钻柱的托压问题及井眼净化与润滑
定向井钻井托压分析与提效对策研究
定向井钻井托压分析与提效对策研究摘要钻井是石油勘探开发的重要工序之一。
在定向井钻井过程中，托压是影响钻井效率的重要因素。
本文采用理论分析和实际施工数据统计方法，对定向井钻井托压进行研究，并针对托压过大的情况提出了相应的对策，旨在提高钻井效率。
一、绪论（一）托压的概念托压是指钻井时钻头向下施力，以克服地层阻力而使钻头进入地层的力量。
（二）托压的影响因素托压的大小与钻井时的作业参数有关，其中旋转速度、进给速度、钻头直径、岩性特性、井深等因素均会影响托压的大小。
（三）一般解决办法1.采用低速高拍率的钻进方式，以克服地层阻力，减小托压。
2.适当调整井深，减小钻头进入地层的阻力，从而减小托压。
3.通过加强岩石力学实验以及地质勘探等方法，提前获取有关地层岩性、厚度、钻型等信息，采取针对性的工艺措施，从而减小托压。
（四）托压过大的对策1.修改作业参数，适当调整作业速度，使托压能够达到适当值，减小损伤。
4.根据实际情况选择合适的材料，改善钻头的磨损情况，从而减小托压。
5.加强钻井、井筒和钻杆的维护工作，保证各项作业参数符合标准要求，从而减小托压。
三、提高钻井效率的对策1.建立健全的钻井作业标准及管理制度，规范施工队伍的管理，提高作业效率。
2.综合考虑井筒的完整性及机器设备状态，调整钻具装置方案，缩短作业周期，提高钻井效率。
3.采用先进装备和技术，提高钻井作业的精度和效率，缩短作业周期。
四、结论钻井托压是影响钻井效率的一个重要因素。
针对托压过大的情况，可以采用适当的对策来解决，提高钻井效率和作业安全。
同时，对于提高钻井效率，需要建立健全的管理制度，采用先进装备和技术，缩短作业周期。
定向井钻井托压分析与提效对策研究
定向井钻井托压分析与提效对策研究定向井钻井是石油勘探开发中的重要环节，是为了获取油气资源而进行的一种特殊的井钻方式。
在实际的井钻作业中，定向井钻井托压分析与提效对策是一个关键的研究领域。
本文将针对这一问题展开研究，探讨定向井钻井托压分析的相关内容，并提出提效对策以优化井钻过程。
一、定向井钻井托压分析1. 托压效应及影响因素在定向井钻井过程中，托压效应是一个不可忽视的问题。
托压效应是指在井眼中受到钻头旋转引起的摩擦力和地层阻力，导致井眼中发生一定的侧向位移，使井眼的轨迹发生偏离的现象。
托压效应的强弱受到许多因素的影响，包括地层性质、井眼尺寸、钻头工作状态等。
了解这些影响因素对于进行有效的托压分析非常重要。
2. 托压对井斜和方位的影响托压效应对井斜和井眼方位的影响较为显著。
在托压过程中，井眼的方位可能发生偏移，导致了井斜角度的改变。
这不仅会影响钻井的方向控制，还可能导致井眼偏离目标层位，增加了钻井的难度和成本。
在定向井钻中，对托压对井斜和方位的影响进行准确的分析是十分必要的。
3. 托压对钻头功率的影响托压效应还会对钻头功率产生一定的影响。
受到托压效应的影响，钻头在井眼中可能会受到额外的摩擦力，导致了钻头的工作功率增加。
这对于钻井的安全和效率都会产生一定的影响。
进行托压分析时，需要对钻头功率的变化情况进行综合考虑，以制定合理的钻井方案。
二、提效对策研究1. 优化井眼设计在定向井钻井托压分析中，合理的井眼设计是提高托压效应控制能力的重要手段之一。
通过优化井眼的尺寸、形状和材料等方面的设计，可以有效地改善井眼的托压特性，减小托压效应对井斜和井眼方位的影响，提高钻头的工作效率。
2. 优化钻头选型钻头的选型对于降低托压效应有着重要的影响。
合理选择适合地层条件和井眼尺寸的钻头，可以有效地减小钻头与井眼壁之间的摩擦力，降低钻头的工作功率，提高钻井的效率和安全性。
