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    [三扶“四合一”钻具的优化]四合一钻具组合

    时间:2019-04-15 03:30:37 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘 要:在陇东部分区块上部洛河地层增斜能力较强,延安中上部及长2以下地层降斜较快,增大了轨迹控制难度。致使四合一钻具在实际的使用中轨迹控制表现为洛河大增、下部地层增降斜规律不稳定,导致下部大幅度滑动,低效施工,严重影响钻井速度及一趟钻的实现,进而试验推广三扶四合一钻具组合。
      关键词:轨迹控制 三扶四合一 PDC钻头 泥浆性能
      一、三扶“四合一”钻具组合
      1.四合一钻具的原理
      四合一钻具本身为双扶稳斜钻具,目前使用的四合一钻具组合为:PDC钻头+单弯螺杆+短钻铤+稳定器+钻铤+钻杆,其依靠单弯螺杆的滑动能力实现定向增斜,在洛河地层复合钻进微增斜,进入安定、直罗稳斜,延安及下部地层稳、微降斜。通过调节短钻铤的长度,选择合适的钻具结构、造斜点、初始井斜角及钻进过程中的及时微调,达到实现二开一趟钻的目的。
      四合一钻具的精髓在于钻具结构本身要体现“稳-微降斜”的特性,其目的是为了提高下部轨迹的可预见性,减少下部井段的调整,提高钻井的效率。
      2.三扶四合一的理论依据
      四合一钻具组合本身相当双扶稳斜钻具组合,三扶四合一钻具相当于三扶稳斜钻具结构。理论上三扶四合一稳斜钻具较四合一钻具下部刚性更强,钻具更居中,其稳斜、稳方位的能力较四合一钻具更强。
      二、三扶四合一钻具组合的选择
      1.三扶四合一钻具的选择
      考虑到四合一钻具中单弯螺杆的长度及长井段稳斜的难度,借鉴常规三扶稳斜钻具组合②,优选三扶四合一钻具组合为:
      Φ222mmPDC+7LZ172mm*1.25°+Φ165SDC*1.5-3m +Φ212-213mmSTAB+Φ165无磁+Φ210-212mmSTAB+Φ165DC9~11根+……
      单弯螺杆扶正器外径>212mm。螺杆扶正器的外径偏小会影响到三扶四合一钻具组合稳斜、稳方位的能力。
      中稳定器外径要大于上稳定器。
      三、施工要点及保障技术措施
      1.优化钻井设计
      三扶四合一钻具的设计思路与四合一基本一致,在防碰许可的情况下,尽量提高造斜点,一般放在二开后30~100m,最大井斜尽量控制在15度以下,大位移井通过提高初始井斜角,最大井斜控制在20度左右。设计时充分考虑洛河的增斜率较四合一钻具偏弱。且三扶四合一钻具在井斜大于25度后调整比较困难,且增稳斜的规律不定,不利于下部井段的预算。
      2.剖面控制要求走设计的上线
      四合一钻具的精髓是钻具结构要体现稳-微降的特性,提高下部全井段的可预见性。这就要求我们在施工前,要有全井的施工设想,要求全井段进行轨迹预算,预算细化到各地层。为体现剖面控制的思路与三扶四合一钻具“稳-微降斜”的思路一致,必须体现剖面控制走设计的上线,上部井段井斜富余,下部井段依靠钻具自身的特性微降,达到减少滑动的目的。
      3.及时微调,努力减少全井段滑动
      要求连续定向,定向到位,加强预算,及时修正,减少全井段滑动。摸索总结地层变化规律,充分利用地层变化特性,及时微调,努力减少下部滑动,提高全井施工效率。
      微调是要在对各地层变化规律充分掌握的基础上,通过及时预算,及时小幅调整,克服原有的强增或强降趋势,而不是等井斜方位都有较大偏差再采取措施,这对减少下部井段的调整是很重要的。
      结合三扶四合一钻具中短钻铤长度和扶正器尺寸的匹配,根据地层规律,在井斜变化率出现突变时,及时进行微调加以控制,避免后期长井段低效施工,减少滑动调整的工作量。斜井段调整是不可避免的,为了提高滑动效率要抓住全井段两个利于施工的地层:
      3.1出洛河之前留50米井段测斜,若井斜、方位出现不到位的情况,则立即调整到位。
      3.2延长组需要调整时,尽量在长2的砂岩地层将问题解决,避免下部地层滑动钻进时,工具面难以到位、钻时慢等问题。
      4.泥浆强化处理,重点解决携砂润滑
      PDC钻头与牙轮钻头破岩机理不同,岩屑细小,泥质更易分散,造成钻井液混浊,钻井液净化差。岩屑携带出井并沉淀清除比牙轮钻头所钻岩屑困难,同时由于四合一钻具中PDC钻头结构特性和单弯螺杆扶正器及刚性扶正器与井壁接触存在强支点,在局部地层、局部井段滑动调整井眼轨迹时,表现出粘滞现象,造成轨迹滑动调整困难,且具有一定的普遍性。因此,在固控设备有限的情况下,钻井液絮凝、沉砂效果的好坏、钻井液润滑性的好坏影响到三扶四合一钻具的使用、钻井一趟钻的实现。
      针对上述情况,钻井液管理重点从抑制、携砂、润滑及钻井液净化入手,要求钻井液量必须充足,利于沉砂,净化良好,并改善润滑性,减小滑动阻力,要求钻井液具有清、净、滑的目测性能。配合必要的定期清扫井眼措施 ,确保井底携砂,取得较好效果。
      5.优选钻井参数
      螺杆钻进参数主要以泵压升高值为依据,滑动钻进时根据自己对反扭角的掌握,推荐泵压升高值1-2MPa。螺杆复合钻进时仍然以泵压升高值为准,推荐泵压升高 2.5~3.5MPa。同时结合设备和实际钻进情况找到一个最快的钻压。转盘转速以60~90为参考,结合设备情况和实钻情况,找出最佳转盘转速。蹩跳地层要适当降低转盘转速和钻压。
      由于造斜点均设计较高,在井浅的时候考虑到钻具的刚性,钻具的反扭是很小的,一般20~30度,且变化规律稳定。故在定向参数选择上可以充分的释放参数,快速钻进。PDC钻进时,常做钻速试验有利于最佳参数的优选。
      四、结论及建议
      1.优化钻井液性能,细化维护,确保岩屑及时带离井底。
      2.调整施工思路,缩短短钻铤长度,推广三扶四合一的应用,有效的解决井眼轨迹控制问题。
      3.三扶四合一对井眼轨迹控制具有较好的效果,需要继续对短钻铤长度的选择和扶正器匹配摸索总结。
      4.在井眼允许的情况下,尽可能的使用外径比较大的扶正器。
      5.扶正器的抗研磨性还需进一步的改良。

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