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研究钻井工程中机械钻速的影响因素

   发布时间:2017-10-31   [点击量:447]  


摘 要:针对油气开发中的钻井工程,本文对地层、钻井设备与技能、破岩办法与东西等会对钻井中机械钻速构成影响的要素进行深入剖析,并提出消除晦气影响的具体办法。
  
  关键词:钻井工程;机械钻速;影响要素
  
  钻井是油气开发重要根底工程,钻井功率在很大程度上决议了油气开发效益,而钻井功率取决于机械钻速,因而有必要对钻速影响要素进行剖析,然后拟定可有用确保钻速,进步钻井功率的计划。
  
  1 地层
  
  地层是影响钻速的首要要素之一,首要和地层的压实程度有关。随埋深不断添加,地层岩体的压实程度越来越大,岩性越安稳,钻速因而显着下降。除埋深外,地层的压实程度还会遭到古地质年代影响,比如在部分地区,其古年代地层埋深较大,之后因为地层结构运动,使地层被大幅抬升,加之遭到风化和剥蚀等效果的影响,导致地层变浅,此刻虽然地层的深度不大,但其压实程度却很高,不具可钻性。
  
  在不同环境中经过堆积构成的地层也有着天壤之别的可钻性。在运用牙轮钻头对砾岩地层施行钻井施工时,因砾石坚固很难破碎,加之地层具有必定不均质性,所以其钻速要比一般砂泥岩地层慢许多。除此之外,对牙轮钻头而言,在埋深相同的状况下,其在砂岩地层中的钻速比泥岩地层快[1].
  
  地层杂乱度也会对钻速发作影响:①在浅层油藏中,因为开发年限较长,其储层亏空较为严峻,为对剩下储量进行挖掘,大多选用压裂和高压灌水等技能,而在这种条件下难免会呈现人工的地层裂隙,部分地区这种地层裂隙现已和其它层位直接连通,致使地层压力发作反常,继而在施工中构成井涌和卡钻等问题,增大了崩塌和掉块的发作几率;②在中深部地层中,因为山前结构散布着十分杂乱的地应力,使井眼极易失稳,这一现象首要表现为:煤层垮塌;页岩崩塌;盐膏层蠕变;不同压力体系一起存在,易构成井涌和卡钻;③在油气深埋藏区,因地质结构较为杂乱,且走向断层较发育,使得一个井段中可能存在多个不同的压力体系,卡、漏和喷等问题严峻。
  
  2 钻井设备与技能
  
  选用先进的钻井设备是完结钻速自动提速的重要行动,并且在任何一种地层中都可以运用。八十年代初期,我国首要引进喷射钻井,使钻井质量与速度都得到了很大的进步。跟着钻井技能的开展,经过研讨和实验发现,关于上部松懈地层,可充分运用水力进行破岩,而实践否定了这一理论,因为首要进步泵压,就能确保破岩的效果。近几年,钻井设备更新起伏不大,虽然许多施工队都选用了大马力泥浆泵,但因易损部件依然存在问题,使得泵机实践最大功率还缺乏设计标准的六成;许多施工队当泵压超出20MPa时就进行修泵,导致泵压在很长一段时刻内仅能坚持在20MPa以内,这些都会对钻速的提速构成影响。
  
  顶部驱动也是影响钻速重要要素,在合理引进顶部驱动后,除能进步钻进时效,还能有用防止阻卡等问题,尤其是在较为杂乱钻井作业中,可下降毛病发作率,确保作业功率和安全性。当钻进处于窄密度窗口状况中时,在顶部驱动的支持下,可在对钻具进行上提的进程中坚持开泵,以此从根本上防止了因为抽吸压力下降而构成的溢流[2].
  
  近年来跟着科技的不断开展也呈现了许多新式钻井设备,如套管钻井等。对套管钻井而言,它既能缩短下套管和下钻的时刻,还能起到进步钻速的效果。此外,还有接连油管钻井,它可在高速钻井的一起,将油管保存下来作为完井今后的油管,在分支井中敏捷得到广泛应用,钻井和完井的速度均得以大幅进步。
  
  3 破岩的办法和东西
  
  在旋转钻井呈现以来,钻井破岩效果原理就没有发作太大的改动,即运用机械应变力使岩石破碎。现在,较为常用的破岩东西可细分红两类:第一类是上文中说到的牙轮钻头,而第二类是PDC钻头。在实践作业中很多选用的惯例钻头体系可满意不同油田的根本需求,但从后续开展视点讲,还略显缺乏,比如在高研磨性底层中难以运用PDC钻头,而运用牙轮钻头时,钻速极低;在含夹层(砾岩)地层中无法运用PDC钻头,而运用牙轮钻头易发作崩坏等。
  
  国外钻头厂家研制出一种全新的PDC钻头,比较传统PDC钻头,该钻头耐磨性和抗冲击性大幅进步。在砾石夹层中,这种新式钻头具有很强的穿透才能,不只钻速高,并且运用寿数很长。此外,牙轮钻头也得到了显着的改进,如轴承结构愈加严密,密封功能进步,寿数延伸;依照高效破岩要求进行优化布齿,进步钻速;并对喷嘴的结构进行了改进,使破岩时水力可以发挥最大化效果[3].
  
  旋冲钻井是一种将惯例钻井办法最为根底而开展的新式钻井技能。其效果原理为在钻头上增设冲击器,使在钻井的进程中可以构成必定冲击效果,进步破岩功率。该技能特色为:①破岩由钻头冲击与反转一起完结,关于硬质岩石,可完结体积破碎,不再选用研磨破碎,极大的进步了破岩功率;②破岩进程不会遭到岩性等要素的影响;③冲击式破碎办法的引进使钻头遭到的磨损削减,钻头的运用寿数得以延伸;④钻进进程中无需施加过高的转速与压力,在操控井斜的一起,改进钻柱受力。
  
  4 结束语
  
  综上所述,在钻井工程中,钻速会遭到地层、钻井设备与技能、破岩办法与东西等要素的影响,为确保机械钻速,进步钻井功率,需求归纳考虑这些影响要素,然后拟定合理的计划,挑选正确的办法、设备。

  参考文献:

  [1]韩养华.钻井工程中机械钻速的影响要素剖析[J].我国新技能新产品,2014(14):141-142.
  [2]孙少颖.浅析影响钻井机械钻速的要素[J].科技与企业,2014(16):310.
  [3]吳桐.影响钻井机械钻速的要素[J].机械工程师,2014(05):118-119.

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