3. 优化钻井操作流程在定向井钻井过程中，合理的钻井操作流程是提高钻井效率的关键。
定向井钻井托压分析与提效对策研究
定向井钻井托压分析与提效对策研究定向井钻井是石油钻探中的一项重要技术，通过对地下油气藏的水平、倾角和方向等参数进行控制，以达到最佳生产效果。
定向井钻井托压分析与提效对策研究，是针对定向井钻井过程中托压情况进行分析，并提出提高工作效率的对策。
一、定向井钻井托压分析1. 托压的概念托压是指在井下钻井过程中，由于地层性质、井斜、井深等因素造成钻头在钻井过程中对井壁的侧向应力。
托压不仅会影响钻井工艺的执行，还会影响井下设备的寿命和钻井效率。
2. 托压的影响因素（1）地层性质：地层的岩性、强度、韧性等对托压产生影响。
一般来说，坚硬的地层托压较小，而软弱的地层托压较大。
（2）井斜：井斜角度越大，托压越大。
（4）钻具类型和参数：钻具的类型、尺寸、旋转速度、钻井液的性质等都会对托压产生影响。
3. 托压的测量方法目前，常用的托压测量方法包括：实时地质录井法、声波法、井下应变仪法等。
通过这些方法可以实时监测托压情况，及时进行调整。
托压对定向井钻井会产生以下几方面的影响：（1）增加钻井工具的磨损：托压会加速钻头、扩孔器等钻井工具的磨损速度。
（2）增加钻具挤卡：托压增加将导致钻具挤卡现象的产生，增加了井下作业的难度。
（3）减低钻井效率：托压不仅增加了钻具磨损，还会增加钻井操作的难度，从而减低了钻井效率。
二、提高定向井钻井效率的对策1. 优化地层选择在进行地层选择时，应更加注重地层的物性参数和力学性质，避免选择过于软弱的地层，以降低托压的影响。
2. 优化井斜设计在井斜设计时，应尽量控制井斜的角度，避免过大的井斜角度导致托压增加。
3. 优化钻具参数钻具类型、尺寸、旋转速度等参数的选择应该根据地层情况进行合理调整，以降低托压产生的可能。
4. 定期托压监测定期进行托压监测，及时发现托压变化的趋势，及时采取调整措施，以确保钻井作业的正常进行。
5. 提高钻井液性能钻井液的性能对托压有一定影响，通过优化钻井液的配方和性能，可降低托压的发生。
定向井钻井托压原因分析与解决对策
定向井钻井托压原因分析与解决对策发布时间：2021-03-16T11:40:03.797Z 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：周广一[导读] 所谓托压，主要指的是在油田定向钻井时，因为钻具和井壁间的摩擦力比较大，使得钻压不能够在规定的时间内传递到该钻头中。
在油田定向钻井中，很容易出现托压现象，降低油田定向钻井效率，严重地还会引发安全事故。
目前应用的振动克服摩阻放托压技术和滚动伸缩降摩阻技术等其工作原理为利用振动器产生一定频率的振动、钻具将此振动传递到钻具底部，进而控制钻进压力，实现降低托压的作用。
中国石化胜利油田分公司海洋采油厂周广一摘要：所谓托压，主要指的是在油田定向钻井时，因为钻具和井壁间的摩擦力比较大，使得钻压不能够在规定的时间内传递到该钻头中。
在油田定向钻井中，很容易出现托压现象，降低油田定向钻井效率，严重地还会引发安全事故。
目前应用的振动克服摩阻放托压技术和滚动伸缩降摩阻技术等其工作原理为利用振动器产生一定频率的振动、钻具将此振动传递到钻具底部，进而控制钻进压力，实现降低托压的作用。
还有则是利用钻井过程滑动摩擦改变成滚动摩擦，减小钻具与井壁之间的摩擦力，从而实现降低托压的功能。
因此，明确定向井钻井过程托压产生原因分析，分析摩阻降低的有效方法，提供合理降低托压及摩阻的方案，对高效钻井具有重要意义。
