超长水平井及丛式水平井钻井技术.pdf

超长水平井及丛式水平井钻井技术1.钻超长水平井的技术挑战1）井眼活洁；2）高摩阻扭矩需要高抗扭抗拉和耐压钻杆；3）大斜度长裸眼稳斜段套管的安全顺利下入；4）平台设备能力配套与常规井差别常规超深井考虑钻机的动力和提升载荷能力而超长水平井侧重考虑水力和顶驱输送扭矩能力；5）井斜大裸眼段长井眼侵泡周期时间长影响井壁稳定性；6）普通井的经验很多不适合超长水平井超长水平井一旦出现失误惩罚比普通井严重；7）储层埋藏深度不确定性和仪器精度误差对钻井轨迹调整影响；8）钻杆伸缩性大在接近完钻深度只能单根钻对复杂情况处理活动空间井眼活洁在超长水平井中是个很关键的因素制约超长水平井延伸能力。斜井活洁跟直井区别很大至少需要比直井很长的循环周时间而且在程序方法处理上也大大不同随着井斜的增加井眼活洁难度加大岩屑上返更加困难需要循环时间更长。一.影响井眼活洁因素：⑴井眼大小⑻岩屑尺寸⑵钻杆尺寸⑼滑动定向比例⑶排量。）钻井速度（1⑷转盘转速（）井壁稳定性⑸泥浆流变性11岩屑分散性⑹井眼轨迹⑺泥浆环空流态二.井眼活洁原理井眼活洁有两种方式一从井眼机械直接运除出来二通过分散岩屑溶解在泥浆这对于大尺寸浅表层采用海水钻就利用这个原理边钻边造浆把分散的岩屑带至地面直接排海间隔打高粘把有颗粒形状的岩屑返出达到井眼活洁。a）钻具的转速是井眼清洁的关键因素在斜井中井眼高边高速流体清砂作用象传送带岩屑沉至井眼底边低速层最终降至井眼底边形成岩屑床中间岩屑运移长短的距离与井斜角度、排量、转速、流体的流变性及泥浆比重相关岩屑运移传送带速度与排量相关。钻具转速扮演在高角度井眼清砂关键因素因为活动流体处于井眼高边钻具和岩屑都倾向于井眼底边通过钻具机械的搅动将岩屑搅起至传送带上且钻具的搅动在钻具上会产生牵引力部分岩屑也会伴随钻具转动螺旋上升通过这两者的作用将岩屑带至地面而钻具转速由井眼大小和单位进尺快慢决定在12-1/4"、17-1/2"井段至少需要120RPM8-1/2"井段需要70RPMI以上但高齿轮传送带仍需要钻具转速达到120RPM以上钻具钻速越高在钻具周围牵带岩屑越多超过钻具接头的高度另外使流体原自由流动高速通道变窄产生紊流进而搅动岩屑床利于清砂但这种高转速当时也许只将部分岩屑带出来井眼干净仍需要长时间循环和倒划眼短起下等措施这在后面小节论述。基于高转速清砂原理设计了活砂工具如带螺旋流道翼的钻杆破坏岩屑床更易将岩屑搅至传送带上使活砂更好。关于在钻柱使用此类钻杆存在误区不是只是使用一两根的问题必须有足够的数量因为它只是比普通钻杆稍好在其的上部相比普通钻杆只是整体岩屑沉下来的距离稍远点。b)排量对活砂影响排量对活砂是有作用的岩屑毕竟经过泥浆的流动携带至地面排量太低使得所谓携砂传送带过于狭窄这样井眼环空很大空间被非激态泥浆占据因此即使钻具的搅动将岩屑搅离低边但很难进到传送带进到传