大位移井钻井关键技术-研究.pdf

第一章绪论 闰铁，张凤民，刘维凯等[31认为大位移井钻井设计和施工的关键参数便是大位移井 的钻井极限延伸能力，但其通常被人们忽视，当前关于此方面的分析研究却是较少。根 据大位移井钻井的实际情况，应用间隙元理论分析大位移井的整体钻柱摩阻力，得出了 关于大位移井延伸极限力学的计算模型和判断准则。应用编制成功的关于对大位移井极 限延伸能力计算的计算机程序软件，分析并确定了大位移井的延伸极限能力的主要影响 因素，提出了对极限延伸能力的大小程度依次分为井眼摩阻系数、井眼曲率、门限钻压、 转盘转速的重要结论，为今后大位移井的施工和钻井设计提供依据。 郭晓乐，汪志明等14]对现有大量的压耗计算方法进行了研究分析，提出了适合于大 位移井循环压耗计算的不同流变模式泥浆流动的摩阻系数和流态判别计算方法，建立了 井下动力钻具压耗的计算方法和钻杆接头对钻杆内压耗的影响系数的计算式。在传统钻 井循环压耗计算方法的基础上，再结合大位移井钻井的特点，提出了大位移井钻井中对 循环压耗较为精确的计算方法，通过其验证表明，该方法可以较大程度的降低其误差， 所以可以为大位移井轨道设计和水力参数计算上提供帮助。 钻井能否成功的关键技术之一便是钻柱的设计是否具有合理性，设计的合理性在大 位移井中起的作用很是重要。夏忠跃，陈建兵，徐荣强等15J在基于前人研究并综合分析 了大位移井井眼轨迹状态、钻井操作参数等现场因素的影响上，结合了钻柱各组件和整 体的自身力学特性，分析钻柱的部分和整体并优化设计，给出了大位移井钻柱整体优化、 分段组合的设计方法，再结合南海流花油田A4ERW3大位移井的实例进行分析，其结果 吻合较好。实践证明，该方法对于指导其它的大位移井的钻柱优化设计有着很好的帮助。 在大位移井钻井过程中，由于裸眼井段长、井斜角大、井眼曲率变化大，使得钻柱 与套管之间的接触力稍大，从而致使套管会发生磨损严重的现象。唐世忠，李娟，张晓 峰等【6】利用套管内表面的磨损体积与旋转钻柱在相同位置所作的功成正比的原理，建立 了套管的磨损厚度与钻具组合、井眼曲率、钻井时间、套管磨损量及机械钻速之间的关 系，计算并给出了大位移井其井筒内套管与钻杆之间的接触力沿井深分布，分析了钻井 时间和机械钻速对套管磨损厚度的影响。计算结果表明，井眼曲率越小、钻井时间越短、 机械钻速越低，套管磨损越轻微，反之则更严重。 大位移井、水平井、侧钻水平井、分支井和分支水平井等技术在全国各油田逐步得 到了实施，为各油田带来了巨大的经济效益。但随着时间的推移，因严重出砂由此导致 油气产量降低甚至停产的井数量不断增多。这些井在冲砂修井施工中，在接卸单根时沉 砂卡钻事故较为容易发生，为了使这些井在沉砂卡钻问题上得到解决，从而开发了一种 新型连续冲砂工艺技术。夏炎，安艳波【7J利用研制出的专用配套工具来配合泵车和小修 作业机，并使用一定的施工工艺技术，使其井下连续冲砂的目的成功达到。该技术的研 究解决了大位移井、水平井因严重出砂而致使油气产量降低的问题。 土林，付建红，饶富培等18】基于井壁稳定的岩石力学机理，对大位移井周的应力分 布规律进行分析，以此建立了大位移井井壁稳定的力学模型。利用最大拉应力破裂准则 万方数据 西安石油大学硕士学位论文 和库仑一摩尔强度准则，计算了大位移井的泥浆的安全密度窗口与井壁坍塌压力。采用 大位移井中对井壁稳定性的影响因素，并计算了大位移井泥浆的安全密度窗口与井壁坍 塌压力。根据某油田的实际现场资料，计算得出在不同井斜方位角和井斜角下的泥浆安 全密度窗口与井壁坍塌压力。通过计算其结果表明，大位移井安全密度窗口、井壁坍塌 压力与井斜角、井斜方位角和原地应力状态有着直接关系，给出了最优井眼轨迹的设计 方案。 刘春全，史海涛，梅宇光等咿J认为大位移井成功完井的关键因素之一便是在大位移 井套管下入过程中套管可下入深度和大钩载荷的预测。利用大位移井的下套管的特点， 分析井眼轨迹中井斜、方位的变化和套管柱刚度的影响，建立了适合大位移井套管三维 刚杆计算模型，并将其编制了计算程序软件。该软件在塔里木油田某井下套管作业分析 中，对套管可下入深度和大钩载荷进行了数值模拟计算以及预测分析，并且获得良好的 效果，能够推广应用于大位移井工程中。 1．2．2井眼清洁技术研究现状 (1)国外研究现状 建成了流动环路：长度40英尺、直径为5英寸的透明管路以及变更和控制装置。研究结 果表明：斜井中岩屑的运移与直井明显不同。在井斜角增加到3