关键词：定向井；托压技术；降低摩阻；轨迹设计；钻具组合定向井钻井工艺日趋成熟，但钻井过程托压及摩阻的产生，极大影响了钻井效率，增加了钻井成本。
研制新型的降低托压工具或者解决托压问题，成为目前提高定向井钻井效率的重点工作。
定向井钻井工艺已成为目前大多数井型使用的重要工艺手段，具有准确入靶、钻揭储层厚、提高单井供液能力等优势，被广泛应用于各类储层钻井。
但由于定向井钻井过程，往往井眼轨迹具有大斜度、长水平段的特征，将产生各种因素使得钻压无法传递至钻头，降低钻井效率。
其中包括托压和井眼摩阻较大，因此，为提高钻井效率、实现高效钻进，国内外已经研究出了许多降低托压的钻井工具，能有效地降低摩阻，为了保证油田定向钻井效率得到更好的提升，采取有效的应对措施至关重要，因此，本文基于近年来定向井钻井的实际经验，总结了钻井过程托压产生的原因，分析了摩阻的产生，总结了降低托压的钻井工具的应用，为提高钻井效率提供指导。
水平井滑动钻进托压原因以及对策
225托压指钻井的时候，选择定向滑动的过程中，因为管柱摩阻的扭矩影响，在井加大位移的影响下，大位移井当中靠钻铤的重量会承受钻压，可以说是困难重重；在现场中的具体表现是，加压的时候，工具面不发生任何改变，泵压不出现改变，指重表的指针并不回以及钻头位置不发生改变等，此时，工具面会降低幅度，出现蹩泵现象，对水平井的钻井过程造成严重影响，因此要加强这一问题的研究。
1 浅析水平井滑动钻进托压的原因1.1 钻具水平井在定向钻进的最初阶段时，定向钻具的组合当中会出现大直径的扶正器钻具，到达造斜段的时候就会出现很大的阻力，出现托压问题。
水平井的开造斜环节，因为钻铤刚性较大，不容易出现弯曲的问题，当造斜率较大的话，钻铤贴就会在井壁中出现托压；计算倒装钻具，会使得倒装钻具的组合不能发挥自设的效果，反而使得摩阻力增大，出现严重的托压问题；钻进水平段的过程中，不能对最大钻压进行计算，钻具出现多次屈曲，使得摩阻逐渐增大，出现托压问题。
1.2 井眼轨迹在水平井的施工过程中，井眼的井斜大于30°，同时，轨迹会由于施工的定向和地层倾角等因素使得轨迹从设计或者是油气层的走向上偏移除去，特别是在水平阶段运用地质导向的钻井技术，由于要寻找气层段，如果井眼轨迹从油气层中偏移就要对轨迹进行调整，还要连续性地定向发展，导致定向轨迹出现不规则的问题，出现多个S型，使得井眼井壁出现多处台阶，此外，钻具的本体和钻具的接头或者是扶正器的支撑都是在井壁的台阶中，或者增加摩阻，或者把钻具卡在工程的台阶当中，加压没有进尺，托压出现。
1.3 不干净的井眼泥浆的转化非常晚，定向造斜的过程中还是运用的清水聚合物的体系，在泥浆体系中不具备较强的携砂能力，井底出现掉块问题；大斜度的斜井段与水平段很容易出现岩屑床，当钻具进入岩屑床时，会出现一定的压差使得摩阻出现，导致托压问题出现，此外，钻具的接箍和扶正器会被岩屑床托住导致托压问题出现。
1.4 地层水平井进行钻进的过程中，地层会发生交结改变，特别是新钻开的井眼，其井壁并不光滑，在定向的时候接头和扶正器会在地层的交结位置卡住，导致托压问题出现。
托压的对策 [
托压的对策
滑动钻进加不上钻压的解决方法：
–- 采用滑动导向钻井系统，尽可能旋转钻柱。
•需要定向时用滑动钻进方式；
•不需要定向时尽量用旋转钻进方式；
–- 采用动力钻具压差载荷加压；
–- 采用液力加压器加压；
–- 开发先进的旋转导向钻井系统，彻底抛弃滑动钻进方式；
探索出了解决大井斜井段的托压问题
女MH4 井造斜井段在孔店组和中生界地层中，地层硬度大，可钻性较差，从井斜达到65 度后开始出现托压现象，特别是在3221－3300m 井段井斜为850－90.680 造斜过程中发生了严重托压，最大钻压达到300KN 仍然不能钻进，通过补充膨化石墨解决了托压问题。
