定向井钻速影响因素及提升探讨

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石家强

中石化胜利石油工程公司科威特钻井项目管理部SP266队

摘要

近年来,定向井施工技术日益完善,作业水平不断提升,有效提升油田开采质量,保证油田开采效率。但是定向井钻井受到很多因素的影响,增加了控制钻井速度的难度。本文分析了影响定向钻井速度的因素,进一步探讨了提升定向钻井速度的有效方法,希望为提升定向井钻井质量,保证钻井效率提供一定的参考价值。


关键词

定向井;钻井速度;影响因素;提升方法

正文

一、 引言

随着当前我国油田行业的发展和进步,定向井施工技术得到了广泛运用,并且逐渐开始完善其应用体系,提升其技术水平。但在实际开展过程中,由于受到地面和地下土质关系的影响,在钻井工艺和技术上还存在一定欠缺,定向钻井在钻井的速度效率上相比于直井钻井技术还处于落后阶段。油田发展到后期,定向井的使用程度将不断提升,提高定向井的钻井效率可以为油田企业创造出更高的经济价值。运用钻井施工技术实施定向钻井过程中,对地下的地质状况及矿井本身的轨迹控制要求不高,但钻井工艺制约等方面的因素却在一定程度上影响到了定向钻井的效率,造成了定向钻井的整体速度达不到要求。因此针对定向钻井的效率影响分析有效,提出了相应的规避方法,提升了定向钻井的工作效率。

二、定向钻井速度的影响因素分析

和直井钻井相比,定向钻井在施工过程中流程更加复杂,对施工要求相对较高,在定向测量上需要多个点位定向钻井的施工和点位测量,这也是定向钻井在实际操作过程中不可避免的问题,定向在很多情况下对于方位和井斜的要求都比较高,并针对斜井段和直井段的钻井轨迹有着严格的标准,在实际设计过程中需要充分保证直井的井斜为零。但在实际施工过程中,由于当前钻井工艺没有达到相应要求,在施工过程中产生了一定的偏差和一定的施工难度,对钻井加压的操作环节也产生了不良的影响,进而影响到了整体的钻井速度。定向钻井施工过程中和直井施工相比,对于井斜和点位的要求都更严格,同时在直井施工中,只需要针对全角的变化和各个不同钻井区域的水平位移进行严格控制,但对方位角并没有太高要求,这就形成了定向井在钻井过程中,由于方位角和斜井段的调整不当,降低了钻井的速度,从钻井轨迹的本身上来进行分析,定向钻井在实际的施工过程当中更加的复杂,并且在区域上也有着明显的变化,很容易造成沟槽内部的钻井困难问题,严重时还会造成卡钻等不良问题,这就需要在提高钻井速度的同时还需要对钻井轨迹进行科学的掌控,不论是哪一种钻井的方法,如果对钻井质量控制不当,会造成在复杂的钻井环境当中产生危险的工程事故,同时在定向钻井过程当中更加需要注意井体本身的质量保障,充分保证钻井壁稳定的基础之下才可以提升钻井的效率。

二、 影响定向井钻井轨迹的因素分析

通过对定向钻井的轨迹分析,可以得出在影响因素当中,主要包含了地质方面因素、地层倾角影响因素、地层方位角和地层异性等方面的因素影响。要想切实有效的提升钻井的效率,就需要有效掌握钻井过程中的轨迹和钻井规律,地质因素是客观存在的因素,通过分析该钻井区域范围内的钻井资料以及地质构成的特点,有效了解到在该区域范围内的地质状况,在钻进过程当中针对于钻头类型的选择以及结构的选择,通过钻进尺、时间以及地层来决定在轨迹的影响因素,在钻井的轨迹影响因素当中处于次要性的地位,而钻井的轨迹主要影响因素为钻头的力度,下半部分钻头的结构以及钻井的参数三种类型。

三、提升定向钻井速度的有效方法

(一)控制井壁稳定。在定向钻井施工过程中,由于井壁的不稳定性,会造成很多施工意外问题,造成了定向钻井很难高效率的进行,为了有效的避免这种情况的发生,进行定向钻井的工作当中,必须要充分保证矿井壁的稳定性。具体的实施措施为采用平衡力钻井模式,严格依照钻井过程中的设计密度来进行施工,避免产生负压差造成井体的崩塌,在转动的过程当中需要有效的控制好转头的速度,防止在操作过程中产生泥浆封建的问题,有效的保证钻井的压力超过地层的实际压力。针对于定向钻井的状况,合理的设置钻井的排量以及将沿线等杂物进行彻底的清除。

(二)优化定向井钻井技术。随着我国科技技术的发展,在油田勘探和开发过程当中需要有引进全新的开采技术,让油田可以实现更加科学合理和高效化的开采。基于这种发展形势下,在提升定向钻井的速率过程当中,需要充分运用先进的科学技术和设备来进行钻井技术的优化。

第一,科学合理的设置钟摆结构,由于在直井段的钻井施工当中,很容易产生定向偏差的问题。因此,在传统的施工当中需要经常的进行水平方向的校正,然后再进行整体的钻进,合理的设置钟摆结构之后,可以有效的对钻井的轨迹加以规范和设定,如果产生倾斜问题,钟摆将会显示问题的存在位置。相关施工人员要第一时间进行有效的调整,然后再进行后续的钻井工作,通过这种方式可以有效的保证钻井段当中不会产生偏斜的状况。所以说在定向钻井施工环节当中,需要充分注意对钟摆结构的设置,保证钟摆结构可以作为直井段钻井的标准。

第二,优化钻井施工工艺,引进全新的施工技术,为了保证定向钻井的高效率完成,还需要在钻井施工过程当中对钻井的实际状况进行考察,采用地质导向技术和井眼轨迹预测技术,不断的提升定向钻井的测量速度,所以为了定向钻井作业的高效率完成,需要对先进的科学技术和设备加以合理化和标准化的运用。

(三)取最优井身轨迹

为降低井身轨迹对定向井钻井作业的影响,作业人员需要立足于定向井施工建设的实际情况,采取行之有效的井眼控制手段,合理控制井眼前进方向,保证井眼钻进轨迹与定向井设计方案相吻合。作业人员通过创建最优井身轨迹目标,最大限度降低摩擦阻力,选取最优井身轨迹。在实际施工建设活动中,钻柱起钻与下钻是一个运动状态,无论是钻柱刚起瞬间,还是钻柱下钻完成瞬间,钻柱的摩擦阻力均达到极值。

(四)净化条件优化转速
   在井底净化完善条件下钻速随着转速的增加而增大。 在钻井实践过程中需要优化转速达到每米钻井成本最低,称为最小成本转速,这数值与最小成本钻压是同时确定的。 但是在决定最小成本转速时,钻杆抗扭强度必须确定,把最小成本转速代入钻杆螺旋屈曲模型中计算的抗扭强度必须小于最大安全转速的钻杆屈曲强度:钻头遇阻和底部钻具组合旋转阻力是钻杆产生螺旋屈曲的重要因素,底部钻具组合扭转模型为扭转载荷是由钻头产生,然后经钻铤传递给钻杆。

综上所述,在钻井过程中,需要对钟摆的设定加以重视,同时还需要对井斜的标准加以控制,保证钻井整体效率的同时,还需要保证钻井的质量。

参考文献

[1]鄢中维. 定向井钻井速度的影响因素及提高方法分析[J]. 科技风,2020(09):134.

[2]廖林. 定向井钻井速度的影响因素及提高方法[J]. 化工设计通讯,2018,44(10):235.

 

 


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