论文部分内容阅读
摘 要：如今水平井技术俨然已经成为了我国当代油气资源实施勘探开发中最重要的技术之一，具有"少井高产"的特点，在长庆油田的勘探与开发建设中发挥着重要的作用。然而由于该油田在现场施工中特别是在斜井段极易出现滑动时间较长、断钻以及卡钻等事故，严重影响到钻井的速度，成为了影响该地区水平井实施施工进度的主要障碍。因此，文章通过对长庆油田的具体实例进行有效分析，对其出现的卡钻、断钻等事故现象采取有效的預防措施。
关键词：水平井 斜井段 预防
水平井的井眼由于贯穿的油层段较长，且单井的产量也较高，因此，在实际的施工中得到了广泛的重视与运用。同时由于水平井属于高难度以及高成本的定向井，施工工序较为繁复，且钻井液的材料也比较贵，稍有不慎就会造成较大的损失。因此，针对水平井在斜井段可能出现了一些典型事故采取有效的措施，将能有效提高钻井的效率。
一、水平井斜井段实际施工中存在的难点
在水平井斜井段的实际施工中，主要存在着以下几个技术难点：首先，打导眼的钻井技术在施工中的运用，在导眼打完后需对侧钻进行回填，周期较长，且机械的钻速也比较低，从而增加了施工的风险。而在侧钻的初期阶段，由于定向钻进的时间较长，且地层中可能存在着夹壁墙，或是岩性不均匀的情况，对钻头极易造成较大的破坏；其次，斜井断的施工的主要手段是滑动钻进，操作者较难判断井下的各种情况，因此，斜井段的实际施工对操作人员的操作技能以及有效判断井下情况的能力要求交高；再次，在钻井的施工中，可能会遇到多套的地层，而煤层段又是必钻段，部分的地区的煤层段较长，从而导致施工过程中极易出现煤层的泄漏或是垮塌现象；最后，在施工中，由于泥岩段较长，且摩阻力大，需复合钻进的扭矩阵也较大，从而极易出现钻具的疲劳损害。同时，由于岩屑返出比较困难，容易在井底出现重复的破碎，间接的影响到机械的效率，而且在井壁上也极容易形成岩屑床，从而极大的增加了钻井施工的风险。
二、水平井斜井段典型事故
以长庆油田中的苏平1井为例，对其在斜井段的出现的断钻具事故进行分析。苏平1井在其斜井段出现了1起钻具失效的事故，根据剖面的设计，其井深钻至3149.36m，而在起钻时换为微增斜的钻具组合。钻组的组合为Ф216mmHJ517L的钻头+430×410+Ф214mm的变径扶正器×1.23m+411×4A10+Ф165mm的无磁钻铤×9.18m+Ф159mmMWD的接头×0.67m+Ф165mm的钻铤×18根+4A11×410+Ф127mm的加重钻杆×45根+Ф127mm的钻杆[1]。事故发生经过如下：当钻至3203.47m的时候，泵压也由15.9MPa下降到15MPa，上升时则为15.2MPa，启动转盘后则为同样为15MPa，原因不明确，且在倒泵后还是出现同样的情况。继续在钻压为200kN，转盘的转速为55r/min的情况下，连续钻进3h，进尺为3.34m，这时泵压突然下降到12.5MPa，将钻具上提后，悬重减少了80kN，由此判断钻具出现断裂，并决定起钻。而在起钻后就发现第6号的钻铤母扣的螺纹连接处出现了末端的断裂。对其原因进行分析，可能是由于钻具没有得到有效的润滑，从而出现了钻具疲劳的事故。
三、水平井斜井段典型事故的预防措施
首先，相关的施工人员在水平井斜井段实施操作时，需要保持操作的平稳，以及送钻的均匀，严格避免顿溜钻情况的出现，而且在钻进的过程中，还需要注意立压、悬重以及扭矩等相关参数的变化，及时、全面的掌握井下的各种情况。如在进行接立柱操作时，就需要注意悬重以及井的摩擦阻力，准确判断井下的情况是否处于正常状态，且相关操作人员的接立柱的动作要快，严格避免由于钻具在井内的静止时间较长而导致的卡钻情况。
