海拉爾地區(qū)螺旋井眼防范措施doc資料

1、精品文檔海拉爾地區(qū)螺旋井眼防范措施一、問題的提出井眼的形成是鉆頭和地層相互作用的結(jié)果 , 由于地層和鉆頭的 各向異性、當(dāng)前鉆井工具及軌跡控制技術(shù)的不完善 , 實際的井眼時刻 都有井斜、方位的變化 （曲率和撓率的變化 ） , 隨著進(jìn)尺的增加 , 必 然產(chǎn)生螺旋井眼。 通過精細(xì)測量和檢測摩阻、 扭矩變化等方法容易驗 證這個問題。 還可以通過長段巖心柱外形、 起下鉆時鉆具的被動旋轉(zhuǎn) 等方面驗證。它的形成導(dǎo)致滑動摩擦力增大、鉆壓傳遞困難、滑動鉆 進(jìn)機(jī)械鉆速低、下套管阻力大、測井儀器下放困難、鉆具失效快、井 眼清潔困難、倒劃眼切削新巖石、井眼質(zhì)量變差、建井費用增加等問 題, 甚至影響到建井能否成功。 由

2、于問題的復(fù)雜性、 當(dāng)前鉆井技術(shù)的 局限性以及井眼質(zhì)量的要求 , 盡管上個世紀(jì) 50年代 Lubinski 已認(rèn)識 到了螺旋井眼的問題 （ 當(dāng)時叫彎曲井眼 ）, 但國內(nèi)外研究者過去很少 對此進(jìn)行研究。 隨著鉆井技術(shù)的進(jìn)步 , 為滿足勘探開發(fā)、 減少鉆井費 用、測井、采油、作業(yè)等要求 , 螺旋井眼問題的研究在國外已經(jīng)提上 了議事日程。近兩年海拉爾地區(qū)鉆井速度逐步提高， 但同時伴隨著螺旋井眼的 產(chǎn)生。烏東區(qū)塊（附圖 1）、蘇 301區(qū)塊、希區(qū)（附圖 2）完成井不成 程度的有螺旋井眼現(xiàn)象的產(chǎn)生。 造成測井曲線失真， 尤其是密度曲線 和聲波曲線， 地質(zhì)人員無法對其進(jìn)行油氣層的劃分， 進(jìn)一步影響了對 該地

3、區(qū)油氣層分布的了解。對于鉆井施工方，由于螺旋井眼的產(chǎn)生， 延長了完井周期；增加了鉆井投資成本；后期修正措施也鉆井風(fēng)險。如何有效的預(yù)防該區(qū)塊螺旋井眼的生成，是我們面臨的問題烏140-88井電測曲線截圖（附圖1）2450石0025印希23-67井電測曲線截圖（附圖2）響大，如井徑、密度、中子、密度補(bǔ)償值呈正弦波形狀，而居中測量且探測較深的電阻率、自然伽瑪、聲波受影響相對較小，曲線沒有出 現(xiàn)異常 二、影響螺旋井眼產(chǎn)生的主要因素 井眼的形成受地層的客觀因素和鉆具組合、 鉆井參數(shù)等主觀因素 的影響, 螺旋井眼的產(chǎn)生也離不開這些方面。歸納起來 , 影響螺旋井 眼產(chǎn)生的因素主要有如下幾個方面 :1、地層的可

4、鉆性。由于地層的可鉆性不同 , 導(dǎo)致了鉆速、鉆具 受力、造斜率、方位漂移等問題 , 自然會導(dǎo)致螺旋井眼的產(chǎn)生。例如 垂直巖石層面方向可鉆性較好 , 受地層產(chǎn)狀影響 , 鉆出的井眼不但 有井斜的變化還有方位的變化。2、鉆頭和地層的各向異性。由于鉆頭和地層的各向異性 , 導(dǎo)致 鉆頭和地層相互作用的復(fù)雜 , 而井眼的形成與此密切相關(guān)。 其影響結(jié) 果會使鉆頭實鉆方向和鉆頭受力不一致 , 造成井斜和方位的變化 , 同 時會反過來影響下部鉆具組合的受力 , 影響井眼軌跡控制 , 促使螺 旋井眼的形成。3、鉆頭的側(cè)向切削能力。鉆頭側(cè)向切削能力的不同 , 造成橫向 鉆速的不均勻 , 從而導(dǎo)致井斜和方位的不斷變

