定向钻进技术论文:王宝河定向钻扩孔过程中的施工难点及处理措施
定向钻进技术论文:王宝河定向钻扩孔过程中的施工难点及处理措施摘要:定向钻进技术用于非开挖铺设管线在我国得到了极大的推广应用,施工设备和技术日臻完善,已达到较为先进的水平。
但实际施工过程中的风险还是比较大的,主观因素和客观原因共同主宰着施工的成败。
文章阐述了大港油建王宝河定向钻扩孔过程中出现的难点和处理措施。
关键词:定向钻进技术;牙轮磨损;钻屑清理;后续扩扎;卵石层处理定向钻扩孔施工过程中随着施工的进展,地质条件、泥浆配比、泥浆泵的排量和压力、钻进的速度以及清孔效果都需要我们在施工过程中进行严格控制。
下面就浅谈一下我们在这几个方面的教训和经验。
一、工程概况王宝河主要穿越地层划分为4层:①粉质粘土;②圆砾;③卵石;④-1全风化粉砂岩;④-2强风化粉砂岩;④-3中等风化粉砂岩。
本工程共穿越两条管线:输气管线φ1016×21mm和光缆套管20#无缝钢管φ114×6.4mm,采用定向钻方式敷设。
入土角8°,出土角6°,穿越水平长度755.6m,穿越管底设计标高为-12m处。
根据入土点高程计算,穿越深度约为30m(距离入土点深度),实际深度24m。
出入土两侧均存在卵石层地质结构,出土点卵石层厚12m,入土侧卵石层厚14m。
二、出、入土端的卵石层的处理为了避免出、入土端卵石段塌方造成卡钻事故,采用在入土端打斜套管和在出土端采用开挖卵石层换土这两种方式避开卵石段。
入土端套管顶进过程中,首先顶进φ2032mm×30mm的钢套管,当顶进至约35m左右,顶推力过大(达到360t),我们估算如果按照设计要求,即使推力达800t,也未必能完成剩下的套管顶进。
为此,我们通过向建设单位以及设计单位等申请,于原φ2032mm×30mm内顶进一根φ1650mm×20mm 的钢套管作为主支撑套管以有效的减小顶进力,从而保证施工的顺利完成。
但由于两种套管间隙较大,在φ1650mm×20mm的顶进过程中出现了顶推力突然加大的现象,我们分析主要为在顶进过程中两层套管之间间隙返入个别较大的卵石造成的这种情况,为此我公司也有针对性的对泥浆、顶推力以及绞龙掏挖长度等参数进行了及时的调整。
当新顶进套管的底部已经触及岩层时,套管上部依然处于卵石层中,仍有卵石不断塌落,使得后续施工无法正常进行,而且此处含水量大,人员机械无法下到管头作业。
为此,我们采用了“帽檐”法稳定套管上方的卵石层,从而保证缺口处卵石层有效支护。
但在后来施工过程中由于帽檐翻转卡扩孔器,最后改为开挖处理,以至于后期出、入土点都有一个巨大的泥浆坑。
不过在这个工程中得到的卵石处理经验,也为我们今后进行类似的工程施工提供了宝贵的技术支持。
三、泥浆的问题泥浆是定向穿越中的关键因素,被视为定向钻的“血液”,其主要作用是携带和悬浮钻屑并排到地表、稳定孔壁和降低钻进时所需的扭矩和推拉力、冷却和冲洗孔底钻具。
但在此工程施工过程中却出现了以下几个问题:一是开挖坑内有自由水会返到孔洞内,对泥浆性能造成破坏,导致岩屑沉淀在孔洞内,出现复杂情况;二是泥浆不能实现流动净化,泥浆的净化装置不配套合理;三是泥浆泵排量与扩孔速度不配套,需要加大泥浆供给量,提高泥浆泵压和流量;四是泥浆性能不能满足要求,泥浆添加剂添加种类和数量需要调整。
针对以上问题,现论述原因及解决措施如下:1.自由水中的ca2+、mg2+渗透到泥浆中后产生了化学反应,降低了泥浆的粘结力,使得泥浆的粘度降低,造成泥浆的携砂能力下降,这也是造成孔内岩屑大量堆积,形成岩屑床的原因。
在坑内水多,泥浆量少的情况下,我们采取在坑内下污水泵,把水抽走,边返泥浆边抽水,待泥浆全部占满开挖坑(泥浆或抽走或循环使用)。
随着泥浆返出的越来越多,自由水进洞就可以得到逆转,经过长期观察,原来从泥浆坑内抽水配置泥浆,后来就逐渐抽不动了,自由水已经不能流动,从现在的情况来看,我们下坑的污水泵,抽出的全是废泥浆,粘度在45秒以上,从此可以判断现在坑内不存在自由水的问题。
