歡迎光臨陝西八達國際鑽井工程有限公司官方網站!
陝西鑽井工程施工專家
深水井、降水井、水源熱泵井
全國服務熱線 18909160696

八達國際鑽井帶大家了解下硬地層鑽井技術研究

作者:admin 發布日期:2019/9/19 關注次數: 二維碼分享

超硬地層、高研磨地層以及超硬地層鑽井,至今為止還是我國乃至世界中的普遍性難題。在這種地層中鑽井,不僅容易出現嚴重的跳鑽現象與鑽井速度慢的情況,還極易發生鑽具事故,導致扶正器、鑽頭嚴重磨損,以及井徑彎曲等故障。因此本文筆者將結合實際案例與我國多年硬地層鑽井經驗製定出相應解決問題的技術方案以及新型工具,有效解決我國硬地層鑽井的難題。


西安鑽井


一、硬地層鑽井難題

我國的硬地層主要包括高研磨地層、深井地層以及超硬地層,在此地層中鑽井普遍具有鑽速慢周期長的特點,主要原因是硬地層具有危險、堅硬、陡峭這三大難點,導致鑽井施工隊經常會遇到以下幾點困難:其一,地層傾斜角度大,很容易發生大鑽傾斜現象;其二,地層硬度大,研磨性較強,可鑽性差,通常一天隻能鑽進 2.5 米左右;其三,難以糾斜進尺效果不明顯,容易發生掉牙輪事故;其四,地層介質分配不均勻,軟硬交錯,並且夾層較多,蹩跳鑽現象頻發,鑽具事故嚴重;其五,岩石分布密集,地層堅硬,難以擴大井徑,導致鑽柱與鑽頭嚴重磨損,縮小鑽頭直徑,使井眼變為錐形。另外,又因為鑽屑為粉末狀,容易井壁上產生密集泥餅,使普通扶正器與 PDC 鑽頭在下鑽前應進行長井段劃眼,如果下鑽過快,很容易使扶正器、鑽頭卡在小井眼中,並且施工人員在地麵上還無法察覺到,此

時可能會發生三種情況:第一種,鑽具漲扣、鑽具扭斷;第二種,鑽具因扭轉變短,在拔出卡住部分後,會造成鑽具急劇加速轉動,容易引起上部鑽柱脫口、倒扣,下部鑽柱落入井下,導致扶正器與鑽頭砸入小井眼發生卡鑽情況;第三種,扶正器短暫隻是卡在小井眼中,沒有發生鑽井事故。雖然進行劃眼防護,但扶正器與鑽頭鑽到井底之後還是會發生起鑽困難的情況,並且固井壓力過高,下套管間隙過小;其六,地層油氣活躍、壓力高,我國有些區域的地層中含有大量的 H2S 氣體,導致鑽井工程很難安全進行。

二、新型硬地層鑽井工具與解決方案

PDC 鑽頭配合動力鑽具,再結合轉盤組合的鑽井方式,組成複合式鑽井技術。現當下,常使用的硬地層鑽井鑽具主要有渦輪鑽具以及螺杆鑽具,其具體操作方法如下:

(一)渦輪鑽具及其鑽井技術

減速渦輪鑽具總共分為減速器、軸承節、渦輪節三個部分。其中渦輪鑽具中重要的部件就是減速器,主要是為了將渦輪節的低扭矩與高轉速調節成鑽頭的大扭矩、低中轉速。另外,減速渦輪鑽具主要特點有:大扭矩、高轉速以及壓降小,能夠有效降低對地麵係統的負擔;不存在橡膠件,工作時的高溫課達到 200℃ -300℃;不存在對油基鑽井液敏感的現象,能夠適應高密度鑽井工作。同時其 PDC 鑽頭能夠快速切削破岩,並且在工作是具有能量低、轉速高、鑽壓小的特點,能夠與渦輪鑽具完美結合。因此,應全麵利用渦輪鑽具大扭矩、高轉速以及壓降小的特性,配合效率高、壽命長的 PDC 鑽頭,再加之轉盤符合鑽進技術,從而實現硬地層鑽井快速、安全、準確的目的。

