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        穩(wěn)定器鉆具組合在高平1井中的應(yīng)用

        2014-02-02 08:47:08郭智勇
        化工管理 2014年8期
        關(guān)鍵詞:高平穩(wěn)定器鉆柱

        郭智勇

        一、穩(wěn)定器的功能

        1.在增斜鉆具組合和降斜鉆具組合中,穩(wěn)定器起支點(diǎn)作用,通過改變穩(wěn)定器在下部鉆具組合中的位置,可改變下部鉆具組合的受力狀態(tài),達(dá)到控制井眼軌跡的目的。

        2.增加下部鉆具組合的剛性達(dá)到穩(wěn)定井斜和方位的目的。

        3.修整井眼,降低井眼曲率,使井眼更順暢。有利于減少井下復(fù)雜情況。

        二、動(dòng)力鉆具+穩(wěn)定器組合

        動(dòng)力鉆具+穩(wěn)定器鉆具組合可以應(yīng)用在穩(wěn)斜段的復(fù)合鉆施工中,可以取得很好的穩(wěn)斜效果,減少定鉆比(一趟鉆中,定向鉆進(jìn)的進(jìn)尺占總進(jìn)尺的比例),控制井眼軌跡,達(dá)到提高鉆井時(shí)效的目的。

        1.影響定向井井眼軌跡的主要因素有:地質(zhì)因素、巖石可鉆性、不均勻性及其各向異性、地應(yīng)力以及地層傾角和傾向、下部鉆柱組合、鉆井參數(shù)、鉆頭類型及與地層的相互作用。井眼軌跡變化是上述諸因素互相作用的結(jié)果。

        ⑴復(fù)合鉆具組合在定向施工時(shí),主要是采用滑動(dòng)鉆進(jìn)的方式,利用單彎彎曲對(duì)鉆頭切削造成偏心的原理進(jìn)行井斜角和井斜方位角的調(diào)整從而控制井身軌跡。

        ⑵復(fù)合鉆具組合在復(fù)合鉆進(jìn)施工時(shí),由于近鉆頭單彎扶正器受單彎彎曲的影響,旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下可以近似的接近滿眼狀態(tài),因此,可以用常規(guī)近鉆頭扶正器鉆具組合的方式分析復(fù)合鉆具組合在復(fù)合鉆進(jìn)施工時(shí)的力學(xué)特征。

        增斜鉆具鉆頭側(cè)向力很大(103至104N),因此,側(cè)向力起控制作用,轉(zhuǎn)角影響次之。影響下部鉆柱性能的參數(shù)很多,按顯著性排列的順序是:

        穩(wěn)定器位置和個(gè)數(shù)——決定鉆柱組合類型的基本參數(shù);

        穩(wěn)定器直徑或穩(wěn)定器與井眼的間隙;

        原井眼曲率——井斜變化率和方位變化率;

        井斜角;

        鉆壓;

        綜上,由此我們可以得到以下結(jié)論:

        ①動(dòng)力鉆具上部加一合適尺寸的穩(wěn)定器,可以起到良好的穩(wěn)斜效果;

        ②改變動(dòng)力鉆具上部兩穩(wěn)定器之間長度,可起到良好的控制井斜角的作用;

        ③在相應(yīng)的地層,通過調(diào)節(jié)鉆壓可以對(duì)復(fù)合鉆具組合的井斜控制力調(diào)節(jié)。

        三、實(shí)例分析

        PDC+長效螺桿+MWD復(fù)合鉆具組合的成功應(yīng)用,定向井施工質(zhì)量明顯提高,施工速度顯著加快,施工周期明顯縮短。動(dòng)力鉆具+穩(wěn)定器鉆具組合的配合應(yīng)用在高平1井中的應(yīng)用取得了很好的實(shí)鉆效果,現(xiàn)將施工情況作如下的介紹。

        1.高平1井概況:

        (1)高平1井屬濟(jì)陽坳陷東營凹陷高青—平南斷裂帶上升盤高平1塊較高部位,位于山東省高青縣沙高家村西偏南約900m,高64-3井井口方位 289° 距離747m,是一口以了解青城凸起西部中生界含油氣情況的水平探井。