女MH4 井定向时托压及遇卡
本井钻到3280 米进行导向钻进时，有托压产生，钻具下压30吨，发生憋泵后上提遇卡，上提190 吨未解卡，转动转盘10 圈解卡。
当时泥浆性能：密度1.27g/cm3、粘度53S、失水4ml、泥饼0.5mm、切力2.5Pa/5.0Pa、含砂0.3%、PH9、含油9%、般含3.10%、固相15%、摩阻0.05。
井斜达到75 度后，井下也偶有托压产生。
采用加入1%膨胀石墨的办法，基本解决了托压问题。
控制合理的含油量，固体、液体润滑剂复配使用，特别是引入膨化石墨润滑剂，配合其它润滑剂，降低扭矩和摩阻，防止托压和卡钻。
水平井中钻井液润滑性很重要，建议在造斜和水平井段复合使用原油、膨化石墨润滑剂、塑料小球等，将摩阻控制在0.08 以内，含油量在8-10%为宜。
水平井滑动钻进托压原因以及对策研究
1101 水平井钻进时托压现象及危害托压指钻井过程中，在采用定向滑动过程中，由于管柱摩阻扭矩等问题，在井位移较大的情况下，大位移井中靠钻铤重量向钻头施加钻压非常困难甚至无钻压的现场；现场表现为：加压过程中，工具面无变化、泵压不变化、指重表指针不回、钻头位置不变、无进尺，继续加压时，工具面减小幅度过大、出现蹩泵。
其造成的危害：在水平井钻井过程中，不能正常钻进，甚至毁坏钻具，如若操作不当很可能造成卡钻，造成报废井眼。
2 水平井滑动钻进托压原因分析2.1 井眼轨迹原因水平井施工时候，井眼井斜可达到30o 以上，且轨迹都会因为施工定向以及和地层倾角等原因导致轨迹偏离设计或油气层走向，尤其在水平段采用地质导向钻井技术，因需要寻找气层段，当井眼轨迹偏离油气层时而频繁调整轨迹，连续定向，使得定向轨迹不规则，形成多个S型，从而造成井眼井壁多处出现台阶，钻具本体、钻具接头或扶正器支撑在井壁台阶上，增加摩阻或将钻具卡在台阶中，加压无进尺，进而导致托压。
2.2 钻具原因水平井定向钻进初期，定向钻具组合中大直径扶正器等钻具，在进入造斜段时会受较大阻力，产生托压。
水平井二开造斜段，由于钻铤的刚性比较大不易弯曲，如果造斜率较大，钻铤贴在井壁上造成托压；倒装钻具计算，导致倒装钻具组合没起到应有的作用，反而增大摩阻，出现托压现象；在钻进水平段时候，未计算最大钻压，钻具发生多次屈曲，增大摩阻，发生托压。
2.3 地层原因水平井钻进时，地层交结变化，尤其新钻开井眼，井壁尚未光滑，定向时接头或扶正器卡在地层交结处，造成托压。
钻遇易造浆地层，泥岩水化严重，钻具处在淤泥中，容易粘托和钻头泥包，造成脱压。
2.4 井眼不干净、有掉块或岩屑床存在泥浆转化较晚，定向造斜时仍用清水聚合物体系，泥浆体系携砂能力不强，井底有掉块；大斜度斜井段和水平段容易产生岩屑床，钻具陷入岩屑床中形成一定的压差，增大摩阻，造成托压，或者钻具接箍、扶正器被岩屑床托住造成托压。
定向井钻井托压分析与提效对策研究
定向井钻井托压分析与提效对策研究定向井钻井是一种在地下水平或斜向钻井的技术，通过使用定向井钻井技术，可以在一个位置从地面打几个井，或是在不同深度或方向打几口井，从而探明更多的地下情况。
本文将从定向井钻井托压分析与提效对策这一课题出发，通过对当前相关研究与实践的梳理和总结，旨在为相关行业提供一些参考和借鉴，促进该领域的研究和实践。
一、定向井钻井托压分析定向井钻井的托压分析是对定向井井眼和曲线钻井的受力分析，主要包括钻柱和钻头等钻井工具的托压分析，旨在解决井眼弯曲段和水平段托压的问题，保障井眼的完整性和安全性。
1.1 托压效应及引起的问题在定向井钻井过程中，钻柱和钻头等钻井工具在弯曲段和水平段工作时，会受到不同的力和压力，从而产生托压效应。
