水平井事故与复杂(第七章).doc

第七章 水平井复杂情况及事故预防处理 第一节 水平井特点 1、由垂直井眼变成倾斜(水平)井眼带来的特性 1.l 钻具贴井壁， 从造斜段开始， ①造斜段：”上井壁。造斜点较高的井可明显在井口出现钻具向定向方向的“偏移”。随着井深增加，，F则随之增大、起下的摩阻增大，， ②斜井段：由于钻具自重，，，(起下)和扭矩的增大〈旋转〉。 ③钻头的受力变化出现侧向分力，，；，”作用而向低边产生侧向力，，，2 偏心环空和岩屑床 国外专家和“七五”攻关项目中刘希圣教授等专家研究表明，，，，，，，， 研究的主要结论有： ① 偏心环空场中，，，，， ③ 环空岩屑浓度在临界角（30°≤θ≤60°）范围内最大。环空岩屑浓度随流速的增加而降低。 注：，35°―70°，，， ⑤ 各倾角都存在一个“临界流速”。当环空流速大于该临界流速时，，，：：：(30°)，，VS为垂直沉降速度，vsr，vsa VS≈0 Vsa≈VS6 该种情况可近似为直井状态， 第二种：30°θ60°) Vsa=VS*COSθ VSr≈Vs*SINθ θ升高则vsr越大，，， 第三种：a60°或有的认为а65°) Vsa≈0 Vsr≈Vs 该情况可近似视为水平井段的状况，，，，60°―70°范围)。 大斜度井和水平井的实践证实了以上理论是正确的，：30°-35°，， ② 对已经形成岩属床的井或大井斜角度的井采用以下主种方法减少岩屑床厚度， A、在条件允许的情况下，，， B、提高泥浆的屈服值(YP)，，， c、由于以上两种办法的限制，：，；，，，(或水平段)的岩屑床。随着井斜的增大，，，， 1.3被钻开的岩层受力状况发生变化 在地层倾角较小的直井，，，，)暴露面积增大，，，，， 1.4 椭圆井限的形成和键槽的产生： ①由于斜井段钻具靠井壁，，；R1，R2，，R3，，，，，7、8钻绽迂阻；(特点是定深迂阻，) 。椭圆井眼带来的影响有： A、井径扩大，，B、形成“键槽”和“台阶”，，，，，，7、8钻绽被拉入槽内面卡钻。一般在槽深大于被卡钻具半径后发生。 键槽形成的程度与以下因素有关：(即造斜段狗腿度)越大，，，，， 1.5 对悬重和钻压的影响： ① 躺在下井壁的钻具使悬重变“轻”，，，，， ② 同样，l由于定向和方位角调整的需要，，， 具相对静止时间长， ② 由于弯接头或弯外壳动力钻具的使用，，(一般不大于3°)， ③ 由于弯曲钻具的方向性（工具面方向)，， ④ 动力马达的工作排量一般较小，，， 2.2 增加测量工作量：(或方位调整时)要频繁单点测斜（随钻则每根起下电缆）外，50米。为了保证测量的安全， 2.3轨迹控制需要带来了比直井更多的起下钻更换钻具组合。往往钻头用不到家，。： ，和“提放，，，，，，，， ③ 弯曲井眼对钻具刚度变化的敏感问题：，，， 特别值得提醒注意的是，，， 1、合理的剖面设计 1.1剖面类型的选择 除了多目标井和开发有特殊要求的定向井（如限定造斜点深度、要求垂直进入油层等)外，，，，S”形井跟(四、五段制)的摩阻较大，，， 1.2 造斜点和造斜率的选择： ，，，，，；，，， ② 造斜点低则定向困难，，， ③ 造斜率的选择： 高造斜点选用高造斜率是十分危险的。形成的狗腿角大，(长井段)钻具重量作用下形成严重的键槽，，，，，，， 2.3 最大井斜的选择根据实际位移的需要，l5°和小于35°之间，，，， 2.4 有关的约束条件目的层深度，，；，， 2、井身结构的选择： 2.l 套管层次和井眼尺寸的选择原则 (l) 尽可能下层技套封住造斜段和增斜段，(2) 避免斜井裸眼段过长。 (3) 避免17—l/2以上井眼尺寸中定向造斜过大的扭矩会带来钻具事故。 (1) 封住易垮易塌和其它特殊地层。 (2) 一般为进入稳斜段50米，(3) 有利于“岩屑床”的消除和保护井眼。 3.l 良好的润滑原理 常混入6%-15%的原油或柴油做润滑剂，PH值使之乳化良好，， 3.2 良好的防塌性和低失水。 3.3 良好的流变性和较高的提岩能力要十分注意定向井泥浆的动切力（YP）保持较高值，PV：YP值接近1：l（老计量单位） 3.4 十分重视定向井泥浆的“净化”工作 光滑，，，，l 轨迹“光滑”，，，；，，，，；，，，，，， 4.3 采用尽可能简化的钻具结构 ① 由于斜井钻具承压能力大大增加（一次弯曲的临界值随井斜的增大而大幅度提高）为定向井少用钻