5、化。4、鉆頭側(cè)向力。鉆頭側(cè)向力的產(chǎn)生 , 導(dǎo)致橫向破巖 , 從而產(chǎn)生 諸如增斜、降斜、增降方位等變化。5、鉆頭轉(zhuǎn)角。 鉆頭出現(xiàn)轉(zhuǎn)角導(dǎo)致鉆頭的指向和井眼軸線不一致 , 從而改變井斜和方位。6、鉆頭和鉆鋌的直徑比。鉆頭和鉆鋌的直徑比不同 , 導(dǎo)致下部 鉆具組合受力不同 , 從而影響井眼軌跡。7、井眼擴(kuò)大率。井眼擴(kuò)大不僅導(dǎo)致渦動 , 而且會影響側(cè)向力和鉆頭偏轉(zhuǎn)角，自然會形成螺旋井眼。&機(jī)械鉆速和周向轉(zhuǎn)速的比例。機(jī)械鉆速和周向轉(zhuǎn)速的比例直 接決定了螺旋井眼的直徑和螺距的大小。9、下部鉆具組合的影響。不同的下部鉆具組合,其造斜率以及和 地層作用力不同，導(dǎo)致井斜和方位的變化。10、螺旋扶正器的影響

6、。從微電阻率掃描成像測井上反映的特征 為明顯螺旋井眼，成像動態(tài)加強(qiáng)圖上反映的井眼螺旋間距與螺扶間距致，對應(yīng)的常規(guī)曲線以PE為主，明顯正弦波特征（尤其是帶有測量臂和極板的測試儀器）嚴(yán). g歐斛r1111*1 *1111 AA叩二竭毗Wr" va： h.-w'- iGnrEAT 1 1030即腳扇aMBS .001 KJ C*ST IW IdOOKIrdrlLiSeI剤口宜Alllllllllllllll11、鉆井參數(shù)的影響。不同的鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵壓、鉆井液排量對 不同鉆具組合在不同區(qū)塊的側(cè)向力、 鉆頭偏轉(zhuǎn)角有很大影響。 單純從 鉆柱力學(xué)分析而言 , 不同鉆壓對下部鉆具鉆頭變方位力

7、影響較小 , 但 是 , 由于地層的影響 , 某些區(qū)塊變方位對鉆壓比較敏感。當(dāng)然 , 影響螺旋井眼產(chǎn)生的原因很多 , 研究這些因素如何影響 螺旋井眼以及影響程度十分必要 , 特別是研究不同因素耦合作用的 影響是當(dāng)前乃至今后研究的重點。三、螺旋井眼的危害定向井、水平井、大位移井以及分支井研究表明 , 摩阻和扭矩是 影響鉆井質(zhì)量的重要因素。 巖屑床、 狗腿度等對摩阻和扭矩的影響較 大。而螺旋井眼形成以后 , 會導(dǎo)致井眼質(zhì)量變差 , 并產(chǎn)生一系列危 害：1、起下鉆以及鉆進(jìn)過程中 , 滑動摩擦力較高 , 從而導(dǎo)致上提鉆 柱大鉤載荷過大 , 下鉆困難 , 鉆進(jìn)中鉆壓傳遞困難 , 致使滑動鉆進(jìn) 機(jī)械鉆速低