这个现象从理论上也可以解释清楚,在扩孔过程中开挖坑内的泥浆越来越多,页面已经上涨了三米左右,目前已经形成了正的压差,泥浆在正压差的作用下,整个泥浆坑会形成密实的泥饼,泥饼会阻止地下水渗透到地层表面,同时泥浆的自由水会形成反渗透,这个反渗透就是所说的泥浆的失水,钻井泥浆的理论也是通过泥饼的阻止作用阻止地下水渗透到井眼内的,这个过程是个平衡过程,如果现在清理泥浆,压差变小,平衡破坏,地下自由水会重新渗透到地层表面。
2.由于前期扩孔过程中产生的岩屑砂砾量非常大,泥浆携砂新能不高,有大量的砂和泥,这样为以后的扩孔和管线回拖工作留下了相当大的隐患。
为此我们在穿越西侧再准备泥浆池,抽动开挖坑内泥浆,实现泥浆流动性能;为进一步改善泥浆净化装置,更好的利用回收泥浆,我们采用能处理泥浆中0.4毫米以上岩屑,每小时处理泥浆量为200方的黑旋风除砂器和除泥器。
3.成功的扩孔不仅需要使用适当的钻进泥浆,同时也要使用足量的泥浆以便在孔内形成可流动的泥浆,确定合理的扩孔速度,使泥浆和钻屑比例达到不小于1﹕1,从而降低回拖力和扭矩,扩孔的速度须按照这个原则确定。
例如:如果泥浆泵的排量为3m3/min,在φ1350扩孔的过程中,每扩1米长度所需要的泥浆量为π*1.352/4=1.43m3/m,这样才能维持1:1比例的钻进液和钻屑。
那么对于一个3m3/min泥浆泵每分钟能扩孔的长度为3/1.43=2.1m。
我们根据上述计算方法判断出之前的扩孔速度较快,泵压和流量跟不上,孔内出现干燥的而且混合不良的钻屑,这时候就没有泥浆返出孔外,钻屑将停留在孔内,给工程造成隐患。
为保证在回退扩孔器过程中的速度以及降低由于大孔洞情况下推钻杆造成钻具的折断等情况的发生,同时加大清孔力度,我们分别于出入土两侧停放两台钻机设备以及两套泥浆系统。
我们采用一台每分钟3m3和一台每分钟2.25m3方的泥浆泵,提高泥浆的压力和排量。
4.性能好的泥浆能起到悬浮岩屑、携带岩屑及稳定井壁的作用。
根据前期泥浆携带岩屑能力不强,造成岩屑富集,扩孔后孔内残留钻屑较多的情况,以及自由水破坏坑内泥浆性能的现状。
我们后期加大了膨润土和泥浆添加剂(正电胶粉、纯碱、大分子聚合物、滤失剂等)的投入,目的是保证泥浆在具备一定粘稠度的情况下,提高泥浆的流动性和泥浆动静切力,增强泥浆的携带型。
后期泥浆的粘度基本保持在55s以上,且根据返浆情况来看,钻屑的携带量有了明显的提高。
同时我们增加级间的洗孔次数,尽量清理孔内岩屑。
四、牙轮磨损和钻屑清理问题在施工过程中,地质条件复杂,主要体现在:地质为破碎性中砂岩含有石英砂和长石,软硬变化大。
当进行φ400mm 扩孔时,扩进非常困难,主要表现为扭矩大,钻具磨损严重,扩进速度非常慢,牙轮合金头磨损不是很明显,但是扩孔器外围、包括牙轮的侧壁、后背磨损严重,磨掉6个牙轮。
并且在φ550掉两个牙轮,φ800掉一个牙轮(可能是帽檐翻转卡在边沿上掰断的)、φ930掉四个牙轮,φ1050掉三牙轮,每级扩孔都是从两头扩孔完成的。
每级扩孔完毕后都需要使用打捞筒(内置磁铁)结合小绞龙进行打捞,浪费了大量的人力、物力和财力,并且严重拖延了施工工期。
对于原因,我们判断为该段中砂岩岩体硬度并不是很高(大部分30mpa左右,个别40~50mpa),但是其研磨性非常大。
而且地层中的砂岩为破碎性中砂岩,扩孔时易破碎,岩屑量大,泥浆很难携带出来,从而在孔洞中堆积,形成岩屑床,随着孔径的扩大,更不易携带出来,这些岩屑对扩孔相当不利。
就是这些岩屑严重磨损了扩孔器的牙轮,使得牙轮从背部折断。
为了加快施工进度,我们尝试了截齿和钢齿两种钻头所制成的扩孔器进行扩孔。
发现扩孔效率大大提高,但是相对此地层,此两种扩孔器的耐用度也非常短,截齿扩孔器在扩进7根钻杆左右,合金齿全部磨光,钢齿扩孔器扩进12根左右,后背磨损严重,钢齿全部磨光,此两种扩孔器均不适应此种地层。