这种托压效应会引起一系列问题，如井眼偏心、井眼变小、井底压力增加等，严重时会导致井眼坍塌和井口事故等。
1.2 托压分析方法针对定向井钻井的托压问题，目前常用的分析方法主要有弹性理论、塑性理论和有限元分析法。
这些方法可以帮助工程师和技术人员更好地了解和解决托压问题，保障钻井作业的顺利进行。
当前，国内外对定向井钻井托压分析的研究已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题，如对复杂井眼的托压分析的理论和方法还需进一步深化和完善，实际应用中缺乏有效的托压监测手段等。
为了提高定向井钻井的工作效率和质量，需要针对托压问题提出一些对策，从而降低托压效应带来的不利影响，保障钻井作业的安全进行。
2.1 钻具设计和选择可以通过优化钻具的设计和选择，减轻钻柱和钻头等钻井工具在定向井钻井过程中的受力和压力，降低托压效应的发生和程度，提高钻井的稳定性和安全性。
2.2 优化钻井工艺和操作可以通过优化钻井工艺和操作流程，避免过大的旋转速度和下压力，避免过多的撞击和震动，以减少托压效应的产生和累积，降低井眼变形的风险。
2.3 加强托压监测和控制可以加强托压效应的监测和控制，及时掌握井眼和钻具的受力情况，采取相应的措施和调整，避免托压效应带来的不良影响，保障钻井的顺利进行。
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钻柱的托压问题及井眼的净化与润滑
胜利钻井工程技术公司 李建超1
摘要：分析了定向井中托压的危害及产生原因，本文主要从井眼的净化和泥浆的润滑性能方面分析了缓解定向托压的解决措施，希望对今后的定向井施工有一定的助益作用。
关键词：定向井、托压、泥浆、井眼净化、润滑
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作者简介：李建超，男，2011年毕业于中国石油大学（北京）油气井工程专业，现工作于中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，从事定向井、水平井技术服务，助理工程师。
地址：山东省东营市德州路136号，邮编：257064。
邮箱:ljch2010_happy@ 。
前言 在定向井的施工中，由于轨迹不好、稳斜段长或泥浆性能不好都容易产生托压问题，托压不仅严重影响钻井队的施工进度，而且很容易造成压
差卡钻，给施工造成重大的经济损失，
定向井中的托压问题的解决就变得非常迫切。
1.托压的产生及危害 钻柱的托压效应是指由于井眼轨迹存在曲率或狗腿度，钻柱在弯曲井段以下部分与井眼底边形成接触（或托底）而无法有效施加钻压的现象[1]。
从指重表及综合录井仪上看，就是钻
压不断增加，而钻头的位置不变，没有进尺，泵压不升高也不憋泵，在钻压继续增加到一定大小的时候突然憋泵。
定向井托压导致后期定向效果不明显，且费时费力。
定向井中的托压问题致使油气井钻进没有进尺，严重影响钻井队的施工进度，也很容易造成压差卡钻，给施工造成重大的经济损失。
2.原因分析 定向中的托压问题的原因主要有：由于井眼轨迹不好，狗腿度大；稳斜段越长，井斜越大，钻柱与井壁
接触时产生的滑动摩擦力越大，就越容易托压；井眼不干净，下井壁有岩
屑床，井斜角30°～60°的斜井段岩
屑床形成容易清除较难；泥浆中固相含量高容易造成泥饼虚厚，其与钻具的接触面积大，容易造成托压。
3.井眼的净化和润滑 现场钻机的工作能力是确定的，主要采用减少钻柱接触压力、降低摩
擦因数等方法来缓解钻柱滑动钻井中
的托压问题。