8、。2、即使井眼鉆成 , 但會導(dǎo)致下套管阻力大、 測井儀器下放困難。3、鉆柱會產(chǎn)生高振動 , 鉆頭工作不平穩(wěn) , 導(dǎo)致鉆柱失效快 , 鉆 頭壽命短 , 鉆頭用量增多。4、在螺旋井眼中 , 井眼清潔困難 , 巖屑床沉積嚴(yán)重 , 而且井壁 容易坍塌致使卡鉆。5、在螺旋井眼中倒劃眼時會切削新巖石 , 大大降低了鉆井效率 和鉆頭的使用壽命。6、螺旋井眼會使測井響應(yīng)不穩(wěn)定 , 將會導(dǎo)致錯誤的解釋結(jié)果， 不能進(jìn)行油氣層的劃分。7、如果產(chǎn)生螺旋井眼，并且現(xiàn)象嚴(yán)重影響到曲線的識別，對于 鉆井施工方不得不采取補(bǔ)救措施，這樣不但增加了鉆井施工的風(fēng)險， 同時延長了鉆井周期，增加了鉆井成本。四、解決螺旋井眼問題的方法我

9、們在蘇區(qū)施工的蘇 301-52-53 井，蘇 301-4 井電測曲線顯示 為螺旋井眼，造成密度曲線及聲波曲線跳動， 無法進(jìn)行油氣層的劃分。通過分析有以下 2點主要原因： 1、地層原因，該井出現(xiàn)螺旋井 眼段地層夾層多、夾層薄，造成井徑變化頻繁。 2、鉆具因素，單彎 螺桿可能也是造成該井螺旋井眼的原因之一。針對這種情況： 1、我們在蘇 301-56-51 井施工中改變鉆具組合 使用直螺桿+214mn扶正器（18米扶鉆具組合）。2、在1850-2000 米井段拉好井壁。完井電測未再出現(xiàn)螺旋井眼。螺旋井眼的形成是很難避免的 , 而帶有結(jié)構(gòu)彎角的導(dǎo)向鉆具在 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中必然產(chǎn)生螺旋井眼。 應(yīng)從如下幾個

10、主要方面防止螺旋 井眼的形成。1 、加強(qiáng)地層規(guī)律性的總結(jié)和分析，我們可以對不同區(qū)塊出現(xiàn)螺旋井眼現(xiàn)象的井，分層位進(jìn)行分析?？词裁磪^(qū)塊、什么層位、什么巖 性、什么型號的鉆頭、什么鉆具組合，容易產(chǎn)生螺旋井眼。產(chǎn)生螺旋 井眼是哪種原因造成的。2、提前預(yù)防。對易產(chǎn)生螺旋井眼的層位進(jìn)行提前預(yù)防：如增加短起下的次數(shù)，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行鉆井參數(shù)、鉆具組合的調(diào)整，鉆頭選型進(jìn) 行更換。3、研究開發(fā)新型鉆頭?？梢院豌@頭廠家結(jié)合，對易產(chǎn)生螺旋井 眼的鉆頭，針對區(qū)塊地層特點進(jìn)行鉆頭的改進(jìn)。如：鉆頭的保徑、布 齒、以及移軸。研究開發(fā)新型適合海拉爾地區(qū)施工需求的個性鉆頭。女口：牙輪鉆頭在定向、水平井可采用以下附加特征，強(qiáng)化保徑、修

11、理井壁和減小牙輪掌背與井壁的間隙，起到“滿眼”的效果，將螺 旋井眼的危害降低到最小(1 )特別保徑(T)特征在背錐齒與外排齒之間增加了一 排有 側(cè)切削能力的齒，用于加強(qiáng)保徑、修整 井壁和保護(hù)牙輪殼體。增強(qiáng)對井壁的修 正效果。(2)( L)掌背扶正塊在掌背焊扶正塊并鑲齒，有利于改善鉆 頭工作狀態(tài)，減小牙輪掌背與井壁的間(3)(G)掌背保徑隙，起到“滿眼”的效果，在定向井和 水平井能有效保護(hù)牙掌和儲油孔。鉆頭掌背鑲齒強(qiáng)化，在研磨性地層或定向井和水平井中，它能有效的修整井壁， 降低牙掌磨損，延長鉆頭的使用壽命。4、增強(qiáng)螺桿扶正器的扶正特性。 如適當(dāng)增加螺桿扶正器的直徑，確保螺桿扶正器起到修正井壁的作

