定向井鉆井托壓分析與提效對策研究
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摘 要 定向井鉆井工藝已成為目前大多數井型使用的重要工藝手段，具有準確入靶、鉆揭儲層厚、提高單井供液能力等優勢，被廣泛應用于各類儲層鉆井。但由于定向井鉆井過程，往往井眼軌跡具有大斜度、長水平段的特征，將產生各種因素使得鉆壓無法傳遞至鉆頭，降低鉆井效率。其中包括托壓和井眼摩阻較大，因此，為提高鉆井效率、實現高效鉆進，國內外已經研究出了許多降低托壓的鉆井工具，能有效地降低摩阻，例如目前應用的振動克服摩阻放托壓技術和滾動伸縮降摩阻技術等。其工作原理為利用振動器產生一定頻率的振動、鉆具將此振動傳遞到鉆具底部，進而控制鉆進壓力，實現降低托壓的作用。還有則是利用鉆井過程滑動摩擦改變成滾動摩擦，減小鉆具與井壁之間的摩擦力，從而實現降低托壓的功能。因此，明確定向井鉆井過程托壓產生原因分析，分析摩阻降低的有效方法，提供合理降低托壓及摩阻的方案，對高效鉆井具有重要意義。
關鍵詞 定向井鉆井 長水平段 托壓分析 提效措施
中圖分類號：TE921 文獻標識碼：A
定向井鉆井工藝日趨成熟，但鉆井過程托壓及摩阻的產生，極大影響了鉆井效率，增加了鉆井成本。研制新型的降低托壓工具或者解決托壓問題，成為目前提高定向井鉆井效率的重點工作。所謂托壓，主要指的是在油田定向鉆井時，因為鉆具和井壁間的摩擦力比較大，使得鉆壓不能夠在規定的時間內傳遞到該鉆頭中。在油田定向鉆井中，很容易出現托壓現象，降低油田定向鉆井效率，嚴重地還會引發安全事故。為了保證油田定向鉆井效率得到更好的提升，采取有效的應對措施至關重要，因此，本文基于近年來定向井鉆井的實際經驗，總結了鉆井過程托壓產生的原因，分析了摩阻的產生，總結了降低托壓的鉆井工具的應用，為提高鉆井效率提供指導。
1托壓產生原因
本文明確托壓產生的原因是針對性解決托壓問題的首要條件，托壓也是定向井鉆井過程不可避免的現象，造成托壓的原因較多，就鉆井過程可能造成的托壓因素總結如下。
1.1井眼軌跡設計
一般定向井軌跡都為大斜度、水平井，因此井眼軌跡斜度較大，較長的鉆柱產生重力，擠壓在井壁上從而產生較大的摩擦力，摩阻力的產生，阻礙了鉆壓向鉆具底部傳遞。同時鉆井過程井眼軌跡與設計勢必會產生略微的偏差，在鉆井過程需要不斷的調整，當鉆具卡在某一位置時，會造成鉆壓丟失，產生更大的托壓。因此，定向井具有斜度的井眼軌跡是造成托壓的根本原因。
1.2巖屑影響
鉆井過程泥漿起著返出地層巖屑的作用，當巖屑返出不良時，在井底產生巖屑床，增大了鉆柱所受到的摩擦力。定向井井斜也造成了巖屑返排更加困難，井眼的清潔度也影響力巖屑床的產生。
1.3泥漿原因
泥漿在鉆井過程也具有潤滑鉆柱的作用，泥漿在地層井壁上形成泥餅，防止了泥漿向地層的濾失，同時泥餅也具有潤滑鉆柱的作用。因此，泥漿自身摩阻和泥漿所形成的泥餅對鉆柱產生的摩阻，也影響了鉆柱在鉆井過程整體的摩擦力。
1.4井眼清潔效果較差
如果定向鉆井井眼的清潔效果比較差，很容易引發嚴重的托壓現象。例如，在油田定向鉆井中，由于環空巖屑的濃度比較高，鉆具與鉆井液間的固體與液體摩擦效果不斷下降，鉆具的摩擦力越來越大，增加油田定向鉆井出現托壓的概率。另外，環空巖屑受大斜度井段的影響，在井壁下部會形成一定體積的巖屑床，影響鉆具的正常滑動，降低鉆具的滑動效率。當環空鉆井中的液含砂量超過相關規定時，濾餅厚度不斷增加，鉆具包角越來越大，特別容易處出現托壓現象。
2降低托壓技術應用
現有投入應用的降低托壓工具包括 ：偏心輪式降阻工具、滾球降阻工具、牙輪式降阻工具、波動接頭。實際鉆井過程，可考慮針對井眼不同井段，選擇不同的降阻工具，并進行組合使用。降阻工具的實驗室模擬分析表明，降阻效果能達到60% 左右，但實際鉆井由于鉆壓測試難度較大，無法獲知實際應用數據。同時降阻工具也并非適用于所有巖性地層，在應用過程中應該注意。
科學選擇油田定向鉆井鉆具組合.油田定向鉆井在運行的過程當中，要科學選擇鉆具組合，并適當減少鉆鋌的使用次數，采用加重鉆桿來代替螺旋鉆鋌，保證鉆具與井壁之間的合理接觸，降低鉆具的摩擦阻力，減少油田定向鉆井托壓現象的發生。另外，相關工作人員還要適當降低穩定器的使用頻率，保證穩定器與井眼之間的距離符合相關規定，嚴格控制鉆具的斜率，進一步提升油田定向鉆井的穩定性，降低油田定向鉆井出現托壓的概率。
不斷優化油田定向鉆井井眼軌道，能夠保證井眼長度符合相關規定，提升井眼的安全性。相關工作人員要結合鉆柱結構特點，選擇合理的鉆井參數，并優化原有的設計方案，不斷減小管柱之間的摩擦阻力，降低油田定向鉆井出現故障的概率。為了保證油田定向鉆井井眼軌道得到更好的優化，相關工作人員還要適當調整優點定向鉆具的運行效率。
3結束語
通過加大定向鉆井井眼清潔力度、科學選擇定向鉆井鉆具組合、優化定向鉆井井眼軌道，能夠保證定向鉆井更加安全，提升了定向鉆具的運行效率，運用先進應對措施，防止定向鉆井出現托壓現象。
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