在经历过掉牙轮的严重事故之后,最终我们打算在φ1050级扩孔时,增加了扩孔器的投入,决定每级扩孔准备三个扩孔器,根据之前的扩孔参数及扩孔记录,多更换扩孔器,以保证不掉牙轮。
另外,改进扩孔器的结构、工艺,提高扩孔器质量;购置结构合理新的扩孔器,比如上海钻一机械有限公司的牙轮式扩孔器和天津博伟中天有限钻具公司的滚刀式扩孔器(耐磨、效率低)。
但是在采用滚刀式扩孔器对φ1050进行扩孔过程中,滚刀式扩孔器效率非常低,每小时约扩进1米,而且呈越扩越慢趋势,根据此速度,无法完成扩孔,随即决定更换扩孔器,扩孔器在退至套管头时,由于扩孔器自身重,而且后部无导向部分,扩孔器卡死在套管头部,由早晨5点至上午11点反复进退、旋转仍无法退出,经过研究分析,根据实际加设中心支撑架,经过一周打捞,将扩孔器救出。
为此,扩孔器仍选用牙轮式扩孔器,同时决定将套管头部段开挖掉。
扩孔的同时,我们也自制了开口式清孔器进行清孔,清孔时使用新泥浆进行填充,直到看到开挖处有明显泥浆流出。
清孔工作每级至少3遍。
回拖前的清孔工作,我们采用绞龙组合式清孔器,清孔时速度和泥浆量要严格控制,泥浆量要增加,一方面,可以搅动孔洞中的钻屑,随泥浆流出,另一方面孔洞中的大钻屑被绞龙绞入清孔器内,随清孔器带出,清孔次数要依据钻机的参数和孔洞中的情况,保证回拖的顺利进行和防腐层不被破坏。
五、卡钻现象我们在前期扩孔过程中,无明显征兆,扭矩突然增大,扩孔器迅速卡死,造成停工。
因为地质是破碎性中砂岩,而且空洞内形成了岩屑床,所以我们分析卡钻主要是坍塌卡钻或岩屑床卡钻。
在没有有效办法克服卡钻的前提下,我们采用两台钻机相连,一方面在频繁更换扩孔器时回退迅速以及可以两头扩孔和避免一侧推钻杆造成钻具的折断,另一方面在出现卡钻现象时可以两台钻机一起解卡。
但是如果采用硬力进行解卡,也会造成牙轮掰断的现象,给后来施工造成很大的困难。
例如:在扩φ800孔时发生卡钻,卡钻后用另一台钻机解卡,结果造成牙轮掰断,经过2次打捞均未捞出,后采取绞龙清孔,将掰折牙轮清至软岩地层。
在扩φ930孔的过程中,情况更为严重,扩孔至29根处,扩孔器卡死,使用任何单台钻机无法将扩孔器解卡,后使用两台钻机同时使力,方才解卡,待扩孔器退出后,扩孔器有3个牙轮掰折,后采用另一端扩孔,更换2个扩孔器,才将φ930孔扩通。
扩通后,用打捞器打捞牙轮,经过两级清孔器,才将φ930孔内杂物清理干净。
同时我们也采取一些防止卡钻的预防措施,例如:添加正电胶粉等添加剂,提高泥浆密度(1.3g/cm3)及粘度(55秒),使得钻屑更好的随钻井液带出孔;根据具体地质情况,降低钻进速度等。
六、后续扩孔由于采用两头扩孔的方法,孔的曲线不能保证平滑,我们怀疑这种方式可能会产生台阶。
定向井钻井技术常见问题与对策分析
定向井钻井技术常见问题与对策分析【摘要】本文围绕定向井钻井技术常见问题展开分析与对策,主要包括定向井钻井过程中井深失控、井眼偏斜度控制不良、测斜数据准确性、钻头偏离目标层位以及地层异常情况等问题。
针对这些问题,提出了相应的技术对策,如严格控制钻井参数、加强井眼轨迹监测、提高测斜仪器精度、优化钻井工艺和及时调整设计方案等。
通过分析这些问题及对策,可以有效提高定向井钻井技术的水平和效率,确保钻井作业的顺利进行。
定向井钻井技术常见问题的对策分析在钻井作业中具有重要意义,对于确保生产进度和安全性起着关键作用。
【关键词】定向井钻井技术、问题分析、对策、井深失控、井眼偏斜度、测斜数据、钻头偏离、地层异常、重要环节1. 引言1.1 定向井钻井技术常见问题与对策分析定向井钻井技术是一种用于在地下目标区域实现井径、井深、井轨的预定目标的一种钻井技术。
在定向井钻井过程中,会遇到各种各样的问题,如井深失控、井眼偏斜度控制不良、测斜数据准确性问题、钻头偏离目标层位、地层异常情况等。
这些问题如果没有有效的对策分析和解决方案,会对钻井作业造成严重影响。
