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        欠平衡鉆井技術(shù)在大56井的應(yīng)用探討

        2019-06-14 08:16:15肖永軍
        商情 2019年13期
        關(guān)鍵詞:工藝技術(shù)

        肖永軍

        【摘要】氮?dú)忏@井能夠提高鉆速、延長鉆頭使用壽命、防止井漏和減少地層傷害等諸多優(yōu)點(diǎn),得以大規(guī)模推廣應(yīng)用。本文通過大56井的氮?dú)忏@井試驗(yàn),分析了該井的施工工藝、流程及施工過程,以期為該技術(shù)應(yīng)用推廣提供參考。

        【關(guān)鍵詞】欠平衡;氮?dú)忏@井液;工藝技術(shù)

        目前,欠平衡鉆井技術(shù)已經(jīng)廣泛地用于油田的勘探和開發(fā),氮?dú)忏@井作為欠平衡鉆井的一種,隨著裝備及控制技術(shù)水平的提高,其應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大。

        1氮?dú)忏@井的優(yōu)點(diǎn)

        氮?dú)忏@井也是一種欠平衡鉆井方式,因此具備了其它欠平衡鉆井方式的一些優(yōu)點(diǎn)。業(yè)已證實(shí),氮?dú)忏@井的主要優(yōu)點(diǎn)有:提高機(jī)械鉆速。井底壓差小或呈負(fù)壓差,大大降低了巖石中的應(yīng)力,提高了巖石的可鉆性,從而可大幅度地提高機(jī)械鉆速。延長鉆頭使用壽命。井底壓差小或呈負(fù)壓差,減小了壓持作用,提高了鉆頭的破巖效率。降低鉆井成本。使用氮?dú)庾鳛檠h(huán)介質(zhì),大大降低了鉆井液費(fèi)用;此外,鉆頭壽命的延長,減少了起下鉆次數(shù)。減少地層損害。對(duì)地層沒有液相侵入問題,而且多用于負(fù)壓鉆井,對(duì)地層的損害降到了最小,對(duì)巖心污染小,有利于地層評(píng)價(jià)。

        2氮?dú)忏@井作業(yè)程序

        2.1鉆進(jìn)

        鉆進(jìn)準(zhǔn)備。(1)用基漿替換井內(nèi)原漿,停泵檢查:循環(huán)罐中的基液量:液氣分離器是否正常工作:檢查進(jìn)、出口的流量計(jì)是否正常工作:檢查旋轉(zhuǎn)控制頭的泄漏情況,確定是否需要換新膠芯。(2)做低泵沖試驗(yàn)并記錄當(dāng)時(shí)的立壓和對(duì)應(yīng)的排量,便于回壓控制和為后期作業(yè)提供依據(jù)。(3)先開鉆井泵,后充氣,進(jìn)行充氣鉆井液的循環(huán)。應(yīng)緩慢開泵,以免產(chǎn)生太高的瞬時(shí)壓力,導(dǎo)致過平衡。(4)井內(nèi)充滿充氣鉆井液,達(dá)到設(shè)計(jì)的氣液量時(shí),測量循環(huán)罐中的基液增量,并根據(jù)基液增量計(jì)算井底壓力的減小值。當(dāng)與理論計(jì)算相比小于10%時(shí),氣液混合與速度是適宜的。(5)如果按基液增量計(jì)算出的井底壓力減小偏低,可采取如下的措施:提高流體粘度,但應(yīng)確保液氣分離效率:增加流體流速,流體的返速應(yīng)大于0.5m/s,要保證間歇流返出緩慢、平穩(wěn),間歇流的間隔不應(yīng)大于2min;在水基鉆井液中,可加入大分子聚合物降低氣體滑脫速度。

        欠平衡壓差控制。(1)通過調(diào)節(jié)注入氣體流量、注入液體流量和節(jié)流的方法控制欠平衡壓差。(2)需要采用多相流軟件計(jì)算井底壓力,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)欠平衡壓差的監(jiān)控。(3)如果充氣鉆井時(shí)氣體侵入,立壓下降較大,循環(huán)罐鉆井液體積增量明顯,應(yīng)減少氣體注入量,同時(shí)節(jié)流保持立壓穩(wěn)定。(4)如果節(jié)流壓力高于充氣所降低的井底壓力值,應(yīng)停止充氣,并按井底常壓法節(jié)流控制。(5)當(dāng)回壓超過8MPa或井內(nèi)出氣嚴(yán)重,或液氣分離器壓力超過其額定壓力的50%時(shí)必須增加鉆井液密度,當(dāng)井口回壓降至3MPa之內(nèi)時(shí)再繼續(xù)鉆進(jìn)。(6)在欠平衡鉆井井口有回壓的情況下,須有專人負(fù)責(zé)巡回檢查地層流體在地面流經(jīng)路線是否有泄漏現(xiàn)象,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即組織整改。

        流量控制。(1)合理控制地層產(chǎn)出流體的流量,確保地層產(chǎn)出流體的流量,特別是初始流量與塞流引起的瞬時(shí)流量,小于地面處理設(shè)備的處理能力。(2)可采用調(diào)節(jié)鉆井液密度與性能、液體和氣體的注入量以及節(jié)流等方法進(jìn)行流量控制。(3)當(dāng)塞流引起瞬時(shí)流量過大時(shí),應(yīng)節(jié)流排氣。