其次，加强对相关钻具的管理，在斜井段的施工实践中最大限度的简化钻具的结构，尽量避免使用钻铤，若重量不够用，就采用加重钻杆来代替，并有效缩短入井钻具探查的周期，每次钻倒都需要更换钻具，从而通过改变钻具的受力状态，以延长其使用寿命。同时，优化钻井的参数，滑动钻进后需要对井壁实施化眼处理，复合钻进时则需要通过采取降低钻压的方式减少对转盘的负荷，以最大限度的提高转速，并通过加大排量的方式以实现扩大井径，并有效破除厚滤饼的功效[2]。
再次，积极做好预防以及有效清除岩屑的工作，以保持井眼的长期净化，并保证单根就可打完划眼，充分利用固控设备，以有效降低无用的固相，并严格控制井浆由于高温以及高压而出现的泄漏情况。同时，在施工的过程中，最大限度的控制住轨迹的平滑度，严格避免大段调整的出现，尽量多使用一些复合钻进方式。
最后，在实际的施工过程中，需根据相关井眼的实际尺寸做好各种可能发生的事故的处理工作。如在钻进的过程中，在遇到煤层之间就需要对泥浆的性能进行相应的调整，并在井场准备大量的加重材料，特别是需要选择那些符合实际情况的泥浆比重，从而使其能够满足煤层段中井壁稳定的需求，且需尽量保证一次的钻进，以有效减少泥浆的浸泡时间。同时，在煤层段实施钻进之前，还需要注入大约1%～2%的润滑剂，以尽可能的降低钻具所受到的摩擦阻力，且需要将泥饼的摩擦系数控制在低于0.08的状态下，并适当的注入一些磺化的沥青或是防塌剂，从而进一步对固煤层进行封闭。而在起钻的过程中就需要对起钻的速度进行严格的控制，并采取“连续灌浆，随起随灌”的形式大进行有效操作[3]。
三、结束语
在上述叙述中，我们对水平井的斜井段中职出现的钻具断裂的事故进行了有效的分析，并提出了相应的预防对策。但在实际的施工中，操作人员可能会遇到其它一些事故，如掉牙轮或是煤层坍塌等，因此，操作人员就需根据实际情况，采取有效的措施，并在具体操作前期就应该做好预防措施，以有效减少事故的发生，提高钻井的效率。
参考文献
[1]耿书肖，张永青，奚国银，彭艳香. 水平井卡钻事故处理实践及预防措施探讨[J].探矿工程（岩土钻掘工程）.2010（02）：134.
[2]张民申.浅谈主斜井建井期间提升系统的配置[J].中州煤炭.2011（01）：78-80.
[3]长庆油田定边区块长8组目的层水平井和大斜度井钻井技术应用[J].钻采工艺.2011（03）：111-112.
关键词：水平井 斜井段 预防
水平井的井眼由于贯穿的油层段较长，且单井的产量也较高，因此，在实际的施工中得到了广泛的重视与运用。同时由于水平井属于高难度以及高成本的定向井，施工工序较为繁复，且钻井液的材料也比较贵，稍有不慎就会造成较大的损失。因此，针对水平井在斜井段可能出现了一些典型事故采取有效的措施，将能有效提高钻井的效率。
一、水平井斜井段实际施工中存在的难点
在水平井斜井段的实际施工中，主要存在着以下几个技术难点：首先，打导眼的钻井技术在施工中的运用，在导眼打完后需对侧钻进行回填，周期较长，且机械的钻速也比较低，从而增加了施工的风险。而在侧钻的初期阶段，由于定向钻进的时间较长，且地层中可能存在着夹壁墙，或是岩性不均匀的情况，对钻头极易造成较大的破坏；其次，斜井断的施工的主要手段是滑动钻进，操作者较难判断井下的各种情况，因此，斜井段的实际施工对操作人员的操作技能以及有效判断井下情况的能力要求交高；再次，在钻井的施工中，可能会遇到多套的地层，而煤层段又是必钻段，部分的地区的煤层段较长，从而导致施工过程中极易出现煤层的泄漏或是垮塌现象；最后，在施工中，由于泥岩段较长，且摩阻力大，需复合钻进的扭矩阵也较大，从而极易出现钻具的疲劳损害。同时，由于岩屑返出比较困难，容易在井底出现重复的破碎，间接的影响到机械的效率，而且在井壁上也极容易形成岩屑床，从而极大的增加了钻井施工的风险。
二、水平井斜井段典型事故