为了有效应对定向井钻井技术常见问题,需要对每个问题进行深入的分析和研究,找出问题的根源,制定相应的应对对策。
只有通过科学合理的方法和措施,才能有效降低定向井钻井作业中出现问题的风险,提升钻井作业的效率和质量。
本文将重点讨论定向井钻井技术常见问题的对策分析,探讨如何有效应对定向井钻井作业中可能遇到的各种困难和挑战,以期为相关从业人员提供一些实用的参考和指导,进一步推动定向井钻井技术的发展和应用。
2. 正文2.1 问题一:定向井钻井过程中井深失控的原因及对策井深失控可能是由于钻井液密度控制不当所致。
钻井液密度不足或过高都会导致井深失控的风险增加,从而造成意外事故。
井深失控还可能与钻具控制不当有关。
如果钻具运转不稳定或者受力不均衡,都会增加井深失控的可能性。
针对井深失控问题,需要采取相应的对策来进行处理。
定向钻井技术中的常见问题及对策分析
定向钻井技术中的常见问题及对策分析摘要:社会在发展,时代在进步,作为国家经济发展的重要内容,对于实力雄厚,规模效益强大的煤炭地勘单位的产业发展而言,如何响应国家号召,实现经济发展转型、产业结构调整,充分利用新的地质勘查技术提升市场竞争力,成为新一代地质人研究的重点。
定向技术是21世纪应用于钻探施工中的新技术,该技术的应用大大拓展了钻探工程的应用领域,为传统的地勘单位的产业发展转型布局带来了契机。
关键词:定向钻井技术;定向仪器;井斜1定向技术及水平井施工的经济意义1.1大大节约了钻机设备转运及物流成本传统勘探直井只能做到一台钻机只打一口井,为了实现不同且多样化的地质勘探施工目的,整个施工项目不得不上多台钻机同时施工,需要投入大量的人力、物力、财力,工程管理难度和施工成本大大增加。
在没有多台钻探设备和熟练施工人员的情况之下,一个钻井完孔验收之后,其井队设备人员需要在较短的时间内转移至新井的打钻之处。
时间紧任务重,设备转运成本大大增加,在井队钻探设备转运过程中容易诱发安全事故。
转运设备的物流成本高昂。
而定向技术应用于钻探领域后可以通过打出主井下完套管后,再打出不同的分支精准地打到目标层位,实现一口垂直主井多个分支水平井的辐射状态,用一口主井和多条水平井的施工设计方案,完成甲方规定的勘探目的和任务。
免去了多台钻机多个井队同时施工,工程管理难度大的尴尬局面。
同时也免去了钻探设备搬运的高昂耗费。
实现了资源的优化配置,促进了产业的有效集中。
1.2定向钻井技术应用降低了清赔费用传统地勘企业利润低、效率低的另一个主要因素是,井队和钻探设备进场时需要和施工当地的市、县、乡镇政府协调和当地村民协调好清赔问题,以达到最小程度地破坏耕地,使得当地农民损失最小化,施工井队利润最大化。
首先不同的施工场地可能分布在不同的市、县、乡镇辖区,一个工程可能需要和多个市、县、乡镇协调,协调难度加大,其次按照正常程序走,需要政府的逐级审批,往往从地质合同的签订到进场施工需要长期的沟通协调时间,耽误了施工的黄金周期。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是现代石油勘探开发中不可缺少的技术手段之一。
在井下定位、导向、控制钻进路径等方面具有广泛的应用。
然而,使用定向井钻井技术时,常常会遇到一些问题,因此需要在钻井过程中根据实际情况采取相应的措施,以保障钻井安全与效益。
下面就定向井钻井技术中常见问题的处理对策进行简要介绍。
一、导向偏差问题导向偏差是定向井钻井过程中一种常见的问题,其产生的原因可能是多种多样的。
例如,起钻过程中井筒非对称、井筒偏斜度差异等。
对于这些问题,可以采取以下的对策进行处理:1、定期检查井筒情况-确保井筒的对称性以及完好性,及时发现导致导向偏差的元素。
2、选择合适的定向工具进行钻探-合适的定向工具不仅能够帮助钻头尽快切入地层,同时也能够减小偏差产生的可能性。
3、控制起钻的速度-快速起钻容易引起直径变化,从而产生导向偏差。
