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作者简介：王晨晓（1979—），男，山东日照人，大学文化，在读研究生，工程师。
摘 要：针对管串短路现象对各种固井施工工艺的影响，结合管串短路实例分析，以及管路短路判断方法，及时发现管串短路、准确判断短路位置，科学的采取相应的措施，避免盲目施工，规避不必要的施工风险，减少经济损失。
关键词：石油工程；固井施工；管串短路
中图分类号：TE626
在固井施工施工中，經常会出现因井下工具配合、管柱连接、附件失灵等原因导致管串短路或者回压失灵的现象，这给固井施工带来不可预知的风险，轻则影响固井质量，重则引起质量事故或导致固井失败，油井报废。为避免上述事故的发生，在固井施工前，需要准确验证管串是否短路，以及短路发生的位置，从而能科学地采取针对性的措施，规避施工风险。
一、管串短路现象对各种固井施工工艺的影响。
对内插法表层固井的影响。在大尺寸表层固井施工中，为保证固井质量，减少水泥浆在套管中的窜槽几率，同时减少替浆所用的时间，往往采用内插法表层固井。在施工前，当钻杆柱携带内插头插入回压插座时，需要加压3-5吨后开泵，若套管内液面不上升，则证明内插头、插座密封良好；如果套管内液面上升，则表明内插头、插座密封不良，需要重新调整位置，再次加压开泵以检验插头插座的密封性。当插头插座不密封，直接注水泥，施工期间会有水泥浆留在套管中，二开需要钻较长水泥塞，同时会影响表层水泥返高。在此施工工艺中，加压开泵间接验证了循环通路的密封性。
对常规固井工艺的影响。常规固井中，管路的密封性严重影响固井施工的成败。管路短路有两种表现形式，一是套管本体的短路，如果套管本体存在质量隐患，或者下套管时上扣不符合标准，都会引起套管本体短路。套管短路如果在施工前未被发现，轻则会引起施工后套管内泥浆倒返，重则改变水泥浆流经通路，严重影响环空封水泥浆封固质量。二是回压凡而失灵，会直接引起施工后倒返的现象，憋压候凝也会导致套管内留水泥塞。
对尾管固井施工的影响。尾管固井中，对短路现象的判断较为复杂。一是钻杆本体密封不良或断裂，会引起钻杆短路；二是尾管总成密封失效，水泥浆不会进入目的层，导致固井失败；三是尾管段套管短路，未及时正确判断短路位置所带来的后果，较常规固井工艺中更为严重，固井安全、钻具安全都存在极大的风险；四是回压凡尔失灵。
对筛管顶部注水泥施工的影响。筛管顶部住水泥工艺设计中，管串设计为引鞋+帅管+套管+盲板+封隔器+分级箍+套管。当套管短路时，顶压涨封隔器、开分级箍就会受影响，严重时会使得封隔器涨不开，分级箍打开失败。套管短路时发生的现象和分级箍提前打开的现象几无二致，此时如果错将套管短路误认为是分级箍提前打开而盲目施工，将会导致施工后期不能碰压，同时水泥浆下沉，封固油层段的筛管，引发施工事故。如果能够提前分析判断出短路位置，则可以采取相应措施（起套管等）保住井眼，减少损失。
二、营平6-平10尾管固井管串短路实例分析
（2）施工描述。
发现管串短路。注隔离液3方，排量0.9m3/min，泵压4MPa，停泵后回压1MPa，放回水检验回压凡尔，返回隔离液2方。又注入4方隔离液，回压2MPa，放回水返回2方，怀疑回压凡尔失灵。
制定措施。现场请示领导制定补救措施：尾管内替密度1.90g/cm3的重泥浆，尽量减少尾管内外压差，同时减少水泥附加量，计算环容46.7方，设计51方，要求注49方。
施工情况。注隔离液4方，水泥49方（平均密度1.87 g/cm3）。替至31方（计算量31.5方），碰压，回压4MPa。上提中心管至7m，开泵，泵压17MPa，井口返出密度为1.5g/cm3的纯水泥，密度逐渐升高至1.80 g/cm3；循环20min后返出混浆，密度1.61 g/cm3；循环4小时后起钻，前12柱悬重110t，钻杆上有高强度水泥环；通井时下至第4柱、16柱时遇阻，探至最后15柱时硬遇阻，开泵钻塞，尾管内有8m长水泥塞；电测时测至2800m处遇阻（电测新工艺试验，电测仪器价值1千万，未用钻具下送电测工具），起不出电测仪器，下小钻杆打捞电测仪器，卡钻，强起1600m钻杆，下反扣钻杆打捞小钻杆，最后导致该井报废。
