3大位移井解析.ppt

第三部分大位移延伸井技术(ERD） 大位移钻井和完井技术是钻井领域发展最块的一项技术。它集中了包括水平井和深井在内的所有技术难点，英文名为：Extended Reach Drilling，即采用定向井技术向某个或多个指定目标点延伸，使其达到勘探开发的目的。 大位移井记录 （3）计算和测量 不同的地层有着不同的摩擦系数。钻头扭矩可通过模型用实验室方法计算而得，该模型需要考虑钻压（WOB）、转速、地层特性（剪切或挤压力）、PDC钻头类型、钻头磨损以及水动力参数等因素。 钻进过程中应用井下钻头扭矩测量仪（DTOB----drag test on bit）进行实时测量，因为钻压会引起钻柱张力/压力的变化，从而改变扭矩的大小。 在注水泥浆的过程中，旋转尾管是一项促进流体驱替和增进水泥胶结的有效措施。但是，旋转尾管需要对尾管、大钩、钻柱等的扭矩进行预测。 121/4-in. Section Torque Modeling Good understanding of torque behavior Database analysis Composite forecasting Friction factor fitting 81/2-in. Section Torque Modeling Greater number of variables Database analysis Composite forecasting complex Torque levels control - plateau effect （4）降低扭矩的措施 A.在有套管的井段，不旋转的DP保护器（DPP）可用来降低扭矩，使用DPP可在钻柱和套管接触载荷很高时钻进较长的距离。同样，裸眼井段可通过在短接轴承上安装不旋转的金属套筒来达到降扭矩的效果。 B.优化井身剖面的设计和实施。 C.提高泥浆的润滑性。高油水比可以改善泥浆的润滑性，此外，高浓度的纤维LCM’S也可降低摩擦。 D.出现扭转力时，可考虑使用旋转反馈系统来降低扭力。 E.钻头的选择和BHA的设计。 F.加强钻具接头应力平衡和使用高扭矩的螺纹脂增加钻柱的抗扭矩能力。 G.使用整体式叶片增加井眼的清洁度，从而降低由碎屑引起的机械扭矩。 H.使用减少扭矩的工具，如不转动钻杆护箍、Security DBS公司开发的钻柱降扭短接。 3、摩擦阻力 钻柱上行阻力的预测与扭矩的预测极为相似。但在过大的轴向压力下，钻柱下行时可能发生弯曲。因此，预测大位移井钻进过程中的下行阻力更为复杂。在大位移井中，弯曲是不可避免的，其模拟程序必须考虑这些现象。标准的扭矩/阻力模型不适用于很长的大斜度井，因为它们假定钻柱保持在非屈曲状态下工作的。当超过临界屈曲载荷时，阻力模型必须有更高的能力，包括屈曲分析能力，并考虑三维井眼状态、曲率和井眼摩擦的影响。 在工业中常使用的是预测扭矩/阻力的是“软索”模型。BP公司使用了钻柱模拟器，它可以解释和预测大位移井的扭矩和阻力特性。埃克森公司编写了专门的扭矩/阻力预测程序FORCAL模型，它考虑了钻具组合、地质状况、井身剖面以及钻井液的浓度和润滑特性等因素。 3.4 大位移井技术关键 阻力的控制有下列方法： （1）优化钻井泥浆的润滑性和井身剖面； （2）使用降低摩擦的钻杆保护器； （3）优化钻杆设计，降低屈曲程度； （4）使用复合钻柱； （5）在近垂直井段使用厚壁钻杆，增加钻柱强度。 （6）使用旋转顶部驱动系数。 （7）通过优化浮鞋，套管浮箍以及套管旋转方案，降低套管阻力。 4、钻柱设计 （1）钻柱设计应考虑的因素 A.钻柱的压缩载荷：在大位移钻井中，采用常规下部钻具组合会产生较高的扭矩摩阻，所造成的危害大于其所加足够钻压带来的好处。因此，随着井斜角的增大，降低下部钻具摩阻并施加最适合的钻压而使常规重量钻杆处于压缩状态。 B.钻柱的扭转载荷：在大位移钻井过程中，要求旋转系统具有较高的旋转能力。 C.钻柱屈曲和弯曲产生的疲劳应力、张应力、压应力和外应力等因素。 D.旋转钻柱的同时，应考虑井眼清洁、井眼稳定性、水力参数、等效循环密度等。 3.4 大位移井技术关键 （2）设计井底钻具组合主要考虑的因素 A.螺旋钻铤和稳定器可减少压差卡钻； B.选择好顶部及下部钻具组合的中和点； C.减少丝扣连接的数量； D.采用井下可调试稳定器； E.减少在斜井井段使用加重钻杆的数量。 （3）钻柱的选择 大位移井一般需用顶驱系统，钻柱的强度与之匹配才能发挥顶驱作用。