4、采用范围更广的导向系统-一些导向系统较为局限,需要根据具体地质情况选择合适的导向系统。
二、井深控制问题井深控制问题主要是指在定向井钻探中,钻机在达到设定井深时难以保持向下持续探进。
钻机停止钻井,没有钻头向下探入地层,存在类似打滑的现象。
这种现象对整个钻井作业的进度带来严重的影响。
下面是相应的处理对策:1、选择合适的钻头-合适的钻头以及合适的钻头连接配件可以使钻进操作变得更加顺畅。
2、调整钻井液-钻井液不稳定是一个导致井深控制不良的原因。
选择稳定的钻井液。
3、沉积物的提前预测-沉积物的状况和类型对井的探进能力有很大的影响,因此预先了解沉积物的性质可以使操作更加有效。
三、井壁稳定问题在定向井钻探过程中,有时会遭遇到井壁不稳定的问题,如井壁塌方、井眼圆形失真、破损、穿透等等。
井壁不稳定会导致探进难度加大,井深控制不当甚至导致严重事故。
下面是相关的处理对策:1、合理选择钻井液-选择适合地质环境的钻井液,采用高分散、低黏度、增加含水率等聚合物或化学剂。
2、采用自举装置-在破坏地层的地区,可以采用一些自举装置来取得必要的探进深度和速度,同时能够减小井壁危害。
定向钻施工的清孔、扩孔、铺管技术难点
定向钻施工的清孔、扩孔、铺管技术难点水平定向钻施工的清孔、扩孔、铺管技术难点,主要有以下几个方面:一、卡钻:卡钻是扩孔中常见技术的难点,遇到卡钻,分析判明原因后处理。
(1)与地下管线相碰卡钻,退出钻头,拖回钻杆,钻机移位,重做导向孔。
(2)杂填土中的砖块、石块卡钻:松脱扭矩,转动钻头,缓慢扩孔;杂填土中的大块石、混凝土块卡钻:设法退出钻头,钻机移位重做,或者挖出石块,继续扩孔。
切莫蛮干,否则会扭断钻杆,将钻具丢失孔内。
(3)大直径钻头扩孔,遇到硬粘土层,造成频繁卡钻,放慢扩孔速度,加大泥浆量,有时回拖一根钻杆,需要40分钟。
(4)钻头与树根相遇卡钻,松脱扭矩,缓慢回扩,通过树根后又给进重新回扩,将树根粉碎,以防铺管时有障碍。
二、缩径:软土层扩孔,孔内容易产生缩径现象。
钻杆卸下后,孔内水从钻杆倒流出,说明孔内严重缩径。
缩径严重时,被铺管会受到挤压变形,甚至卡死被铺管。
遇到严重缩径,选用固相泥浆护壁,使孔内压力平衡,保持成孔。
或加大一级钻头扩孔,再清孔铺管。
选用硬度较高,抗侧压力强的PE、PVC管材。
如果轻微缩径,一般多清一次孔即可铺管。
三、坍孔:沙质粘土层、沙层、松散回填土层扩孔易坍孔,坍孔埋钻、卡钻、卡死被铺管,造成路面裂缝下陷。
选用固相泥浆、重胶质固相泥浆护壁,可有效地防止坍孔。
如果是块石堆积处坍孔,只有将块石清除后方可继续扩孔。
四、钻孔膨胀,黏土层,底层遇水膨胀:在这类地层钻孔铺管,成孔后,孔内土层膨胀,孔内泥屑增多,孔径变小,被铺管易拉扁。
选用优质无固相护壁,泥浆失水少,减少孔壁与水接触。
扩大一级扩孔,多清两次孔,可有效防止地层膨胀,挤压铺管。
五、泥浆漏失:在松散的回填土层,地下水位较低,沙质粉土层、粉土层、沙层、河床底的软土层,沙层扩孔。
泥浆不从孔口返出,而从孔内漏失,增大泥浆浓度和粘度,在孔壁形成泥皮阻漏,有效地防止泥浆漏失。
在穿越河流时,泥浆漏失而又无法阻漏就顺其自然。
六、泥浆渗出:在扩孔回拖铺管时,常见泥浆从孔中渗出地面。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种通过控制钻井工具和钻井液的流向,使井眼的钻向偏离垂直方向,达到特定目的的井眼方向控制技术。
在定向井钻井过程中,会遇到一些常见的问题,需要及时处理,以保证钻井作业的顺利进行。
本文将介绍一些常见问题及处理对策。
一、井眼偏离目标方位在定向井钻井过程中,井眼偏离目标方位是一种常见问题。
这可能是由于地层性质变化、工艺操作不当等原因导致的。
对于这种情况,可以通过以下处理对策来解决:1. 加强目标井施工设计,合理确定井眼轨迹。
在施工前仔细分析地层情况,确定井眼轨迹,并合理安排钻头进给速度和旋转速度,以确保井眼的稳定。
