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      準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井提速發(fā)展方向

      2015-10-08 14:40:02袁贊兵
      科技視界 2015年27期
      關(guān)鍵詞:提速

      袁贊兵

      【摘 要】直井的防斜打直、打快,對(duì)于提高深井、超深井及各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的機(jī)械鉆速,保證井下安全具有十分重要的作用。而隨著石油工業(yè)的發(fā)展,全球油氣資源的可持續(xù)利用問(wèn)題將更加突出,深井、超深井不斷增多,使得鉆井科技工作者在技術(shù)方面面臨許多新的挑戰(zhàn)和技術(shù)難題,需要認(rèn)真規(guī)劃、研究并解決。要提高該區(qū)塊的鉆井速度,就必須通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、積極推廣鉆井新技術(shù)和科技攻關(guān)解決目前存在的問(wèn)題。

      【關(guān)鍵詞】鉆井速度慢;井斜;鉆具組合;隨鉆測(cè)斜;烏倫古地區(qū);提速

      從準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)目前鉆井施工現(xiàn)狀來(lái)看,受地層因素的特殊性的影響,鉆井速度太慢始終是這一區(qū)塊鉆井發(fā)展急需解決的難題,其中井斜又是制約準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井速度的提高的關(guān)鍵,嚴(yán)重影響鉆井速度,導(dǎo)致這一區(qū)塊深井的鉆井周期都比較長(zhǎng),從而造成成本浪費(fèi)。因此,準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井迫在眉睫的問(wèn)題就是鉆井提速問(wèn)題。

      1 準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古地區(qū)鉆井速度慢原因分析

      1.1 地層因素影響鉆井速度的提高

      白堊系、侏羅系西山窯組、八道灣組底部砂礫巖較發(fā)育,嚴(yán)重影響牙輪鉆頭和PDC鉆頭的使用壽命。此外,石炭系巴塔瑪依內(nèi)山組火成巖較厚、可鉆性差、裂縫發(fā)育,鉆進(jìn)過(guò)程蹩跳鉆現(xiàn)象嚴(yán)重,影響了PDC鉆頭的使用,同時(shí)因蹩跳鉆嚴(yán)重導(dǎo)致牙輪鉆頭掉齒現(xiàn)象也特別嚴(yán)重,在牙輪鉆頭的選擇方面也受很大的限制;而滴水泉組泥巖段同樣比較厚且致密。以上這些因素都嚴(yán)重影響了準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井速度的提高。

      1.2 井斜影響鉆井速度的提高

      根據(jù)本區(qū)塊完鉆井的實(shí)鉆數(shù)據(jù)和地質(zhì)設(shè)計(jì)提供的資料,本區(qū)塊存在地層傾角,此外,由于巖石都具有各向異性的特征,即各方向強(qiáng)度存在差異,鉆進(jìn)往往沿著強(qiáng)度最低、可鉆性最好的方向進(jìn)行,而預(yù)定的鉆進(jìn)方向往往和可鉆性最好的方向不一致,因此,受巖石的各向異性特別是受地層傾角的影響,導(dǎo)致本區(qū)塊的完鉆井都存在井斜超標(biāo)的現(xiàn)象。井斜情況如下表:

      從以上情況來(lái)看,直井井斜超標(biāo)是準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊各施工井的共同矛盾,直接影響了施工井的井身質(zhì)量,而且糾斜井段較長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致鉆進(jìn)后期扭矩大,有潛在風(fēng)險(xiǎn),在一定程度上也增加了施工周期,降低了鉆井速度,此外常規(guī)定向鉆進(jìn)糾斜辦法還可能增加粘附卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

      1.3 鉆井復(fù)雜和事故影響鉆井速度的提高

      本區(qū)塊古近系地層成巖性較差,砂巖疏松,易垮塌卡鉆。吐谷魯群、石樹溝群組松散砂礫巖地層,易漏。白堊系、侏羅系西山窯組、八道灣組底部砂礫巖較發(fā)育,蹩跳鉆嚴(yán)重,嚴(yán)重影響鉆頭的使用壽命。臨井在滴北1井、倫參1井、三參1井均出現(xiàn)過(guò)井漏及卡鉆等復(fù)雜和事故。此外,受地層因素的影響,石炭系巴塔瑪依內(nèi)山組火成巖井段較厚,巖性為深灰色凝灰質(zhì)砂巖、深灰色凝灰?guī)r、火山角礫巖,適合軟至中硬地層鉆進(jìn)的牙輪鉆頭掉齒和PDC鉆頭崩齒現(xiàn)象嚴(yán)重,適合于硬地層鉆進(jìn)的牙輪鉆頭或是PDC鉆頭鉆時(shí)慢,臨井滴北1井、倫參1井、三參1井均在石炭系鉆進(jìn)中出現(xiàn)過(guò)掉牙輪事故。所有這些復(fù)雜和事故給施工帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也增加了施工周期,降低了鉆井速度。臨井復(fù)雜和事故統(tǒng)計(jì)情況如下:

      1.4 動(dòng)力鉆具+PDC使用受限影響鉆井速度的提高

      井下動(dòng)力鉆具+PDC鉆頭防斜打快技術(shù)受到限制。利用鐘擺鉆具的糾斜特點(diǎn),結(jié)合井下動(dòng)力鉆具的高轉(zhuǎn)速特性,加上攻擊性強(qiáng)的PDC鉆頭,輔之以轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)是目前大傾角地層防斜打快的一種有效方法,這種方法在軟-中硬地層使用效果明顯,但是準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)深井、超深井由于石炭系巴塔瑪依內(nèi)山組火成巖及滴水泉組泥巖段厚而且硬,可鉆性差,鉆壓太小鉆頭吃不進(jìn)地層,PDC鉆頭小鉆壓、高轉(zhuǎn)速提高鉆井時(shí)效的方法行不通。而PDC鉆頭鉆壓太大,會(huì)導(dǎo)致憋泵現(xiàn)象,造成設(shè)備損壞、不安全因素增加,容易發(fā)生人員及井下事故。因此,采用井下動(dòng)力鉆具+PDC鉆頭鉆進(jìn)的方法不適用,將很難發(fā)揮作用。

      2 準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古地區(qū)鉆井提速發(fā)展方向

      從準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)鉆井速度慢的原因分析我們可以看出:每個(gè)區(qū)塊的地層都有各自的特點(diǎn),但是地層因素是客觀不可改變的,要想提高該區(qū)塊的鉆井速度,無(wú)外乎我們可以從鉆頭選型、保證井下安全等方面去考慮。鉆頭選擇方面我們可以根據(jù)地層特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇合適的型號(hào),鉆井事故我們可以通過(guò)制定合理的技術(shù)措施,加強(qiáng)井控、鉆具的管理等措施來(lái)避免。但是從本區(qū)塊所有施工井鉆井周期長(zhǎng)的,嚴(yán)重制約了該區(qū)塊鉆井速度的提高。因此,要提高準(zhǔn)格爾盆地烏倫古地區(qū)的鉆井速度,就得從怎樣防斜打快入手,其提速發(fā)展方向可以從PowerV垂直鉆井系統(tǒng)來(lái)考慮。

      2.1 PowerV垂直鉆井系統(tǒng)

      特點(diǎn):和性能可靠地MWD一起使用,保證實(shí)時(shí)近鉆頭監(jiān)測(cè)井底井斜和鉆具的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信息,從而確保PowerV系統(tǒng)的使用效果和安全性,PowerV垂直鉆井系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):

      (1)鉆進(jìn)時(shí)自動(dòng)糾斜,實(shí)施了主動(dòng)防斜,適合大傾角地層和斷層帶,最典型的情況是山前和硬地層井,既不需要起鉆更換鉆具組合,也不必停鉆調(diào)整鉆井參數(shù),提高了鉆井時(shí)效;

      (2)徹底解放了鉆壓,提高了鉆井速度,解決了鉆速和糾斜之間的矛盾,最終大幅度降低鉆井成本;

      (3)能保證井眼相對(duì)垂直,顯著提高了井身質(zhì)量;

      (4)定向鉆進(jìn)過(guò)程鉆具保持和轉(zhuǎn)盤或是頂驅(qū)一塊旋轉(zhuǎn),降低了粘附卡鉆的風(fēng)險(xiǎn);

      (5)減少鉆具磨損、減少或避免上層套管的偏磨。

      從上可以看出PowerV垂直鉆井系統(tǒng)具有以上主動(dòng)防斜等一系列的優(yōu)點(diǎn),而準(zhǔn)格爾盆地烏倫古區(qū)塊鉆井速度慢的主要原因?yàn)榈貙觾A角大導(dǎo)致井斜不易控制從而耽誤生產(chǎn)時(shí)效所致,從該區(qū)塊所施工井的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,傳統(tǒng)的防斜打快辦法又不能解決這類問(wèn)題,因此,PowerV垂直鉆井系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用將在該區(qū)塊提速發(fā)展方向具有廣闊的前景。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]吳東.石油鉆井方法發(fā)展綜述[J].專業(yè)技術(shù),2007-07-06.

      [2]高德利.鉆井科技發(fā)展的歷史回顧現(xiàn)狀分析與建議[J].石油科技論壇,2004,23(2):29-39.

      [3]沈忠厚.現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)50年進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J].石油鉆采工藝,2003,25(5):1-6.

      [責(zé)任編輯:湯靜]

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