（3）短路分析
开泵循环不久，井口返出水泥，表明短路位置应该发生在钻杆上。如果施工前能及时判断，则可以采取其它措施，避免本次施工带来的损失。
三、管路短路判断方法
压差计算法。在固井施工结束后，如果套管内有回压，则可以根据水泥浆与泥浆的比重差和套管内回压值来估算短路位置，短路位置=套管内回压/（水泥浆比重-泥浆比重）。基于该短路位置的判断，可以较为科学的选择憋压值候凝，以避免憋压时替过量替空和短路处套管内留过多水泥塞。
应用实例1：辛11-斜200井（常规固井，2010.9.14）。该井垂深2140米，泥浆比重1.20 g/cm3设计全井封固，上井水泥泡沫+G降+中G降四，碰压后回压为7MPa。泡沫水泥（比重1.40g/cm3）预计封固1340米，压差约为2.7MPa，则常规水泥在短路处引起的压差为5-2.7=2.3MPa，液注高应为102*2.3/（1.9-1.2）=330m，所以短路处约为330+1340=1670m。井队实际探塞位置为 1624m。
应用实例2：辛53-斜33井（尾管固井，2010.3.26）。该井井深3454m，悬挂位置1984m。首次施工注隔离液4m3，回压2MPa，避免了盲目施工。
迟到时间测量法。固井施工中，施工前发现明显管串短路现象，可以用测泥浆循环周的方法测的短路位置。在入井泥浆中加入碎屑，根据碎屑在振动筛上出现的迟到时间和大泵排量以及环空容积可以估算管串的短路位置，短路位置=泵排量*迟到时间/（环空环容+套管环容）。
总之，在固井施工中，要及时发现管串短路、准确判断短路位置，科学的采取相应的措施，避免盲目施工，规避不必要的施工风险，有效降低经济损失。
摘 要：针对管串短路现象对各种固井施工工艺的影响，结合管串短路实例分析，以及管路短路判断方法，及时发现管串短路、准确判断短路位置，科学的采取相应的措施，避免盲目施工，规避不必要的施工风险，减少经济损失。
关键词：石油工程；固井施工；管串短路
中图分类号：TE626
在固井施工施工中，經常会出现因井下工具配合、管柱连接、附件失灵等原因导致管串短路或者回压失灵的现象，这给固井施工带来不可预知的风险，轻则影响固井质量，重则引起质量事故或导致固井失败，油井报废。为避免上述事故的发生，在固井施工前，需要准确验证管串是否短路，以及短路发生的位置，从而能科学地采取针对性的措施，规避施工风险。
一、管串短路现象对各种固井施工工艺的影响。
对内插法表层固井的影响。在大尺寸表层固井施工中，为保证固井质量，减少水泥浆在套管中的窜槽几率，同时减少替浆所用的时间，往往采用内插法表层固井。在施工前，当钻杆柱携带内插头插入回压插座时，需要加压3-5吨后开泵，若套管内液面不上升，则证明内插头、插座密封良好；如果套管内液面上升，则表明内插头、插座密封不良，需要重新调整位置，再次加压开泵以检验插头插座的密封性。当插头插座不密封，直接注水泥，施工期间会有水泥浆留在套管中，二开需要钻较长水泥塞，同时会影响表层水泥返高。在此施工工艺中，加压开泵间接验证了循环通路的密封性。
对常规固井工艺的影响。常规固井中，管路的密封性严重影响固井施工的成败。管路短路有两种表现形式，一是套管本体的短路，如果套管本体存在质量隐患，或者下套管时上扣不符合标准，都会引起套管本体短路。套管短路如果在施工前未被发现，轻则会引起施工后套管内泥浆倒返，重则改变水泥浆流经通路，严重影响环空封水泥浆封固质量。二是回压凡而失灵，会直接引起施工后倒返的现象，憋压候凝也会导致套管内留水泥塞。