2. 加强地质勘探,准确获取地层信息。
在施工前进行详细的地质勘探,获取准确的地层信息,以便更好地评估地层特性和钻井参数,从而减小井眼偏离目标方位的可能性。
3. 加强施工现场监测与管理。
实施全程监测,及时了解井眼的状态,对发现的问题及时调整施工方案,进行必要的井眼修复。
二、井眼偏离设计井斜率1. 钻井液调整。
根据地层情况和井眼轨迹,对钻井液进行科学调整,提高其稳定性和钻进性能,减小井眼偏离设计井斜率的可能性。
2. 钻具选择和维修。
合理选择适应地层特性和井眼轨迹的钻具,并定期进行维修检修,保证钻具的良好状态,减小磨损和偏离的可能性。
3. 运用定向井钻井工具。
选择合适的定向井钻井工具,如方位钻头、导向钻铤等,通过控制井眼方向,确保井眼保持设计井斜率。
三、堵塞与堵塞次数过多2. 钻具清洗和更换。
定期对钻具进行清洗,去除积存的泥浆和固体颗粒,减小堵塞的可能性。
根据井眼状态和地层特性,选择合适的钻具进行更换,以确保钻进的连续性。
3. 运用钻井工具处理。
在井下使用合适的堵塞处理工具,如堵塞剂、堵塞钻头等,及时处理堵塞问题,恢复钻进作业。
四、井眼损失与井眼稳定性差井眼损失是指钻井过程中由于地层渗透性大、井壁强度差等原因导致泥浆和钻井液大量流失的现象。
井眼稳定性差是指井壁不稳定,容易出现塌陷、卡钻等问题。
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施伴随着社会的发展,现代化建设速度逐渐加快,油田的采掘数量也在日益渐增。
其中在石油采掘中,定向钻井技术有着举足轻重的地位,人民也越来越意识到其关键作用。
在现在社会,定向钻井技术虽然已经普及,但仍存在着一些问题需要改善。
本文叙述了定向钻井技术有关的作用及其技术特征了,并提出了使用该技术采掘过程中会发生的问题,并针对这些问题也提出了一些解决措施。
标签:定向钻井问题;常见问题;解决措施引言:目前我国石油勘测和采掘已经普遍运用定向钻井技术,而且这一技术的普及应用有利于提高我国石油采掘技术的程度和水准,优势是显而易见的,但是,一些问题在此技术上仍需解决,才能够促使勘探工作顺利进行。
如果要想降低石油的采掘难度,提高其采掘率,给石油企业带来更多经济上的效益,就需要加大对定向井技术的投入,解决定向井技术中存在的问题。
一、关于定向钻井技术的分析定向井技术具有很多优势,它对于环境的适应性和灵活性使得在现实运用过程中得心应手,这一技术的不断改进和面世解决了石油行业中面临的诸多难题。
定向钻井技术不仅提高采掘石油的有效性,从经济角度来说必然具有实效性,在某种程度上可以有力打破以往地形天气等限制因素。
这一技术的宣传推广应用不仅可以带动相关产业的进步,也给未来科学技术发展带来了动力[1]。
随着社会的发展,科学技术日益进步,市场需求也逐渐面向多元化,这一技术也受到了国内外行业的欢迎。
定向钻井技术也给行业带来了一定的经济效益,其应用价值已经得到肯定。
以现在的本行规范来定义的话,可以将定向井划分为三类,包括斜度定向井、斜度定向井、大斜度定向井。
这一技术的不断发展和完善,已经证实了在现实运用中,开采石油过程里提高了石油開采效率,显著降低了成本,这一技术的灵活运用,也要根据实际情况发挥其作用,总体来说,这一技术应用范围及其广泛,在一些环境复杂的条件下也能发挥其重要作用,这一技术操作起来并不复杂,所以其地位也在日益增加。
钻进过程中可能出现问题的应对措施及预案
第一章钻进过程中可能出现问题的应对措施及预案一、防止定向钻在钻孔时呈“S”形的措施在定向穿越施工过程中,孔道有时会出现“S”形的现象,造成这一现象的主要原因是导向孔曲线成形不好和扩孔时出现偏扩。
地表或地下磁干扰造成探头探测数据失真,易诱导导向孔曲线成形不好;穿越地层软硬不均和扩孔器组合方式不当,易诱导扩孔器在孔道内偏扩。
