“防斜打直”技術(shù)在鉆井過程中的應(yīng)用

“防斜打直”技術(shù)在鉆井過程中的應(yīng)用摘要：我國石油企業(yè)在人們需求增長的趨勢下，不斷地應(yīng)用新技術(shù)和新手段，對石油鉆井技術(shù)進行嘗試和實踐應(yīng)用，其中也包括“防斜打直”鉆井技術(shù)，它主要是針對鉆井過程中存在的井斜傾向進行控制，在對國內(nèi)外井斜控制理論的研究和調(diào)研基礎(chǔ)上，成功地在鉆井作業(yè)中解決了斷層、高層環(huán)境下井眼的質(zhì)量問題。本文在對井斜的影響因素分析之下，探討“防斜打直”技術(shù)在鉆井過程中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：“防斜打直”技術(shù);石油;鉆井工程;應(yīng)用我國的石油資源儲藏豐富，為了滿足人們的需求，需要進行高效的油藏勘探和挖鉆，但是，由于受自然、地理等條件的限制，我國的鉆井工程相當(dāng)艱巨，在不斷的摸索和實踐過程中，“防斜打直”技術(shù)成為我國鉆井工程中的關(guān)鍵性技術(shù)，它在防斜、糾斜方面的技術(shù)性措施，極大地控制了井斜的問題，相當(dāng)程度上保證了鉆井的效率。一、井斜在石油鉆井工程中的危害井斜偏差過大，會極大地影響地質(zhì)勘探工作，出現(xiàn)意料不到的情況，使地質(zhì)測量工作產(chǎn)生誤差，不僅有可能漏掉油氣層，也很可能干擾油氣田開發(fā)方案，造成不可彌補的危害。同時，井斜質(zhì)量問題還對鉆井工程造成破壞和影響，尤其是在深井中，鉆頭會由于井斜而出現(xiàn)卡鉆事故、套管困難等現(xiàn)象，由于井管安裝不直、井管下不到底，使填礫厚度不均、不實，造成井后涌砂、出混水;還會在后續(xù)的采油工藝中影響井下開采，如：抽油桿斷裂、管漏、扶正器損壞、下封隔器密封不好而影響注水工作等。二、井斜的影響因素分析井斜的影響因素是多方面的，它主要受地質(zhì)因素和地面鉆井因素的影響，具體闡述如下：（一）地質(zhì)影響因素。1、地層各向異性構(gòu)造影響。它是指在同一地下沉積層內(nèi)，不同維度上的強度而產(chǎn)生的差異，由于巖層的機理不同，有平行方向的，也有垂直方向的，一般來說，垂直方向的鉆頭易產(chǎn)生偏差，不穩(wěn)定而產(chǎn)生井斜，而水平方向的鉆頭則由于巖層不易破碎，因而穩(wěn)定性較好，不易產(chǎn)生井斜。2、大傾角地層構(gòu)造影響。由于沉積地層存在大傾角及斷層等地質(zhì)情況，因而鉆頭在非均等面切削作用下，產(chǎn)生不平衡的鉆進狀態(tài)，導(dǎo)致鉆頭偏離原井眼軸線，產(chǎn)生“小變向器”作用，這一作用隨地層傾角的角度增大而增強，井斜的程度也越大。3、巖層軟硬交錯構(gòu)造影響。由于沉積巖層的軟硬度不同，鉆頭在由軟地層向硬地層鉆進，或者由硬地層向軟地層鉆進時，會因為地層軟硬程度不同，鉆頭產(chǎn)生“小變向器”作用，在軟硬界面處形成“狗腿”。（二）地面鉆具影響因素。地面所配的鉆具組合對井眼也有影響，在鉆進過程中，鉆壓和轉(zhuǎn)速是主要參數(shù)之一，如果下部的鉆具組合在較大的鉆壓下產(chǎn)生彎曲變形，則很容易使鉆頭偏離軸線，導(dǎo)致井斜;或者下部的鉆頭雖然沒有彎曲，但是改變了原來的作用方向，產(chǎn)生了一個傾斜角，也會間接導(dǎo)致井斜。當(dāng)然，還有一些其他的影響因素，如：設(shè)備質(zhì)量、操作水平、“防斜”措施不當(dāng)?shù)龋@些因素相對而言，是可以避免和預(yù)防的。三、“防斜打直”技術(shù)的應(yīng)用研究在我國的石油鉆井工程中，“防斜打直”技術(shù)是亟需解決的關(guān)鍵性技術(shù)，是國內(nèi)外研究的重點和難點課題，一直以來困擾著我國的油田勘探開發(fā)建設(shè)，目前，我國以“鐘擺防斜降斜”技術(shù)和“偏軸防斜”技術(shù)為主，分為“被動防斜打直”技術(shù)和“主動防斜打直”技術(shù)兩類。