        2.2接單根

        (1)充分循環(huán),待到返出的巖屑明顯減少。(2)先停泵,繼續(xù)注入氮?dú)?,直到將充氣鉆井液替到最上面一個(gè)止回閥以下停止注氣。鉆井泵可以直接停止運(yùn)轉(zhuǎn),而氣體設(shè)備應(yīng)先打開旁通閥,再關(guān)閉立管上的截止閥與鉆柱隔開。(3)提起方鉆桿,并坐放吊卡。(4)關(guān)閉液動(dòng)平板閥,防止兩相流分離。(5)打開泄壓閥,泄放掉鉆具內(nèi)的氣體或多相流體。(6)緩慢松扣,將鉆具中的流體(包括氣體)泄放掉。(7)正常接單根,液壓大鉗應(yīng)使用無銳利咬痕的鉗牙,否則應(yīng)打磨鉆具接頭的鉗牙咬痕。(8)打開環(huán)空,先開泵,再充氣恢復(fù)循環(huán);(9)在返出口觀察到流體正常返出后,恢復(fù)鉆進(jìn)。

        2.3起下鉆

        (1)充分洗井,確保井眼干凈。(2)停泵,停氣。(3)將鉆柱內(nèi)的壓力泄放到零,然后卸下方鉆桿。(4)檢查鉆具止回閥是否失效。(5)通過旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯起下立柱,當(dāng)起到鉆具止回閥時(shí),應(yīng)泄放掉鉆具內(nèi)的壓力,才能卸扣。(6)起鉆時(shí)應(yīng)灌入等同于起出鉆具體積的基漿。(7)起鉆到技套內(nèi),用無固相鉆井液基漿替出充氣鉆井液,起出旋轉(zhuǎn)控制頭軸承總成,進(jìn)行正常起下鉆。(8)下鉆時(shí),每下10-15柱,向鉆柱內(nèi)灌一次基漿。

        3氮?dú)忏@井在大56井現(xiàn)場應(yīng)用

        3.1鉆井參數(shù)

        大56井三開井段進(jìn)行氮?dú)猓ㄅ菽┿@井,井段從2154米至2180米,機(jī)械鉆速1.3m/h,達(dá)到預(yù)期的成功試驗(yàn)效果。

        3.2鉆頭選型及鉆具組合

        (1)氮?dú)忏@井的鉆壓低、壓持效應(yīng)小,氮?dú)饽茌^好的清潔井底,減少了重復(fù)切削,延長了鉆頭壽命。氮?dú)忏@井鉆頭選型與常規(guī)鉆井鉆頭選型基本一致,選擇軸承密封好的鉆頭能取得好的效果。鉆頭:選用江漢產(chǎn)HJ517G單牙輪鉆頭(水眼10mm+11mm)。(2)欠平衡鉆井的鉆具組合需要在鉆頭附近加裝一個(gè)浮閥,目的是防止泄放鉆具內(nèi)壓力時(shí)氣體倒流導(dǎo)致巖屑堵塞鉆頭水眼,另外在實(shí)施氮?dú)忏@井前,在連接方鉆桿的鉆桿頂部裝一只單流閥,目的是縮短接單根時(shí)間,以免接單根時(shí)間過長造成井下復(fù)雜,氣體鉆井過程中一般每鉆進(jìn)100~200m左右加裝一只單流閥。鉆具組合:鉆頭+230*210接頭+回壓閥+Ф105mm鉆鋌*6根+Ф73mm鉆桿+回壓閥+下旋塞+六方鉆桿+上璇塞

        3.3欠平衡鉆井壓力控制

        欠平衡壓力鉆井至少要設(shè)兩道防線控制地層流體。第一道是旋轉(zhuǎn)防噴器(即旋轉(zhuǎn)分流器),用以控制產(chǎn)層流體的產(chǎn)出量,實(shí)現(xiàn)欠壓鉆進(jìn);第二道防線是常規(guī)防噴器,在旋轉(zhuǎn)防噴器出故障時(shí),常規(guī)防噴器用來防噴或壓井。

        3.4施工難點(diǎn)

        2.7寸小鉆桿柔性大,在扭矩大時(shí),易發(fā)生鉆具事故;鉆具與技套之間的間隙小,攜帶巖屑不好,易發(fā)生卡鉆事故:欠壓鉆進(jìn)易發(fā)生井噴事故,要求井口防噴器組應(yīng)處于良好的工作狀態(tài),并準(zhǔn)確計(jì)算井底壓力,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)欠平衡壓差的有效控制:鉆具與技套之間的間隙小,泵壓比較高,易發(fā)生鉆具刺漏事故。

        4結(jié)論及認(rèn)識(shí)

        氮?dú)忏@井屬于欠平衡鉆井的范疇,因此具備欠平衡鉆井的一些優(yōu)點(diǎn)。氮?dú)忏@井對(duì)于堅(jiān)硬地層,能大幅度提高機(jī)械鉆速、延長鉆頭使用壽命:對(duì)于嚴(yán)重漏失地層,氮?dú)忏@井是一種較好的解決方案:由于對(duì)水的需求量降到了最低,所以適合于沙漠、高原等嚴(yán)重缺水地區(qū):最大限度地減少了對(duì)地層的損害,對(duì)巖心的污染程度很低,有利于地層評(píng)價(jià);鉆井作業(yè)清潔衛(wèi)生,有利于環(huán)保。氮?dú)夂蜔N氣的混合物不易燃燒,可消除井下燃爆的可能性,因此可以采用氮?dú)忏@井來鉆空氣鉆井不能施工的井段,如存在潛在油氣層的井段和石油鉆探中的目的層段。

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