为防止在定向穿越施工过程中,孔道出现“S”形的现象,我方计划从以下两方面采取措施:1)导向孔精心控向,避免在这一阶段出现“S”形的现象2)认真做好穿越中心线的磁方位角测量。
在导向孔开钻前,要测量穿越中心线的磁方位角,这一数值是导向孔控向的原始依据数值,必须准确。
我们通过在地表多点测量(一般情况下,出、入土侧各取两个点),然后将各组数据进行分析对比,排除由于那些由于磁干扰而错误的数据,确定正确的磁方位角数值。
如果各组数据相差较大(0.2°以上),则增加测量点(2~4个),直到确定正确的数值。
3)导向孔严格按设计曲线钻进在开钻前对司钻人员作好详细的技术要求,对每一根钻杆的钻进要求都提前在图纸上作好标注;在钻进时,准确及时地向司钻人员发布控向指令,并随时根据钻进情况调整司钻推进、旋转操作。
使导向孔严格按设计曲线钻进。
在导向孔施工阶段,重点控制导向孔钻进质量,避免误操作。
4)认真分析穿越各地层组成成分、物理力学性质,选取合理的扩孔工艺,防止扩孔器偏扩①认真分析穿越各地层组成成分、物理力学性质。
穿越各地层往往软硬不均,因此,在钻前,要将各穿越地层中土的类型、含水量、孔隙度、粘聚力、内摩擦角、地基承载力标准值、侧摩阻力、锥尖阻力等等,仔细阅读,将这些数据标识在穿越曲线图上,以指导司钻人员操作。
②根据穿越地层选用合理的扩孔器组合方式。
原则上,在地层呈软塑、可塑状态的淤泥质粘土或粉质粘土时,采用桶式扩孔器;在地层呈硬塑状态的粘土或粉质粘土时,采用切割刀式扩孔器。
在小级别扩孔(Φ300)时,可以采用切割刀式扩孔器;在较大级别扩孔(Φ700)时,尽可能采用桶式扩孔器,以减轻扩孔器在软地层中因自重大、土层对扩孔器的承载面积小而下沉的程度。
王宝河定向钻扩孔过程中的施工难点及处理措施
王宝河定向钻扩孔过程中的施工难点及处理措施作者:范士东来源:《中国高新技术企业》2011年第10期摘要:定向钻进技术用于非开挖铺设管线在我国得到了极大的推广应用,施工设备和技术日臻完善,已达到较为先进的水平。
但实际施工过程中的风险还是比较大的,主观因素和客观原因共同主宰着施工的成败。
文章阐述了大港油建王宝河定向钻扩孔过程中出现的难点和处理措施。
关键词:定向钻进技术;牙轮磨损;钻屑清理;后续扩扎;卵石层处理中图分类号:TE973 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)15-0067-03定向钻扩孔施工过程中随着施工的进展,地质条件、泥浆配比、泥浆泵的排量和压力、钻进的速度以及清孔效果都需要我们在施工过程中进行严格控制。
下面就浅谈一下我们在这几个方面的教训和经验。
一、工程概况王宝河主要穿越地层划分为4层:①粉质粘土;②圆砾;③卵石;④-1全风化粉砂岩;④-2强风化粉砂岩;④-3中等风化粉砂岩。
本工程共穿越两条管线:输气管线Φ1016×21mm 和光缆套管20#无缝钢管Φ114×6.4mm,采用定向钻方式敷设。
入土角8°,出土角6°,穿越水平长度755.6m,穿越管底设计标高为-12m处。
根据入土点高程计算,穿越深度约为30m(距离入土点深度),实际深度24m。
出入土两侧均存在卵石层地质结构,出土点卵石层厚12m,入土侧卵石层厚14m。
二、出、入土端的卵石层的处理为了避免出、入土端卵石段塌方造成卡钻事故,采用在入土端打斜套管和在出土端采用开挖卵石层换土这两种方式避开卵石段。
入土端套管顶进过程中,首先顶进φ2032mm×30mm的钢套管,当顶进至约35m左右,顶推力过大(达到360t),我们估算如果按照设计要求,即使推力达800t,也未必能完成剩下的套管顶进。
为此,我们通过向建设单位以及设计单位等申请,于原φ2032mm×30mm内顶进一根φ1650mm×20mm的钢套管作为主支撑套管以有效的减小顶进力,从而保证施工的顺利完成。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是油气开采中非常重要的钻井技术之一,它可以在同一井眼内钻出多个井段,提高了油气开采的效率和经济性。