以长庆油田中的苏平1井为例，对其在斜井段的出现的断钻具事故进行分析。苏平1井在其斜井段出现了1起钻具失效的事故，根据剖面的设计，其井深钻至3149.36m，而在起钻时换为微增斜的钻具组合。钻组的组合为Ф216mmHJ517L的钻头+430×410+Ф214mm的变径扶正器×1.23m+411×4A10+Ф165mm的无磁钻铤×9.18m+Ф159mmMWD的接头×0.67m+Ф165mm的钻铤×18根+4A11×410+Ф127mm的加重钻杆×45根+Ф127mm的钻杆[1]。事故发生经过如下：当钻至3203.47m的时候，泵压也由15.9MPa下降到15MPa，上升时则为15.2MPa，启动转盘后则为同样为15MPa，原因不明确，且在倒泵后还是出现同样的情况。继续在钻压为200kN，转盘的转速为55r/min的情况下，连续钻进3h，进尺为3.34m，这时泵压突然下降到12.5MPa，将钻具上提后，悬重减少了80kN，由此判断钻具出现断裂，并决定起钻。而在起钻后就发现第6号的钻铤母扣的螺纹连接处出现了末端的断裂。对其原因进行分析，可能是由于钻具没有得到有效的润滑，从而出现了钻具疲劳的事故。
三、水平井斜井段典型事故的预防措施
首先，相关的施工人员在水平井斜井段实施操作时，需要保持操作的平稳，以及送钻的均匀，严格避免顿溜钻情况的出现，而且在钻进的过程中，还需要注意立压、悬重以及扭矩等相关参数的变化，及时、全面的掌握井下的各种情况。如在进行接立柱操作时，就需要注意悬重以及井的摩擦阻力，准确判断井下的情况是否处于正常状态，且相关操作人员的接立柱的动作要快，严格避免由于钻具在井内的静止时间较长而导致的卡钻情况。
其次，加强对相关钻具的管理，在斜井段的施工实践中最大限度的简化钻具的结构，尽量避免使用钻铤，若重量不够用，就采用加重钻杆来代替，并有效缩短入井钻具探查的周期，每次钻倒都需要更换钻具，从而通过改变钻具的受力状态，以延长其使用寿命。同时，优化钻井的参数，滑动钻进后需要对井壁实施化眼处理，复合钻进时则需要通过采取降低钻压的方式减少对转盘的负荷，以最大限度的提高转速，并通过加大排量的方式以实现扩大井径，并有效破除厚滤饼的功效[2]。
再次，积极做好预防以及有效清除岩屑的工作，以保持井眼的长期净化，并保证单根就可打完划眼，充分利用固控设备，以有效降低无用的固相，并严格控制井浆由于高温以及高压而出现的泄漏情况。同时，在施工的过程中，最大限度的控制住轨迹的平滑度，严格避免大段调整的出现，尽量多使用一些复合钻进方式。
最后，在实际的施工过程中，需根据相关井眼的实际尺寸做好各种可能发生的事故的处理工作。如在钻进的过程中，在遇到煤层之间就需要对泥浆的性能进行相应的调整，并在井场准备大量的加重材料，特别是需要选择那些符合实际情况的泥浆比重，从而使其能够满足煤层段中井壁稳定的需求，且需尽量保证一次的钻进，以有效减少泥浆的浸泡时间。同时，在煤层段实施钻进之前，还需要注入大约1%～2%的润滑剂，以尽可能的降低钻具所受到的摩擦阻力，且需要将泥饼的摩擦系数控制在低于0.08的状态下，并适当的注入一些磺化的沥青或是防塌剂，从而进一步对固煤层进行封闭。而在起钻的过程中就需要对起钻的速度进行严格的控制，并采取“连续灌浆，随起随灌”的形式大进行有效操作[3]。
三、结束语
在上述叙述中，我们对水平井的斜井段中职出现的钻具断裂的事故进行了有效的分析，并提出了相应的预防对策。但在实际的施工中，操作人员可能会遇到其它一些事故，如掉牙轮或是煤层坍塌等，因此，操作人员就需根据实际情况，采取有效的措施，并在具体操作前期就应该做好预防措施，以有效减少事故的发生，提高钻井的效率。
参考文献
[1]耿书肖，张永青，奚国银，彭艳香. 水平井卡钻事故处理实践及预防措施探讨[J].探矿工程（岩土钻掘工程）.2010（02）：134.
[2]张民申.浅谈主斜井建井期间提升系统的配置[J].中州煤炭.2011（01）：78-80.
[3]长庆油田定边区块长8组目的层水平井和大斜度井钻井技术应用[J].钻采工艺.2011（03）：111-112.