(二)螺杆鑽具及其鑽井技術

螺杆鑽就總共分為萬向軸、動力段、傳動軸、旁通閥四個部門,屬於容積性馬達。螺杆鑽的特性是大扭矩、高轉速,並且整體結構簡單,容易操作,鑽具短,過載能力強。另外,由於螺杆鑽具的總降壓性小,對泵站的要求較低。螺杆鑽具的高轉速能夠保障 PDC 鑽頭的高切削動力與動力,並且能夠保證鑽柱的旋轉速度不增加,防止鑽柱疲勞破壞,大幅度提升鑽頭旋轉速度,在一定時間內增加鑽頭切削次數,實現提升鑽井效率目的。

(三)變徑穩定器及其解決卡鑽和井徑技術

新的變徑穩定器可以有效解決錐形井眼、卡鑽、下鑽劃眼等問題,防止發生拔活塞、起鑽卡鑽等情況,利於井徑的防斜打直。並且變徑穩定器具有結構合理簡單的特點,能夠自動調節開泵、停泵直徑,不需要特殊使用規程,操作方便。另外,再磨損之後經過修複可以繼續使用。

(四)利用液體加壓器與井底馬達防斜加快

一般硬地層深井的井深結構都是上半部井眼之間較大,所以,應利用大直徑馬達,因為大直徑馬達具有使用壽命長的特點,在結合液體加壓器能夠起到防斜打直與加快機械鑽速的作用。另外,馬達複合鑽可以使鑽頭提高轉速,配合液體加壓器可以保障鑽柱不壓鑽、不彎曲。再者,馬達複合鑽的防斜作用聯合液體加壓器防斜作用能夠達到良好防斜效果。

(五)扭力衝擊器及其減輕黏滑振動技術當鑽頭運到深處硬地層的情況下,鑽柱與鑽頭係統的黏滑整棟導致鑽頭會發生間歇性破岩現象,瞬間衝擊很容易造成鑽頭損壞。扭力衝擊器就是為了將鑽井液能量轉換為高頻率、穩定均勻、周向的衝擊能量傳遞給 PDC 鑽頭。添加扭力衝擊器後,會使鑽頭扭矩變得更加平穩,有效緩解黏滑振動問題,不僅可以保護鑽頭,還能提高機械鑽速。扭力衝擊器在 2013 年應用在Yl28 與 Yl17 井中,其機械鑽速高達 2.5m/h,適用於任何程度的硬地層鑽井。

結語:

總而言之,硬地層鑽井應從地麵實際情況出發,充分考慮到地層的可鑽型、岩性、物性、壓入強度、岩石硬度等各種因素,製定相應施工方案,並且研製出具有針對性的新型井下工具,從而解決硬地層鑽井難題,提高硬地層鑽井效率.

經典案例

CASE SHOW
  • 西安鑽井案例展示

    鑽井是一項係統工程 ,是多專業、多工種利用多種設備、工具、材料進行的聯合作業。同時它又是多程序緊密銜接,多環節環環相扣的…

    了解詳情
  • 西安鑽井案例展示

    近年來全球鑽井工作量持續增加,2012年全球鑽井數超過11萬口。目前中國的鑽井規模已經穩居世界第二。僅中石油的鑽井工作量…

    了解詳情
  • 西安漢中打井案例展示

    利用鑽頭旋轉時產生的切削或研磨作用破碎岩石。是當前較通用的鑽井方法。比頓鑽鑽速快,並易於處理井塌、井噴等複雜情況。按動力…

    了解詳情
  • 西安水源熱泵井案例展示

    水源熱泵是利用地球表麵淺層的水源,如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低品位熱能資源,采用熱泵原理,通過少…

    了解詳情
  • 西安降水井案例展示

    降水井是指疏放礦山坑道或采場中積水的小井。通常在礦山開采過程中,有可以利用的地下坑道排水係統,使采場或坑道中的水,沿著水…

    了解詳情

快速通道 Express Lane

谘詢熱線

1890916069618909160696

郵箱:474896267@qq.com

QQ:474896267

版權所有:陝西八達國際鑽井工程有限公司

  備案號:陝ICP備16011948號-1
RSS XML 網站地圖   
地址:陝西省漢中市南鄭縣陽春鎮陽光村  聯係人:張總  電話:18909160696   郵箱:474896267@qq.com   
技術支持:動力無限  萬家燈火
陝西八達國際鑽井工程有限公司主要經營 西安鑽井,西安打井,西安水源熱泵井,西安降水井 等產品,歡迎前來谘詢
  • 掃一掃進入手機站掃一掃進入手機站
在線客服x
客服熱線

18909160696

掃描二維碼 掃描二維碼
在線客服

在線客服