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        鉆井井斜產(chǎn)生原因及預防措施

        2019-10-19 12:46:36邵長慶
        石油研究 2019年11期
        關鍵詞:對策

        邵長慶

        摘要:受現(xiàn)階段鉆井工藝技術特點決定,在鉆井施工中容易出現(xiàn)井斜的超標的現(xiàn)象,導致出現(xiàn)錄井卡層故障、平臺碰撞等不良現(xiàn)象的出現(xiàn),給鉆井施工安全帶來風險隱患。如果不加以控制,容易誘發(fā)重大的安全事故。課題研究由此出發(fā),深入分析研究鉆井過程中井斜產(chǎn)生的原因,并提出預防鉆井過程中井斜問題發(fā)生的規(guī)避方法和策略,旨在為我國鉆井工藝的提升提供借鑒。

        關鍵詞:鉆井井斜;原因;對策

        在鉆井作業(yè)的實際過程中,受多種因素影響,實際的鉆井軌道與設計方案中的預定軌道很難保持一致,必然存在或多或少的誤差。該誤差如果超出預定范圍,就會導致井斜現(xiàn)象的產(chǎn)生。對井斜現(xiàn)象從實際施工角度分析,無法完全規(guī)避,只能盡量控制井斜范圍,確保井斜角度控制在安全范圍內。

        一、井斜現(xiàn)象產(chǎn)生的危害

        在鉆井施工中,對井眼、地下油層以及井網(wǎng)的布局應保持一致,而在鉆井施工中如果發(fā)生較大角度的井斜現(xiàn)象,會影響井位布局,對鉆井工程的整體質量造成影響。同時井斜問題會導致地層井網(wǎng)受到一定承兌破壞,其后果影響較為深遠,為日后的采油工作也帶來諸多安全隱患。首先,井斜會讓測量工作結果失衡,尤其是在井深的測量中,較大幅的井斜現(xiàn)象,會對井深測試結果帶來嚴重影響,最導致基于井深數(shù)據(jù)的進一步分析數(shù)據(jù)結果失衡,導致地質判斷的可靠度降低,無法對井下情況作出正確預估,對整個油井井位的布置設計造成干擾。

        其次,較大角度的井斜現(xiàn)象,會讓處于狗腿位置的鉆井柱城后更高的曲交變應力,導致機械使用壽命縮短,安全系數(shù)降低,引發(fā)一些列的后續(xù)機械故障。同時井斜現(xiàn)象會造成井下設備工具下放和取出的障礙,如套管下放阻力增加,導致測井作業(yè)效率降低。

        二、井斜現(xiàn)象的發(fā)生原因

        對井斜現(xiàn)象發(fā)生原因的研究與探尋,是制定降低井斜現(xiàn)象發(fā)生概率的關鍵問題。鉆井過程中,受到施工工藝、施工環(huán)境、施工設備等多種原因影響會導致井斜現(xiàn)象的發(fā)生。但歸其根本是因為鉆井施工中,受分層地質結構決定,鉆頭承受壓力存在波動,最終導致井斜現(xiàn)象的發(fā)生。

        (一)地下儲層緊密程度的不同引發(fā)的井斜現(xiàn)象

        在油藏的底層結構中,不同層級結構物理特性相差較大,存在一定的方向差異以及地層傾向差異性,不同地層耐鉆指數(shù)以及可鉆范圍有一定差異。首先沉積巖形成的地下儲層中,鉛直方向可鉆井最高,因此鉆頭在前進過程中,可以收到可鉆性差異原因發(fā)生方向偏差,最終出現(xiàn)井斜現(xiàn)象,偏離方向一般會垂直于地層。其次,鉆頭在地層中的前進過程中,地層土壤的粘度會發(fā)生變化,導致鉆頭前進中阻力不一,在鉛直方向和水平方向地下儲層的可鉆性隨時 都會產(chǎn)生變化,值得鉆井作業(yè)人員關注的是在位于水平方向上 變化具體是指在垂直于鉆頭軸線方向的可鉆性發(fā)生的變化,鉆頭在較為緊密地下儲層與相對松散地下儲層的之間時,鉆進的 方向會更傾向于松散的更容易前進的地下儲層。由此可見,地 下儲層的特性不同是導致可鉆性發(fā)生變化的主因,這個現(xiàn)象是 無法回避的。地下儲層具有的特質會導致鉆具產(chǎn)生彎曲變形 從而引發(fā)井斜現(xiàn)象。