（一）“被動防斜打直”技術(shù)。1、鐘擺鉆具組合“防斜打直”技術(shù)適用于不同地質(zhì)巖層，由于其鉆壓小，能夠起到較好的防斜、糾斜效果，它的主要降斜機理是“鐘擺效應(yīng)”，依據(jù)鉆具是遵循最垂直的方向而運動的特性，用側(cè)向力切削井壁，從而提高鉆井速度。例如：在伊朗 區(qū)塊的第三口探井 井，就采用了這種鐘擺鉆具組合，在傾角大、巖層變化頻繁的地質(zhì)構(gòu)造中，有利于其部分解放鉆壓，提升效果。由于 地層的上部較為疏松，可以使用鐘擺鉆具降斜效果好的優(yōu)勢，采用這項組合技術(shù)，它采用根11’的鉆鋌，增強底部的鐘擺重量，同時由于實踐應(yīng)用中使用了11‘的鉆鋌，環(huán)空間隙較小，在高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生較大的離心力合力，有效地控制了井斜。2、滿眼打直技術(shù)。這種技術(shù)適用范圍較窄，只適用于地層傾角較小的地層，它是通過增強底部鉆具的剛性，來提升鉆具組合的抗彎曲能力，從而達到降斜、糾斜的目的。3、動力學(xué)防斜、糾斜技術(shù)。這種方法由于缺乏相關(guān)動力學(xué)的仿真性研究，因而盡管這種技術(shù)也可以解放鉆壓，但是欠缺現(xiàn)場推廣的條件和環(huán)境，無法進行普及性的應(yīng)用。（二）“主動防斜打直”技術(shù)。這種技術(shù)通過自動或人工控制，運用專用工具進行鉆井井眼軌跡的控制，這些專用工具有系統(tǒng)、 系統(tǒng)和 系統(tǒng)等，這些專用工具較好地解決了井斜的質(zhì)量問題。但是，由于其成本較高，也嚴重制約了這種技術(shù)的普及和推廣。下面，主要介紹兩種系統(tǒng)專用技術(shù)：旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。它是一種可以對鉆柱進行定向控制的新型鉆井工具，它主要由非旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向套筒、信號接收和發(fā)射工具組成，在鉆井工程實踐應(yīng)用中，它可以通過對鉆井參數(shù)的調(diào)整，對井下的井眼軌跡進行控制，它無須滑動鉆進，無須彎接頭，也不存在控制面的問題，可以極大提高鉆具的鉆速。在我國的川科1井鉆井工程的第二次開鉆井段，就應(yīng)用了這一技術(shù)，取得了較好的降斜效果。垂直鉆井技術(shù)系統(tǒng)。它是全自動化的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向垂直鉆井系統(tǒng)，它在鉆進過程中解放鉆井參數(shù)，用井下密封系統(tǒng)和高精度井斜方位測量儀器，進行自動的調(diào)整，通過促動儀器使井斜部位迅速返回垂直，適用于地層傾角大于40。的大傾角地層。它由上端的電子控制部分和下端的機械部分組成，使鉆頭始終朝向井眼的低邊位置，保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的平滑和延續(xù)。這項技術(shù)在我國的川東北地區(qū)得到了成功的應(yīng)用，有效地解決了高陡地層構(gòu)造的“防斜打直”問題。四、結(jié)束語由于地質(zhì)巖層的不同構(gòu)造情況，使鉆井工程不可避免地要遇到井斜的問題，為了保證較高機械鉆速，對井斜進行控制，使其井斜角不超過技術(shù)參數(shù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，需要采取關(guān)鍵性的技術(shù)，而“防斜打直”技術(shù)就是有效進行控制井斜的措施之一，它在鉆井工程應(yīng)用中，通過綜合性的運用，有效地解放了鉆壓，提高了鉆井速度。參考文獻：TOC\o