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浅议影响钻井速度因素及提高钻速对策

毕业论文 ziyuan 2个月前 (09-29) 58次浏览 已收录 0个评论

浅议影响钻井速度因素及提高钻速对策

摘 要:本文通过研究影响钻井速度的主要因素,从不同方面对提高钻井速度进行了分析和探讨。
关键词:钻井;速度;影响因素
Song YeboMachinery Research Institute,Institute of Drilling Engineering Technology,Daqing Drilling Engineering Company,Daqing 163000Abstract:In this paper, the main factors affecting the drilling speed are studied, and the drilling speed is analyzed and discussedfrom different aspects.Keywords:well drilling;speed;influencing factor
钻井工程的主要特点有以下几方面:一是风险大、投入高;二是技术密集,投资比重大,约占到了勘探开发投资的 50%以上。本文通过对影响钻井速度的主要因素进行分析,找出提高钻井速度的主要途径,从根本上提高钻井效率。
1. 钻井速度的主要影响因素分析
1.1 地层的影响
压实程度是地层对钻井速度影响的主要方式。油藏中,地层岩石的埋深越深,被压实的程度也会越大,而地层压实程度对钻井的速度起负面影响,如果地层成岩性好,就会不同程度的降低钻井速度。而不同的地层沉积环境也会对钻井产生巨大影响。比如,使用牙轮钻头在砾岩地层中钻进,受地层非均质性以及砾石的破碎性弱的影响,机械钻速会明显低于在砂泥岩地层中的钻进速度。对于同样埋深情况下的其它地层,其中的含钙质胶结同样会对地层的钻进速度产生负面影响。
1.2 钻井液的影响
机械钻速会随着钻井液的粘度、密度以及其中的固相含量的升高而降低。一是如果增大钻井液粘度,环空压力降落速度将会增大,井底的压力差值就会增大,钻进速度就会随之而降低;另外在一定泵压下,钻井液粘度的增大,钻柱内的压力损耗就会增大,钻头的压力降落速度减小,钻头的准功率也会相应减小,清岩和破岩能力降低,钻进速度下降。如果钻井液的粘度太小,则会降低钻井液的携砂能力,使岩屑不能及时返出井口,进而影响钻速。二是井内液柱的压力会随着钻井液密度的增大而变大。在地层空隙压力低于井内液柱压力的情况下,会产生一个正压差。井底岩屑在正压差作用下,无法及时离开井底,造成重复破碎现象,钻进的速度因此而降低。如果采用低密度的钻井液,又不足以压住井下流体,会导致井喷危险。三是由于受到钻井液中固相含量的影响,钻头消耗大增,对钻进的速度有着比较严重的影响。
1.3 钻压对机械钻速的影响
由于降低钻头在钻井中的更换频率会有效减少钻井的操作费用,因此为了控制钻井成本,钻井过程中尽量减少更换钻头使用次数。但是这样通常无法满足钻井过程对钻压的要求,无法保证最大化的机械钻速。因此,需要在钻井的施工设计中,通过建立钻压、钻头费用以及钻进速度的相关图版,确定合理的钻压。
1.4 钻井装备的影响
通常情况下,在各种不同的地层条件下钻井时仅使用同一套钻井装备,这样不但影响了钻井速度而且对钻具本身的损耗也比较大。喷射钻井技术在 80 年代初,被广泛应用在油气勘探开发中,大幅度提高了钻井速度。近年来,虽然引进了很多大马力的泥浆泵,但由于性能本身影响,实际功率发挥不到设计时的 6 0%,并且可能在更低得额定工况下工作,一旦泵压大于 20MPa,泥浆泵就会频繁维修,从而影响了机械钻速的提高。
2. 提高钻井速度的对策
2.1 钻井设备选择方案的优化
钻机和设备的选择在优化设计时都需要考虑到。钻井设备尽量选用性能好的且先进的设备。钻杆载荷需求是钻机及其提升系统必须要满足的。另外,要求钻井泵的功率能满足喷射钻井和清洗井眼要求。设计中还要考虑井架负荷能力是否满足需求;底座高度、立根盒容量、井控系统是否满足设计要求。
2.2 钻进参数的优化
在优化井身结构和优选钻头的同时,为了进一步提高钻速,对下部地层和上部地层的钻进参数可进行优化。钻进下部地层时,钻压从 165kN 提高到 225kN,机械钻速提高了 41.98%。钻进上部地层时,转盘转速从原来的 135r/min 提高到 205r/min,钻压由原来的 140kN 提高到 180kN,通过强化钻进参数机械钻速整体提高了 35.01%。
2.3 钻井液性能的优化
通常可以利用钻井液提速剂对钻井液性能进行优化。一是滤液渗透作用。钻屑在正压差的作用下,不易从井底带出,导致钻头重复切削钻屑。钻井液可通过快速地渗透到井底的岩石微裂缝中来降低压持作用,可及时让井底钻屑抽出;另外,由于地层种快速地渗透了钻井液的滤液,从而降低了岩石的强度,有助于钻头破岩;二是提速剂快速吸附钻头,让钻屑的表面润湿,从而防止钻头起泥包,提高机械钻速;三是润滑作用。优化钻井液的润滑性能,能够有效地降低扭矩。
4. 结束语
根据地质特点和工艺措施,合理设计和优化钻进参数、钻井液性能以及相关设备方案,能够有效提高钻井速度。目前,钻井的效益主要受钻井速度、能耗及成本的影响比较大,因此,下步需要进一步解放思想,从各个方面提高钻井速度,降低钻井成本,提高钻井效益。
参考文献
[1]史玉胜,何世明,林文秀,等.微流量控压钻井技术研究现状[J].钻采工艺,2011(3)

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