12、用。5、減少螺桿的彎度，降低公轉(zhuǎn)半徑，從而增大螺旋井眼的螺距。 另外，在進(jìn)入易產(chǎn)生螺旋井眼的層位， 盡量采用直螺桿加鉆頭復(fù)合鉆進(jìn)，消除螺旋井眼的根源。6、優(yōu)配鉆頭的軸向和徑向速度 （ 機(jī)械鉆速和轉(zhuǎn)速 ） 。7、根據(jù)螺旋井眼影響因素的分析 , 優(yōu)選鉆具組合和鉆井參數(shù)。8、鉆進(jìn)過程中，要增大鉆井液的排量。大排量的鉆井液對井壁起到?jīng)_刷的作用。9、針對易產(chǎn)生螺旋井眼的層位，電測時要降低測井速度。五、防止螺旋井眼技術(shù)的發(fā)展2002年2月，Halliburton能源服務(wù)公司發(fā)布了一套新的鉆井新系 統(tǒng) FullDrift ，包括 SlickBore 配套鉆井系統(tǒng)、 GeoPilot 旋轉(zhuǎn)導(dǎo) 向鉆井系統(tǒng)和 S

13、lickBore 鉆擴(kuò)眼系統(tǒng)。與 SlickBore 系統(tǒng)配套的系統(tǒng) 有：隨鉆測井系統(tǒng)、隨鉆測壓系統(tǒng) PWD振動傳感器DDS和聲波井徑 AcoustiCaliper MWD 。Halliburton 能源服務(wù)公司提出了 FullDrift 成套鉆井方案， 可提 供優(yōu)質(zhì)井眼， 從而減少建井費用、 提高油藏運移能力、 延長鉆柱壽命、 提高機(jī)械鉆速、 優(yōu)化底部鉆具組合。 他們采用特殊設(shè)計的正排量馬達(dá) （帶下部外螺紋）以及Security DBS的PD鉆頭（帶上部內(nèi)螺紋）、長保 徑來減小鉆具組合擺動幅度， 而橫向振動減弱，可提高軌跡控制能力、 井眼質(zhì)量和鉆井效率。 另外，帶下部外螺紋的鉆井液馬達(dá)使用了

14、特殊 設(shè)計的軸承和驅(qū)動軸， 雖然馬達(dá)的結(jié)構(gòu)彎角減小了， 但配合長保徑的 鉆頭，導(dǎo)向性能沒有降低。 彎點以下的長度減小提高了鉆具組合的導(dǎo) 向能力，同時扶正了下部鉆具組合，避免了彎殼體和井壁接觸，從而 減小了摩阻，提高了鉆壓傳遞效果。在北海地區(qū)的大量使用表明， 與用常規(guī)馬達(dá)鉆井相比， SlickBore 系統(tǒng)能大大提高機(jī)械鉆速，該地區(qū)的建井周期減少了 2550。由于 減弱了鉆頭跳動、渦動和側(cè)向振動，從而延長了鉆頭壽命，提高了馬 達(dá)和LWD的可靠性。在導(dǎo)向能力和鉆壓傳遞方面的提高也有所體現(xiàn)， 但更重要的是提高了井眼清潔效果。 采用常規(guī)鉆井液馬達(dá)鉆出的井眼 易出現(xiàn)螺旋狀，而采用 SlickBore 系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和滑動導(dǎo)向鉆進(jìn)時 均可避免出現(xiàn)螺旋井眼。在北海的多次使用表明，使用了 SlickBore 系統(tǒng)后，鉆井效率提高了 25%。另外，SlickBore系統(tǒng)