定向井施工中扶正器钻具组合应用探讨
定向井底钻具组合的类型

定向井底钻具组合的类型吕永华根据井底钻具组合的设计目的或作用效果不同,可分为以下三类:增斜、降斜、稳斜。
实际上常规定向井的最基本钻具组合有四个,即马达造斜钻具,转盘增斜、降斜和稳斜。
在渤海地区常用钻具组合的总结如下:1、在12-1/4井眼中四套基本钻具组合有:马达造斜:12-1/4BIT+9-5/8Motor(1.15-1.5)+11-3/4STB+8NMDC+8HOS+8S.NMDC+F/V+7-3/4(F/J+JAR)+5HWDP(14)转盘增斜:12-1/4BIT+12-1/4STB+8NMDC(1)+8DC(2)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)BOR:(2-4)º/30m降斜:12-1/4BIT+8NMDC(1)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)BOR:-(2-3)º/30m强降斜在钻头上加两根钻挺。
稳斜:12-1/4BIT+12-1/4STB+8S.DC(2) +12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)2、可以通过调整扶正器扶正翼尺寸的大小、扶正器之间钻挺的长度和钻压的大小达到不同的增降或者稳斜的效果如下:微增组合:12-1/4Bit+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)微降组合:12-1/4Bit+8S.DC(1)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)井底钻具组合表现出不同的效果,是由于不同的钻具组合具有各自的力学特性,这主要是钻头处产生的侧向力的方向和大小的不同。
从而使钻头按照预定的轨迹前进。
如果钻头不是按照预定的井眼轨迹前进,就需要在适当的时候,起钻调整钻具组合。
调整钻具的原因有三个:1、井斜不合适 2、方位不合适 3、井斜方位都不合适钻具组合的调整一般都在稳斜井段进行,调整钻具组合时应考虑以下几点:1、经调整后的钻具入井后具有预料的性能2、一般情况下采用微调的形式,以避免大幅度增斜/降斜导致稳斜段狗腿太大,造成井下事故3、尽量争取调整后的钻具能有较长的井段的进尺,以避免反复起下钻调整钻具,一是保证快速钻进,二是避免波浪形井眼轨迹地层因素同样影响着井眼轨迹,很明显同一套钻具组合在不同的地层表现出的性能是不一样的,或者说轨迹方位和井斜的变化率是不一样的,这是由于不同的地层因素的影响,主要有以下影响因素:1、地层倾角2、地层各向异性3、井眼方位与地层上倾方位之间的夹角4、钻压,井斜角,转速和钻头类型通常来说地层因素对井眼轨迹的影响有:1、通过软硬交错的地层,通常钻头倾向于垂直地层层面钻进2、如果层装地层倾角大于45度,通常钻头倾向与地层层面钻进3、如果预计钻进方向同于地层上倾方向,方位将按钻头自然漂移趋势漂移,而井斜将增加很快;如果预计钻进方向在地层上倾方向的左边,钻头将右漂;反之左漂。
定向井用PDC钻头研究