然而,该技术存在一些常见问题,本文将对这些问题和处理对策进行介绍。
问题一:井眼非直定向井钻井过程中,井眼偏离了预设方向,这可能是由于地层情况不符预期,钻头损伤或井眼稳定性不足等原因导致的。
这会使钻井作业受到限制,甚至使定向井无法顺利完成。
处理对策:对井眼稳定性进行评估,采取相应的措施加固井壁,切换更适合当前地层的钻头,及时进行钻头磨损检查和更换,及时调整井眼方向。
问题二:测量数据误差定向井需要通过测量钻井慢速变化的趋势和方向,以便正确控制钻头方向和地层钻进方向。
然而,测量工具和技术不可避免地会出现误差,这可能导致钻井方向误差增大,从而影响定向效果。
处理对策:要对测量仪器进行校正和质量检查,确保它们的准确性和稳定性;及时反馈钻井测量数据,对数据进行分析,及时调整钻井方向和控制井身偏离等。
问题三:定向钻井难以精细控制定向井钻井的控制较为复杂,难以实现精细的控制,从而导致偏离预期轨迹或者控制不住井眼方向,甚至井眼交叉或在地层中迷失等问题。
处理对策:采用高精度钻井测量仪器和技术,提高测量和控制的准确性,实现更加细致和精准的控制。
利用定向井钻井软件实时监控钻井过程,及时反馈数据进行调整。
问题四:定向井因地层错层等原因受限地层情况的复杂程度可能导致定向井无法顺利完成,例如如果井段受到了错层、断层等地质构造的影响,会造成困难。
处理对策:对井眼结构和地层进行充分评估,选择合适的钻头和测量仪器,设计合理井眼轨迹,通过线性稳定系统、位移评估系统等技术手段应对错层、断层等地质条件的限制,提高定向井的钻进成功率。
总之,钻井公司应该针对不同的情况和地质条件,实施科学而有效的处理对策,充分利用现有技术手段以确保定向井钻进成功率和经济效益。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种用于在地下储层中钻向特定目标的技术。
在钻井过程中,可能会遇到一些常见问题,以下是其中一些问题及处理对策:1. 钻头偏斜问题:钻头在钻进过程中可能会偏离预定方向。
处理对策可以使用测斜仪和中央处理器来监测钻头位置,并及时调整钻进方向。
2. 钻头堵塞问题:钻头可能会被岩层碎片、泥浆或其他杂质堵塞。
处理对策可以使用套管和钻井液来清理堵塞物,或者更换钻头。
3. 井眼扩大问题:在钻井过程中,井眼可能会因为钻头旋转而扩大,导致钻井液流失,钻井进展受阻。
处理对策可以及时更换套管来修复井眼,并调整钻进参数来控制扩大速率。
4. 地层塌陷问题:地层塌陷可能会导致井眼不稳定,甚至垮塌。
处理对策可以使用固井技术来加固地层,或者使用抗塌剂来防止地层塌陷。
5. 钻柱结构问题:钻柱在钻进过程中可能会出现结构问题,如弯曲、断裂等。
处理对策可以及时检查和替换受损钻柱部件,保证钻井顺利进行。
6. 钻头磨损问题:钻头在地下钻进过程中会受到地层的磨损,导致钻头寿命缩短。
处理对策可以选择使用更耐磨的钻头材料,或者及时更换磨损的钻头。
7. 钻井液污染问题:钻井液可能会受到地层化学物质的污染,影响钻井效果。
处理对策可以使用化学清洗剂来清洁钻井液,或者更换新鲜的钻井液。
8. 气体逸出问题:地下储层可能存在气体,当钻进过程中遇到气体逸出现象时,可能会造成安全风险。
处理对策可以使用气体检测仪来监测气体浓度,并及时采取安全措施,如停止钻井和排放气体。
9. 钻井速度问题:钻井速度可能会受到地层硬度、岩层性质等因素的影响,导致钻井效率不高。
处理对策可以根据地层情况调整钻头类型和钻进参数,提高钻井速度。
10. 钻井精度问题:定向井钻井的目标是达到特定地层目标,精度较高。
处理对策可以使用测斜仪和地层采样器来进行地层测量和采样,确保钻井达到预期目标。
定向井钻井技术中可能会遇到各种问题,但通过合理的监测、调整和处理,可以提高钻井效率和安全性。