当出现托压问题时，除
了短起下及平滑轨迹外，最重要的就是要保证井眼的净化效果和泥浆有良好的润滑性能。
3.1加强井眼的净化
3.1.1加大排量 不同的井眼钻进时的排量要求不同，钻进中要尽可能的加大排量，冲刷井眼，提高泥浆的上返速度。
3.1.2提高泥浆的携岩性能 根据井下返砂情况调整泥浆的流变参数，一般来说，低固相聚合物钻井液泥浆的动塑比在0.42-0.50之间时携岩效果较好，粘度控制在48s 以上防止钻屑的垂直沉降[2]。
3.1.3用好固控设备 泥浆中的有害固相会对井眼的净
化造成破坏，有可能在定向钻进中造
成粘卡。
钻进中一定要用好离心机、震动筛，清除泥浆中的有害固相。
3.1.4增大钻具外径 钻柱中和点位于最大井斜角井段
以下时，最大井斜角井段的岩屑床厚度会随钻具偏心度增大而增厚[3]。
当机泵设备确定时，适当增大钻具外径可以减小钻具与井眼的偏心距，提高钻井液泵量和环空返速，有利于井眼的净化。
3.1.5使用重塞钻井液
专家认为[4],“重塞”在环空中可产生异乎寻常的“射流”把钻屑从井眼低端驱走，加重的钻井液还可产生更高的浮力，所以，使用重塞钻井液可以有效的清除井眼底部的岩屑床。
3.1.6主动清除岩屑技术
使用主动岩屑清除工具来进行岩屑清除工作也是净化井眼的有效方法，如现场常用的修壁器及文献5中提出拥有“V”型流道结构的岩屑清除工具。
3.2提高泥浆的润滑性能
影响钻井扭矩和阻力以及钻具磨损的主要可调节因素是钻井液的润滑性能，因此钻井液的润滑性能对减少卡钻等井下复杂情况，保证安全、快速钻进起着至关重要的作用。
3.2.1钻井液体系的选择
钻井液的润滑性能首先是由钻井液体系决定的，目前常用的钻井液体系中，油基钻井液体系和合成基钻井液体系的润滑性能较好，而水基钻井液体系虽然润滑性能不断提高，而与油基、合成基钻井液体系相比还有明显的差距[6]。
在大位移井及超大位移井中一般都首选使用油基钻井液或合成基钻井液。
3.2.2钻井液中润滑剂的选择
在钻井过程中，不同的润滑剂有不同的特性，在使用中需要合理搭配。
如水基钻井液，可通过添加极压润滑剂与聚合醇等处理剂的方法，提高钻井液的润滑性能；固体润滑剂石墨粉一个循环周后即从震动筛处返出，持效性差，就要与白油润滑剂和聚醚多元醇润滑剂搭配使用。
3.2.3钻井液中润滑剂的合理配比
当钻井液中的润滑剂添加到一定量后，继续添加，钻井液的润滑性能不会随润滑剂量的增加而有明显的提高，所以，钻井液中润滑剂的添加配比很重要。
3.2.4控制有害固相含量
钻井液中有害固相含量的增加会使钻井液的摩阻系数逐渐增大，润滑性变差，泥饼增厚，钻具嵌入泥饼深度增加，同样使摩阻增大，搞好固相控制和净化，是改善和提高钻井液润滑性能的重要措施。
4.总结
（1）定向井的托压问题不仅减缓施工进度，同时也增大动力钻具及MWD仪器的损耗，减少钻具使用寿命，严重影响井队的经济效益，是当前定向井施工中迫切需要解决的一个问题。
（2）定向井托压产生的原因很多，主要的有轨迹的平滑性、稳斜段长度、井斜角大小、井眼的清洁程度和泥浆的润滑性能等。
（3）现场施工中，轨道参数和实钻轨迹都确定的情况下，主要从井眼的清洁程度和泥浆的润滑性方面入手解决托压。
（4）施工中要适当加大排量，并用好固控设备，调配好泥浆，保证井眼清洁。
（5）钻井液的润滑性能是解决托压问题的一大利器，施工中应做好润滑剂的选择及添加配比。
参考文献
[1]易先中，宋顺平，陈霖，王立宏.复杂结构井中钻柱托压效应的研究进展[J].石油机械,2013,(5):100-104,110.
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