定向井用PDC钻头研究摘要定向井技术是提高石油勘探开发效率有效的技术之一,而PDC钻头以其自身的性能优势,在定向井钻井中发挥越来越重要的作用。
随着定向井PDC 钻头的不断发展与应用,在提高定向井钻井的效率和质量方面作用明显。
但是PDC钻头在定向井钻井过程中,方位的偏移严重,为了提高钻井的质量,需要提高定向井PDC钻头钻进趋势的研究,通过对影响定向井PDC钻头钻井的影响研究,提高定向井钻井的效率。
文章研究了定向井PDC钻头与地层的作用模型,分析影响PDC钻头钻井趋势的影响因素,提高了定向井钻井的速度和质量。
关键词定向井;PDC钻头;因素;模型;钻井随着定向井理论与方法的发展,对于定向井的工具提出了更高的要求,PDC 钻头通过不断的改进和完善,在定向井钻井中发挥着重要的作用。
由于定向井钻井在地表之下,井下地层条件复杂,定向井对于钻井的质量要求较高,因此需要进行定向井专用工具的优化改进,保证定向井钻井的质量和速度。
井下PDC钻头的结构和参数是否合适,直接影响到定向井钻井的准确性和速度,因此需要开展定向井用PDC钻头的研究,提高定向井PDC钻头的效率和寿命。
1定向井PDC钻头和地层相互作用的模型分析影响到定向井PDC钻头与地层相互作用的影响因素较多,为了能够表示地层岩石的定量参数,首先要对地层岩石的参数进行定量分析,地层各向异性参数就是地层岩石主要参数之一,由于地层岩石特殊的形成原因,地层岩石的强度和硬度在地层的各个方向上,具有不同数值,所以石油钻井钻遇的地层一般都会各个方向上存在区别,这就指的是地层的各向异性。
在沉积岩地层中由于沉积条件的不同,一般会存着各向异性。
在石油钻井过程中,钻遇较多的就是沉积岩地层。
由于地层各向异性现象的存在,导致了定向井钻井过程中,容易产生井下钻头偏离预定轨迹的现象,影响了定向井钻井的质量和效率。
在PDC钻头钻进过程中,不但会存在钻头轴向钻进的趋势,同时也会存在着钻头侧向钻进的趋势,PDC 钻头这种在轴向和侧向上钻井趋势的不同,就是PDC钻头的轴侧方向钻进的不同性能。
扶正器钻具组合在定向井施工中的应用

钟摆钻 具组合 是为 了减 少井斜 角而设 计的一种 钻具组合 , 通 过改变 钟摆力
的大小 来达 到防 斜 的 目的 。 对于一 定斜 度 的井 眼来说 , 井斜 角是 一定 的 , 因此增 大降 斜力 的主要 方法
程塑 料 、 碳 纤维 、 金属 式等 , 不 同结 构和材 质 的扶正 器 , 所适 用的 油井类 型 也不 尽相 同 其 中常 用 的扶正 器种 类有 螺旋 扶正 器 、 滚 子扶 正器 、 油 杆扶 正器 等 。 1 . 2 不 同扶 正器 的基 本用 途 。
1 . 2 . 1抽油杆 扶 正器 。
是 增大 切点 以下 的钻 铤重 量 。
上偏 磨 的抽油 机井 和定 向斜井 , 抽 油杆 中和 点 以下 , 与抽油 杆体 上 的尼龙 扶正 器配 合 , 防偏磨效 果更 佳。 利 用扶正 套的外 径大于 抽油杆 接箍外 径起扶 正作用 t 利用扶 正套是 高强度 耐磨 材料 , 与油管 接触使 扶正 体磨损 , 而减少油 管 的磨 损 ,
三: 应用扶正器组合的注意事项.
