乳水泥浆及配套工艺优选
尾管固井作业优化措施之一是胶乳水泥浆及配套工艺优选。
胶乳水泥浆体系的特点包括三个方面：一是抗高温的特点，利用胶乳的双键和网架结构以及与水泥中的Si、O、S形成氧桥、硫桥，聚结的高能量，使水泥浆具有抗高温性；二是稳定的特点，利用表面活性剂形成胶束包裹SiO-Ca2+，与胶乳粒子形成极性相斥，使胶乳水泥浆呈分散和悬浮状态，增加体系的稳定性；三是防气窜、防腐蚀的特点，胶乳水泥本身具有直角胶凝，成膜、较好流变性和较低的渗透率等特点，使得水泥浆具有降失水、防油气水窜、防腐蚀的性能。
3.2配套固井工艺优选
尾管固井作业优化措施之二是配套固井工艺优选。（1）采用旋转尾管。各相关的文献[7-10]和现场实际应用效果表明，相对于传统的尾管固井技术，应用旋转尾管可明显改善水泥浆顶替效率和水泥胶结质量。F直井的井眼小、间隙窄，尾管短（一般小于500m）、尾管轻，适合使用旋转尾管固井工艺技术；而且通过旋转尾管，使套管外环空水泥浆穿过扶正器螺旋片时产生旋转，形成旋流流型顶替，可提高水泥浆顶替效率。（2）优化环空浆体结构。与常规固井相比，此类井由于在钻进过程中有重油浸入等复杂，井眼以及环空条件很难在固井前达到理想状态。因此，在固井过程中增加了一段冲洗液，体积一般在25~30m3，以保证水泥浆体系通过环空时能“短暂”保持井眼清洁；固井环空浆体结构中，经过实践认为使用7m3左右的隔离液用量、密度和粘度控制在泥浆和水泥浆之间偏泥浆性能，能有利于提高隔离液和泥浆、水泥浆、冲洗液的互容性，提高水泥浆的顶替效率。
3.3优选井口加压方式
尾管固井作业优化措施之三是优选井口加压方式。为防止候凝过程中水泥浆失重导致地层流体侵入，影响固井质量，目前常采用固井后井口加回压、水泥浆领浆多返、井口循环等三种井口加压方式。前两种井口加压方式存在明显的技术弊端，不适用于低承压区块尾管固井，而拔完中心管后循环产生压耗给井底提供附加当量密度的加压方式，可以灵活调整循环排量来控制压耗，同时减少扫塞的工序，优势明显。采用上述压耗计算公式，计算拔完中心管后，不同循环排量下的环空压耗，并折算不同位置的当量密度。
3.4内嵌悬挂技术
尾管固井作业优化措施之四是内嵌悬挂技术。通过采用尾管悬挂器卡瓦内嵌技术，卡瓦嵌入锥套中，卡瓦最大外径小于锥套最大外径，在尾管下入过程中，锥套可以有效保护卡瓦，在深井、超深井尾管悬挂器下入过程中卡瓦不会提前坐挂;同时内嵌卡瓦悬挂器可以增大悬挂器坐挂后的过流面积，降低循环及固井过程的循环压力，避免井漏事故的发生，同时大排量固井操作可以有效提升固井质量。将尾管牵制技术及尾管悬挂器卡瓦内嵌技术有机地结合于一体，形成一套深井、超深井短尾管安全丢手关键技术。
结语
橡胶塞故障是尾管固井作业中常见的一种故障类型。为了减小这种故障对施工带来不利的影响，就必须要及时找出造成这些故障的来源，针对源头来寻找解决办法，做到事前预防,保证施工效果。
参考文献
[1]陈东,包莉军,张毅,等.重力效应对煤层气水平井固井顶替的影响研究[J].钻采工艺,2020,43(4):24-27.
[2]周文军,高云文,吴学升,等.变径自锁复合固井胶塞的研制与应用[J].石油机械,2013,41(1):17-19.
[3]田宝振,高飞,刘志,等.克深134超深井高温地层尾管固井技术[J].钻采工艺,2020,43(3):119-122.
[4]李丹阳,肖勇,牛阁,等.塔里木油田超深水平井中的复合尾管胶塞的研制与应用[J].钻采工艺,2018,41(5):105-107.
[5]孙泽秋,徐明会,陈志峰,等.尾管固井中胶塞复合压力的计算与监测研究[J].钻采工艺,2017,40(6):22-24.
[6]孙文俊,徐明会,徐星,等.尾管固井中胶塞复合压力预测模型研究[J].长江大学学报(自科版),2015,12(13):54-56.