        (二)鉆具對井斜的影響因素分析

        除去地層因素,鉆井施工中,鉆井設備的特性也是導致井斜現(xiàn)象發(fā)生的重要原因,首先,鉆頭設備的尺寸如果和鉆眼尺寸不匹配,會導致鉆頭行進過程中活動空間和活動比例較大,靈活性增加,難以控制鉆頭的前進線路,導致鉆頭再是工作中始終存在細微誤差,最終造成了井斜現(xiàn)象的發(fā)生。其次鉆井設備抗壓參數(shù)也對井斜現(xiàn)象的發(fā)生有一定影響,鉆井設備在進入地下后,在不同地層需要承受不同的壓力,對壓力反應較為明顯的機械設備,會造成更大角度井斜現(xiàn)象,,鉆具不會沿著原來設計的方向鉛直向下,會向井壁 的一側方向產(chǎn)生傾斜,壓力值增大到某數(shù)值之后鉆柱會形成一 定程度的彎曲,鉆具所產(chǎn)生傾斜角度也會隨之變大從而導致井 斜現(xiàn)象的發(fā)生。

        三、井斜問題的針對措施

        (一)應對地下儲層具有緊密程度進行充分的了解掌握

        井斜現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因就是由于地下儲層的特征所引 發(fā)的,對其具體的緊密程度進行深入了解是十分必要的。在對 鉆井作業(yè)進行設計過程中,就應對地下儲層中的巖石特性以及 斷層產(chǎn)生的傾斜程度因素作好充分的思考,可以把上述各種影 響因素歸入鉆井設計的內容中,可制定出更為符合實際的預防 的井斜措施。

        (二)編制科學合理的井斜控制方案

        在對鉆井作業(yè)進行設計時,應針對不同的井段分別做好設 計工作,設計的鉆井步驟要做到精細,對全角變化率與井斜角 度、方位角的之間的相互關系妥善解決,參照鉆井時遇到的實 際情況,確定好上述角度的區(qū)域。

        (三)防斜鉆具組合的應用

        地下儲層的具有的不同的緊實程度和對井斜的不同要求,需要鉆井工具的組合也要進行相應的改變。為了實現(xiàn)更好的 井斜控制效果,需要提高鉆具組合設備的安裝精度,盡可能地 減小安裝誤差,在實際操作時要恰到好處。

        四、結語

        鉆井施工過程中井斜的發(fā)生是不可避免的,但是我們只有 了解了井斜產(chǎn)生的原因,并采取相應的技術措施,才能把井斜 控制在鉆井工程設計的規(guī)定范圍內,才能避免因井斜問題而影 響正常的鉆井施工,才能實現(xiàn)安全與快速鉆井。

        參考文獻:

        [1]張瑞平,張宏阜,徐廣飛,李焱坤,屈強,付仕,王豫疆.易斜地層井斜預防與糾正技術的研究與應用[J].鉆采工藝,2013,36(05):41-43+12.

        [2]鄒濤,李志斌.哈拉哈塘區(qū)塊直井鉆井技術方面的認識[J].中國石油和化工標準與質量,2013,33(13):177+217.

        [3]沈廣奇.海拉爾—塔木察格探區(qū)提高鉆井效率技術研究[D].大慶石油學院,2009.

        [4]劉潤波.大慶外圍薄油層水平井鉆井技術[J].石油鉆探技術,2010:38(6):53-59

        [5]劉修善.階梯形水平井段設計方法研究[ J].石油鉆探技術,2005,33(3):1-5

        [6]周紅梅.超薄油層水平井地質建模及現(xiàn)場導向技術研究與應用[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007

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