3 . 1 转盘钻 进轨 迹控 制 的几点要 求 ①每 次起 钻要 测量 扶正 器 外经 , 尺 寸大 的换 在 下边 。 ②对扶 正器 磨损 大的 井段 , 要 加强井 斜 、 方位 监测 , 增 降斜率 变化 过大 时 , 需 要起 钻 , 检查 扶 正器磨 损 情况 。
③更 换钻具 组合 后或钻 具组 合不 变 , 但更 换了扶 正器 后都应 加 强井斜 、 方
位 监测 。
可 以允许 管 柱旋 转 。 在环 空 注水 泥 可 以通 过旋 转套 管 来提 高 注水 泥的 顶替 效
扶正器钻具组合在定向井施工中的应用

扶正器钻具组合在定向井施工中的应用作者:杨勇来源:《山东工业技术》2016年第09期摘要:随着科技的不断进步与发展,我队的钻井技术也在不断发展着。
定向钻进技术已然成为我们钻井技术中经常使用并且较为成熟的钻井技艺。
在现代的油田开采钻井技术中扶正器钻具组合相关的技术愈加运用到我们的工作中,以此来适应不断发展的油田钻井技术以及油田开采工作。
本文着眼于定向钻井技术中常用的扶正器种类用途,以及在定向钻井施工过程中的钻进速度影响因素和组合情况等进行了简要的分析和研究。
关键词:扶正器钻具组合;定向井;种类用途;影响因素DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.0941 定向钻井中的常用扶正器种类及其用途在定向钻井技术中常用的扶正器有很多种,例如:滑块式、自动换向式、滚轮式等。
在定向钻井技术中扶正器有多重的用途。
第一,扶正器可以起到作为支点的作用。
在增斜和降斜钻具的组合中,扶正器可以通过改变其在下部钻具中的组合位置从而达到改变下部钻具组合受力情况,有效控制井眼的轨迹的相应目的。
在增斜钻具的使用过程中,将近钻头扶正器作为支点,使得扶正器上边的钻铤在受到压力后向下弯曲,从而以此来使得钻头产生相应的斜力,以此来达到增加井斜的相关要求。
在降斜钻具的使用中,要将扶正器的与钻头的距离保持在10m到20m之间。
使得扶正器下边相应的钻具能够依靠自身的重力,再借助扶正器这个支点的情况下产生钟摆力,以此来达到降斜的要求。
第二,在定向钻井技术中扶正器有使得下部钻具刚性达到稳定井斜和稳定方位的要求。
第三,在定向钻井技术中扶正器有修整钻井井眼,使得井眼的曲率变化更加平缓和圆滑的作用。
2 扶正器钻具的组合2.1 造斜钻具的组合从目前的实践过程中而言,我们最常用到的造斜扶正器的组合一般是用弯接头与井下动力钻具的组合来进行定向造斜或者是一些扭方位的施工。
运用弯头和井下动力钻具结合成的造斜器具来进行工作时可以迫使井下的动力钻具带动钻具的钻头进行侧向的切削,从而达到钻出来的新井眼偏离原来旧的井眼的目的,完成定向造斜和扭方位施工。
扶正器在钻探施工过程中的作用

倾斜易塌钻孔的扶正成孔技术研究太原东山煤矿有限责任公司刘荣茂摘要:介绍了钻孔防卡扶正器的作用、优化设计意义、结构和使用条件。
关键词:钻孔,卡钻,扶正器。
1、引言倾斜钻孔的坍塌埋钻一直是地质钻探过程的一项技术难题,为了防塌,许多技术人员多采用泥浆护壁等措施,但收效甚微,孔壁坍塌、掉块、孔斜卡钻甚至费孔就成为难以避免的事故。
最近我们在施工煤层底板水情观测钻孔的过程中遇到了孔壁掉块和孔斜卡钻事故,连续造成多孔报废。
为了解决这一难题,我们研制了一套钻孔扶正装置,避免了在钻孔孔壁掉块的情况下发生卡钻的现象,并起到了有效的纠斜作用,确保了工程的顺利进行。
钻孔扶正器是钻探过程中用来控制钻孔方向,确保钻孔正直的装置,然而把钻孔扶正器用来防止卡钻的方法鲜为报告,因此本文提出的扶正器防塌孔和纠斜技术对地质钻探工程具有很大的借鉴作用和推广价值。
