強造斜地層中直井鑽井扶正器防斜工藝綜合研究

    經濟與社會

    作者：劉有華

    [關鍵詞]強造斜地層，扶正器，設計優化，安裝高度，工程實際運用

    中圖分類號：P634 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0276-01

    一、 前言

    直井鑽井防斜，是現場經常碰到的難題之一。在鑽直井時，如果井斜過大，會使井眼偏離地下設計目標，打亂油氣田開發的布局。對於勘探工作來說，井斜大了，會使井深發生誤差，使所得的地質資料不真實，甚至偏離勘探目標。井打斜了，也給鑽井工程本身增加了困難，甚至造成嚴重的井下故障。在斜井內，鑽柱易靠在井壁一側，旋轉時發生嚴重摩擦，在井斜突變井段鑽柱發生彎曲，易使鑽柱和套管磨損，鑽柱折斷，套管脫落，也可能造成井壁坍塌及鍵槽卡鑽等故障，有時甚至被迫填井側鑽。井斜超標，也會影響固井質量，首先是造成下套管困難，同時套管下入後不易居中，這往往是造成固井竄槽、管外冒油冒氣的原因之一。因此，直井防斜打快問題一直是油公司和鑽井工作者十分關心的一個重要技術問題。

    二、 防斜打快工藝技術

    （一）常規防斜糾斜鑽井技術

    為了實現防斜目標，無論何種技術，歸根結底核心是底部鑽具類型和結構的選取。目前有效的常規防斜糾斜技術包含以下幾種：

    ①以鍾擺防斜為主的係列防斜技術；

    ② 螺杆鑽具組合防斜糾斜控製技術。

    1.鍾擺防斜技術：常規鍾擺鑽具是利用下部鑽鋌重量的橫向分力使鑽頭壓向下井壁，以達到逐漸減小井斜的效果。光鑽鋌是最簡單的鍾擺鑽具，切點以下鑽鋌產生橫向力，即鍾擺力，用於糾斜。為了增加鍾擺效果，使切點以下鑽具更長，在底部鑽具增加扶正器，扶正器以下鑽鋌在一定鑽壓下，不與井壁接觸，產生較大的鍾擺力。根據需要，底部鑽柱可以有一個或兩個鑽柱穩定器。

    鍾擺防斜技術鑽具包含4個方麵組合：（1）大尺寸鑽鋌塔式鍾擺鑽具組合。（2）柔性鍾擺鑽具組合。（3）大鑽壓“鍾擺”鑽具組合。（4）偏軸鍾擺鑽具組合。

    上述幾種鑽具組合具有比常規鍾擺鑽具更優的防斜性能，但其本質仍屬鍾擺防斜技術範疇。鑽具所能提供的降斜力是有限的，當地層傾角或各項異性較大，鑽具所提供的降斜力不足以平衡地層造斜力時，井斜就會逐漸增加。但地層傾角較低，鑽柱降斜力可以抵抗地層造斜力時，井斜控製可以見到較好成效。這就是為什鑽具性能不穩定，有時具有降斜特性，有時又表現穩斜或增斜特性的主要原因

    2.螺杆鑽具防斜糾斜技術：利用鍾擺防斜原理，結合螺杆提供高轉速的特性，輔之以轉盤複合鑽進，既可以防斜，又可以提高機械轉速。

    根據防斜、糾斜作用不同可分為兩種情形：（1）複合鑽進防斜打快（2）螺杆糾斜采用螺杆的優點主要表現在以a下幾個方麵：

    ①鍾擺+螺杆鑽井，施加的鑽壓較小，可增加整個鑽具的降斜力，有利於降斜。

    ②鍾擺+螺杆鑽具+轉盤複合鑽井，可以使鑽具因加壓而柔性變形產生的側向力不斷改變方向，鍾擺力可與增斜力互相抵消，從而不易井斜，有利於穩斜。

    ③螺杆鑽具，可使鑽頭轉速加快切屑速度，但又不影響地麵旋轉太快而無法控製蹩跳鑽，有利於上部鑽具的平穩使用。