减少井下事故,缩短钻井周期,为中油海定向井提速

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  【摘要】海上钻井的技术服务有别于陆地钻井,存在诸多难点。本文列举了海上钻井中的施工技术难点和容易出现的复雜情况,并有针对性的论述了相应的解决方法,为减少海上钻井井下事故,提高机械钻速,缩短钻井周期提供条件。
  【关键词】海上钻井;钻井周期;钻井参数;钻具组合
  中油海定向井市场是长城钻探公司标杆市场之一,是长城钻探钻井技术服务公司国内市场重要组成部分。中油海定向井普遍水平位移大,稳斜段长,地层复杂,施工难度大。钻井技术服务公司国内项目部迎难而上,2015年进入中油海定向井市场,通过扎实的技术水平和优质的服务逐步站稳市场。
  施工初期由于不熟悉海上钻井模式等种种原因,导致复合钻进率低,提高机械钻速缩短钻井周期已是当务之急。经过长期实践和摸索,找出了施工中存在的不足:扶正器尺寸不合适、工具质量不符合标准、工具扣型不合理、仪器堵死、螺杆故障、火成岩调整轨迹等。根据上述的不足进行了针对性的改进。
  1.解决泥浆不清洁,MWD转子被卡(堵)的问题
  1.1 现场采取三级过滤措施
  根据海上油田MWD转子容易被卡(堵)的问题,我们采取了三级过滤措施,层层过滤,降低条带状、块状物体进入循环系统的概率。同时在MWD上部放置DFS(滤网短节downhole filter sub),作为过滤条带状、块状物体的最后一道屏障。
  1.2加强监管和控制
  严格监管泥浆添加剂的加入过程,防止条带状塑料混入,在钻进作业过程中利用离心机降低固相含量。
  1.3 仪器的维修保养
  MWD入井前、出井后,对其进行全面细致的检查、维护保养,保证仪器处于良好的备用状态。根据现场施工经验,MWD仪器和井下工具起出之后如果不进行及时的维护保养,就会在泥浆的腐蚀下逐渐生锈,甚至不能再次下井使用。经过管理人员和施工人员的一致努力,通过采取以上多种现场工程技术手段,由于泥浆不清洁而导致MWD转子被卡(堵)的情况得到了很好的解决。2015年在海上共施工3口井,均未发生转子被卡(堵)现象。
  2.降低螺杆故障率的问题。
  在海上油田施工中,对每趟钻的使用时间起决定性作用的是螺杆的使用时间和MWD持久能力。在螺杆的理论寿命内只有降低螺杆的故障率,才能保证每趟钻的使用时间。
  2.1采用合理的钻井参数,密切关注钻压和泵压,避免猛提猛刹等损害螺杆的操作。
  2.2使用后立即返厂维修,对橡胶、转子等薄弱部位进行彻底全面的检查,并邀请专业检测公司对其损坏情况进行评价和审核。
  2.3妥善维护保养备用螺杆。
  2015年,经过我们现场维护、合理使用、厂家检查维修、专业第三方参与检测、严把质量关等措施多管齐下,2015年在海上施工的3口井中没有出现因螺杆故障起钻的情况。
  3.解决钻具组合不能满足要求,滑动百分比过高的问题
  在定向井水平井轨迹控制过程中,一个好的钻具组合不仅造斜能力能够满足设计曲率的要求,还要有降低滑动百分比的能力。
  3.1优化钻具组合,巧妙利用欠尺寸扶正器
  在海上钻井施工中,现场配备多个不同尺寸的欠尺寸扶正器,针对钻井的不同施工阶段选择合理的扶正器尺寸,既保证曲率满足设计要求,又能最大限度的提高复合率。例如在直井段钟摆钻具组合中使用满眼扶正器起到防斜保直的效果,造斜段中使用欠尺寸扶正器,既能保证滑动钻进时的造斜率,又能在复合钻进时起到一定的稳斜效果。
  3.2优选钻进参数
  根据剖面设计,最大程度的利用钻井参数调整井身轨迹,从而提高复合率。例如,在直井段利用钟摆钻具组合时,适当降低钻压,可起到防斜保直的作用,造斜段复合钻进时适当加大钻压,可起到增斜的作用。
  3.3优选钻头型号
  3.4将钻具组合的造斜能力与优化轨迹设计相结合,最大限度发挥每个钻具组合的作用。
  3.5将优化轨迹控制与地层变化相结合,降低滑动钻进的百分比
  海上油田钻井过程中可能会钻遇大段火成岩,地层硬度较高,可钻性差,现场施工中需要优化井身轨迹,尽量避开火成岩滑动钻进或尽量降低滑动钻进的曲率,降低滑动钻进的百分比,提高机械钻速,缩短钻井周期。
  4.解决工具、仪器质量与结构的问题
  4.1 提高MWD胶翼扶正器抗冲蚀能力
  4.1.1将问题反馈到厂家,提高扶正器的质量并作出适应性调整。4.1.2根据无磁的内径定制相应外径的胶翼扶正器。
  4.2 螺杆扶正套耐磨材料的质量改进,减轻偏磨现象。
  由于海上油田钻井过程中会钻遇大段火成岩,地层硬度较高,螺杆扶正套、扶正器很容易发生磨损,滑动钻进加重了扶正套偏磨的情况,尤其是扶正套低边扶正块往往会被磨平。为了提高螺杆扶正套的耐磨能力,起初我们使用HF5000,但偏磨现象仍旧严重,后来改用工艺相对比较成熟的HF4000,这种情况才得到有效的遏制。
  4.3 去掉螺杆旁通阀,重新设计变径,增加耐磨带,设计防脱装置。
  通常情况下,使用的螺杆外径是244.5mm,钻具外径只有203mm,形成明显的“大脑袋小身子”结构,是整串钻具的薄弱点。为了改变这种情况,防止发生事故,专门与厂家联系去掉了旁通阀,增加了“变径”结构,并在变径处设计了耐磨带,减轻地层对该部位的磨损,
  4.4 给扶正器改造应力槽。
  通过对上述仪器设备的改良,提高了仪器设备的安全使用时间,减少起钻次数,降低仪器设备故障率,能够实现缩短钻井周期的目的。
  5.结语
  国内陆地油田大多处于开发的中后期,且后续储量难以保障,因此海洋石油开放显得尤为重要。在海上钻井施工过程中,定向井技术服务是重要的一个模块,需要我们现场施工中不断总结经验,增强人员素质,降低仪器设备的故障率,提高机械钻速,为海上快速安全钻井提供技术支持。
  参考文献
  [1]陈平.钻完井工程[M].北京:石油工业出版社,2005.
  [2]王希民.石油钻井经典案例精选[M].中国石油大学出版社,2006.
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