对尾管固井施工的影响。尾管固井中，对短路现象的判断较为复杂。一是钻杆本体密封不良或断裂，会引起钻杆短路；二是尾管总成密封失效，水泥浆不会进入目的层，导致固井失败；三是尾管段套管短路，未及时正确判断短路位置所带来的后果，较常规固井工艺中更为严重，固井安全、钻具安全都存在极大的风险；四是回压凡尔失灵。
对筛管顶部注水泥施工的影响。筛管顶部住水泥工艺设计中，管串设计为引鞋+帅管+套管+盲板+封隔器+分级箍+套管。当套管短路时，顶压涨封隔器、开分级箍就会受影响，严重时会使得封隔器涨不开，分级箍打开失败。套管短路时发生的现象和分级箍提前打开的现象几无二致，此时如果错将套管短路误认为是分级箍提前打开而盲目施工，将会导致施工后期不能碰压，同时水泥浆下沉，封固油层段的筛管，引发施工事故。如果能够提前分析判断出短路位置，则可以采取相应措施（起套管等）保住井眼，减少损失。
二、营平6-平10尾管固井管串短路实例分析
（2）施工描述。
发现管串短路。注隔离液3方，排量0.9m3/min，泵压4MPa，停泵后回压1MPa，放回水检验回压凡尔，返回隔离液2方。又注入4方隔离液，回压2MPa，放回水返回2方，怀疑回压凡尔失灵。
制定措施。现场请示领导制定补救措施：尾管内替密度1.90g/cm3的重泥浆，尽量减少尾管内外压差，同时减少水泥附加量，计算环容46.7方，设计51方，要求注49方。
施工情况。注隔离液4方，水泥49方（平均密度1.87 g/cm3）。替至31方（计算量31.5方），碰压，回压4MPa。上提中心管至7m，开泵，泵压17MPa，井口返出密度为1.5g/cm3的纯水泥，密度逐渐升高至1.80 g/cm3；循环20min后返出混浆，密度1.61 g/cm3；循环4小时后起钻，前12柱悬重110t，钻杆上有高强度水泥环；通井时下至第4柱、16柱时遇阻，探至最后15柱时硬遇阻，开泵钻塞，尾管内有8m长水泥塞；电测时测至2800m处遇阻（电测新工艺试验，电测仪器价值1千万，未用钻具下送电测工具），起不出电测仪器，下小钻杆打捞电测仪器，卡钻，强起1600m钻杆，下反扣钻杆打捞小钻杆，最后导致该井报废。
（3）短路分析
开泵循环不久，井口返出水泥，表明短路位置应该发生在钻杆上。如果施工前能及时判断，则可以采取其它措施，避免本次施工带来的损失。
三、管路短路判断方法
压差计算法。在固井施工结束后，如果套管内有回压，则可以根据水泥浆与泥浆的比重差和套管内回压值来估算短路位置，短路位置=套管内回压/（水泥浆比重-泥浆比重）。基于该短路位置的判断，可以较为科学的选择憋压值候凝，以避免憋压时替过量替空和短路处套管内留过多水泥塞。
应用实例1：辛11-斜200井（常规固井，2010.9.14）。该井垂深2140米，泥浆比重1.20 g/cm3设计全井封固，上井水泥泡沫+G降+中G降四，碰压后回压为7MPa。泡沫水泥（比重1.40g/cm3）预计封固1340米，压差约为2.7MPa，则常规水泥在短路处引起的压差为5-2.7=2.3MPa，液注高应为102*2.3/（1.9-1.2）=330m，所以短路处约为330+1340=1670m。井队实际探塞位置为 1624m。
应用实例2：辛53-斜33井（尾管固井，2010.3.26）。该井井深3454m，悬挂位置1984m。首次施工注隔离液4m3，回压2MPa，避免了盲目施工。
迟到时间测量法。固井施工中，施工前发现明显管串短路现象，可以用测泥浆循环周的方法测的短路位置。在入井泥浆中加入碎屑，根据碎屑在振动筛上出现的迟到时间和大泵排量以及环空容积可以估算管串的短路位置，短路位置=泵排量*迟到时间/（环空环容+套管环容）。
总之，在固井施工中，要及时发现管串短路、准确判断短路位置，科学的采取相应的措施，避免盲目施工，规避不必要的施工风险，有效降低经济损失。