        (2)該井設(shè)計(jì)情況

        井底閉合方位 °:15.67軌道類型:直-增-增-增-平井底閉合距 m:3395.64最大井斜角 °:89.62井號(hào):高平1井底設(shè)計(jì)垂深m:929.23造斜點(diǎn)井深 m:531.12靶點(diǎn)A X=4115900.00 Y=20569000.00垂深(m):867.00閉合距(m):352.60 靶半高(m):1.00 靶半寬(m):10.00靶點(diǎn)K X=4117350.00 Y=20569400.00垂深(m):905.00閉合距(m):1856.51 靶半高(m):1.00 靶半寬(m):10.00靶點(diǎn)B X=4118800.00 Y=20569800.00垂深(m):929.00閉合距(m):3360.65 靶半高(m):1.00 靶半寬(m):10.00井深m東西m井斜°方位°垂深m 靶點(diǎn)南北m狗腿度°/100 m 0.00 0.00面°0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 20.0 0 20.0 0 18.8 8 15.4 2 15.4 2 15.4 2 15.4 2 0.00 0.00水平位移m 0.00 531.12 632.87 787.97 1070.11 2574.75 4079.12 4114.12 0.00 0.00 0.00 531.12 631.15 760.99 867.00 905.00 929.00 929.23 16.1 2 98.1 2 352.60 1856.51 3360.65 3395.64 5.51 0.00 0.00 0.00 0.00 18.3 1 46.2 3 88.5 5 88.5 5 89.6 2 89.6 2 15.1 5 92.4 7 335.69 1785.69 3235.69 3269.43工具0.00 32.8 1 107.88 507.88 907.88 917.19 18.0 0 18.0 1 15.0 6 0.07 0.23 A K B 357.77 354.81 0.00 0.00

        2.鉆具組合使用統(tǒng)計(jì)

        表2 高平1井鉆具使用統(tǒng)計(jì)

        0%第7趟鉆1.2 5 F212 0 F212第8趟鉆6.5 299 1.6 5 307 0.0 0 333 9.0 0 378 2.0 0 429 4.3 8 453 0.0 0 8%F212第9趟鉆D C P 187.65 78.35 269.00 21 8%1.2 5 F205 443.00 10%牙輪 牙輪 P 45.5第10趟鉆1.5 0 512.38 4%D C P 1.2 5 280 4.0 0 299 1.6 5 307 0.0 0 333 9.0 0 378 2.0 0 429 4.3 8 D C P第11趟鉆235.62 1.5 0第12趟鉆D C 1.2 5無 無18.5 29.5 0%

        定向段采用 鉆頭+1.5°動(dòng)力鉆具的鉆具組合

        水平段采用鉆頭+1.5°/1.25°動(dòng)力鉆具+欠尺寸穩(wěn)定器的鉆具組合

        通井采用保護(hù)接頭+φ127mm加重鉆桿1柱+φ202mm欠尺寸穩(wěn)定器+φ127mm鉆桿

        3.實(shí)鉆效果

        (1)二開水平段,根據(jù)地層變化選用φ302mm和φ303mm短保徑、欠尺寸穩(wěn)定器與動(dòng)力鉆具配合使用;三開水平段,選用φ 205、210、212mm短保徑、欠尺寸扶正器與動(dòng)力鉆具配合使用,通過調(diào)節(jié)鉆壓復(fù)合鉆進(jìn)起到良好效果。

        (2)在進(jìn)入水平段后,動(dòng)力鉆具+欠尺寸穩(wěn)定器鉆具組合在穩(wěn)斜方面的效果明顯的好于僅用動(dòng)力鉆具復(fù)合鉆的效果,定鉆比小,進(jìn)尺多。

        (3)在水平段的控制過程中,動(dòng)力鉆具+欠尺寸穩(wěn)定器的鉆具組合最大限度的減小了摩阻和扭矩,也使井眼軌跡更加的平滑。

        (4)通井時(shí),加入穩(wěn)定器的鉆具組合在處理“螺旋形井眼”、“糖葫蘆”“梨形井眼”等不規(guī)則井眼的時(shí)候明顯的好于不加穩(wěn)定器的組合。

        認(rèn)識(shí)和建議

        1、穩(wěn)定器的應(yīng)用可以有效減少起下鉆摩阻,并增加復(fù)合鉆進(jìn)比率。

        2、動(dòng)力鉆具+欠尺寸穩(wěn)定器鉆具組合,在控制井眼軌跡平滑,減少滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)間方面優(yōu)勢(shì)明顯。

        【1】呂瑞典.鉆柱穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2003,25(4):81-84.

        【2】陳庭根 管志川 鉆井工程理論與技術(shù) 中國石油大學(xué)出版社197-199.

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