2、工程概况太原东山煤矿“突水灾害监测预警系统的研究”项目需要在71505工作面材料巷施工2个倾角为56°的俯斜孔,钻孔深度均为50.0m,以埋设预警系统所需的传感器。
钻孔位于底板高角度裂隙发育的水文地质异常区。
钻孔从15#煤层的中底层开孔,地层结构如图1所示。
在施工过程中因钻孔都发生了孔壁掉块卡钻现象和钻孔弯曲造成报废。
例如,孔1倾角56°,φ108mm开孔,再用φ89mm取芯钻头钻进,采用泥浆循环液。
钻至12.0m时遇坚硬石英砂岩,同时孔内因孔壁掉块而发出“咔咔”的响声,且在加压时钻机出现抖动和顶钻现象。
钻至12.30m时,岩粉返不上来而卡钻。
用3t道链仍然无法将钻具拔出,造成钻孔报废。
孔2倾角56°,φ127mm开孔,钻进5.7m后下φ127mm孔口管,再用φ89mm无岩芯钻头钻进。
钻至25.0m时,钻具被卡,无法提钻,强行提钻后,在钻杆与钻头交接处发生断裂,此孔报废。
孔3与1号孔情况大致相同,无岩芯钻进,钻至11.70m时,钻具无法提升而最终将钻具弃于孔内,钻孔报废。
定向井钻井不同钻具组合和控制方式探究

定向井钻井不同钻具组合和控制方式探究摘要: A井井口地面为盐碱地,距井口西北方向69m是油田公路,距井口东北方向367m研究区块该井的目的层正是位于研究区块的中心位置,因此部署了这口大斜度定向井。
该井设计斜深1925m,垂深1188m,水平位移1370.61m,井斜角59.06°,方位角5.81°。
在施工一口井斜角和水平位移比较大的定向井之前,一定要仔细对设计中的要点进行详细研究,制定相关施工措施。
在井眼轨迹控制中,按照不同井段的施工要求,选用不同的钻具组合和控制方式,保证井眼轨迹准确入靶。
关键词: 井身结构设计;钻具组合;控制方式;井眼轨迹;准确入靶A井井口地面为盐碱地,距井口西北方向69m是油田公路,距井口东北方向367m研究区块该井的目的层正是位于研究区块的中心位置,因此部署了这口大斜度定向井。
该井设计斜深1925m,垂深1188m,水平位移1370.61m,井斜角59.06°,方位角5.81°。
从区块油层顶面构造图看,该区块总体上是一个西高东低的单斜构造,东西方向构造高差150m,南北方向起伏变化不大。
区块内共发育68条断层,均为正断层,以北西向、北北西向为主,少数为北东向,断距5m~90m,延伸长度0.1km~6.8km,平面分布呈不均匀的Y字型。
由于区块内断层发育,不仅使构造复杂化,而且对油水分布产生较大影响。
1设计介绍1.1井身结构设计根据该地区已经施工井的情况,结合这口井的实际井斜角和水平位移情况,最后这口井采用两层套管的井身结构。
首先是在地面砸入Φ508.00mm导管3-5m,使一开能够正常建立地面循环,然后应用Φ374.7mm钻头进行一开施工,施工到井深121m一开完钻,然后下入表层套管进行固井,水泥浆返到地面;安装好井控设备后进行第二次开钻,采用Φ215.9mm钻头施工到井深1925m完钻,然后下入油层套管进行固井,水泥浆依然上返到地面。
钻杆扶正器钻具组合详解

单扶组合的力学分析
• 单扶组合的钻头受力分析:
Q ( F )2 Po2
tg F Po
– 此只能定性说明问题,不可定量 计算。
tg F Fi Ff Fc Fb
Po
Po
P sin Ff M c / L 0.5W sin P cos
• 减小第一和第二扶正器之间的距离,B ; • 减小后,在第二扶正器之上,在加一个扶正器,C ;
多扶组合的力学特性
• 多扶增斜组合的结构:
– 柔性多扶增斜组合:
• 柔性组合A ,使用1根小尺寸钻铤。国外称作“giligan”。 若标准增斜组合的增斜率为20/30m ,则“giligan”增斜 率可达到30/30m 。
• 使用多扶组合的必要性:
– 1. 单扶组合仅用于增斜和降斜。由于单扶稳斜组合性能的 不稳定性,稳斜组合都是多扶正器组合。
– 2. 对于增斜、降斜组合,由于以下原因,也广泛使用多扶 组合:
• 单扶组合的钻柱可能大段与井壁接触,产生粘附卡钻 或压差卡钻的可能性较大,而多扶组合可大大减小钻 柱与井壁的接触;
扶正器钻具组合
1. 单扶组合的力学分析; 2. 单扶组合的力学特性; 3. 多扶组合的力学特性; 4. 扶正器组合使用注意事项; 5. 实用扶正器钻具组合;
转盘钻扶正器组合
• 此类工具不能用于改变井眼方位,仅能在已有一定斜度的井眼 内改变井斜,即进行增斜、降斜或稳斜。
• 此类工具是在转盘钻的基础上,利用靠近钻头的钻铤部分,巧 妙地使用扶正器,得到各种性能的组合。
• 20世纪80年代以来,国内外对扶正器钻具组合的研究逐步深入。 运用数学、力学和计算机工具,出现了微分方程法、有限元法、 纵横连续梁法、加权余量法等等方法,且都需要使用较复杂的 计算机程序。
扶正器钻具组合在定向井施工中的应用研究

扶正器钻具组合在定向井施工中的应用研究[摘要]定向钻井技术现在已经成为一种成熟的钻井工艺技术。
随着科技发展的不断进步,油田钻井技术的不断发展和油田工作的需要,扶正器钻具组合技术已经越来越多的应用到油田钻井技术当中。
本文通过分析井眼控制影响的因素及扶正器钻具组合对定向钻井技术的影响,探究如何提高定向钻探的速度,使人们获得对扶正器钻具组合的进一步认识。
[关键词]钻具组合扶正器定向钻井[中图分类号] TE2 [文献码] B [文章编号]1000-405X(2014)-6-350-1随着定向井工具仪器的不断发展和油田技术的需要,自我国80年代初,我国就致力于油田技术的不断开发,从原本的理论基础逐步发展成工具仪器的完善配套和实施,现在已经投入到我国各大油田的工作当中。
定向钻井技术在油田中得到广泛的应用,由于受到地理条件和技术制约等因素,钻井技术速度一直存在很大的问题。
扶正器钻具组合的应用,为钻井施工速度和生产带来钻变。
文章通过介绍扶正器分类和特点,与定向钻井的钻具组合相结合,讨论扶正器钻具组合在定向井施工中的应用研究。
1影响定向钻井速度的因素在油田定向井钻探过程中,由于地质、人为、技术、施工方案等众多因素都可能会影响定向钻井的速度,所以分析定向钻井速度应该从多方面进行考虑。
1.1地质因素结合我国地质来看,在不同的地方地质的成分也不相同,因为我国油田在各个地区分布不同,其中有的地质就存在地层倾角、地层软硬交互和地层各向异性的原因,使施工的时候钻头在钻进时发生倾斜,井眼轨迹与设计不一致的现象,从而使井眼轨迹复杂化,为施工速度带来很大的影响。
1.2技术施工因素与直井相比较,定向井的设施设备更加复杂,工艺要求也比较高,在很多情况下,定向钻井前需要测多点,并且需要定向测斜,在很多情况下对方位和井斜都有要求,这些都是定向井钻进过程中避免不了的。
在施工过程中,对井眼轨迹的要求非常高,在设计中需保证直井段井斜小于2°,所以对钻井技术要求也非常高,但是结合我们实际情况来说,井斜很难控制到2°以下这个很小的井斜角,这就为油田钻井施工带来困难,从而影响钻进的速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
定向井施工中扶正器钻具组合应用探讨
摘要:为加快钻速,降低成本,大部分定向井都在定向钻具定向至一定井斜后,换常规钻具组合继续钻进。
常规钻具中的主要工具是扶正器,作为控制井身轨迹
的主要工具,扶正器在定向井、丛式井、水平井中得到普遍应用。
本文介绍了单
扶钻具组合、双扶钻具组合的特点及用途,分析了扶正器钻具组合对定向井施工
的影响,具有一定借鉴意义。
关键词:定向井;扶正器;钻具组合;影响因素
1扶正器的类型和用途
定向钻井中,常用的扶正器有螺旋扶正器和滚子扶正器两种。
扶正器在定向
钻井中的用途如下:①在增斜钻具组合和降斜钻具组合中,扶正器起支点作用,通过改变扶正器在下部钻具组合中的位置,可改变下部钻具组合的受力状态,达
到控制井眼轨迹的目的。
在增斜钻具中,近钻头扶正器为支点,扶正器上部的钻
铤受压后向下弯曲,迫使钻头产生斜向力来达到增加井斜的目的。
在降斜钻具中,扶正器离钻头的距离一般为10~ 20m。
扶正器下面的钻具靠自身重力,以扶正器
为支点产生向下的钟摆力,达到降斜的目的。
②增加下部钻具组合的刚性达到稳定井斜和方位的目的。
稳斜钻具组合是减小钻头与扶正器之间,以及扶正器与扶
正器之间的相对距离,增强下部钻具的刚性,以限制下部钻具受压变形,收到稳
斜效果。
③修整井眼,使井眼曲率变化平缓,圆滑。
有利于减少井下复杂情况。
扶正器下井前,应认真检查扶正器的外径,磨损情况和扶正器在钻具组合中的安
放位置。
扶正器的外径磨损应不大于2mm。
2常用扶正器钻具组合
2.1增斜钻具组合
增斜钻具组合一般采用双扶正器钻具组合。
增斜钻具是利用杠杆原理设计的。
它有一个近钻头足尺寸扶正器作为支点,第二个扶正器与近钻头扶正器之间的距
离应根据两扶正器之间钻铤的刚性(尺寸)大小和要求的增斜率大小确定。
除了
考虑增斜能力和稳方位能力外,还必需考虑减小井下阻卡和防止钻具事故。
2.2稳斜钻具组合
稳斜钻具组合是采用刚性满眼钻具结构,通过增大下部钻具组合的刚性,控
制下部钻具在钻压作用下的弯曲变形,达到稳定井斜和方位的效果。
常用的稳斜
钻具组合是:钻头十近钻头扶正器十钻铤(2- 3m)十扶正器十钻铤+ 钻杆。
通过调整靠近钻头的钻铤长度可改变井斜力大小和指向,但井斜力和方位力
均很小。
三维动态有限元力学计算表明,稳斜钻具井斜力随井斜角增加而降低。
因此,稳斜钻具在井斜角小时微增斜,井斜角大时微降斜。
在软或中硬地层,由
于井径扩大,此特性更为明显。
此特性说明在井斜角大时,如大于30°,需采用
微增斜钻具才能稳斜。
稳斜钻具组合方式有多种形式,在施工中根据地层,增降
斜趋势等调整。
如前所述,在井斜角大于30°,可能需要微增斜钻具稳斜,当井
眼和地层夹角大于65°时,造斜率高,可能需要微降斜钻具稳斜。
2.3单扶正器钻具
对单扶正器钻具组合而言,首先应考虑的是扶正器的安放位置对其造斜特性
的影响。
当采用近钻头扶正器时,钻具组合具有很强的增斜力;随着扶正器与钻
头距离的增大,增斜力逐渐下降;当扶正器与钻头的距离增至某一值时(不同钻
井条件有不同的值)增斜力为零;继续增加扶正器与钻头的距离则为降斜力。
由
上述分析可以看出,使用单扶正器钻具组合通过合理调整扶正器的安放位置,可
以实现增斜、稳斜、降斜的目的。
除了以上所说的组合之外还有,降斜和微增斜
钻具组合等。
3 影响扶正器钻具组合使用效果的因素分析
3.1地层因素
地层因素包括地层倾角与倾向、地层可钻性、地层各向异性以及地层应力。
当井眼轨迹方向与地层倾向一致时旋钻钻进方位基本稳定。
3.2底部钻具组合的影响
3.2.1钻头类型、结构及破岩效率的影响。
选择钻头类型及结构特征的余地不大,钻头类型及结构特征对整个底部钻具
组合的影响很小,但在实际应用中,例如在硬地层且钻头破岩效率低的情况下,
增斜容易降斜难,用牙轮钻头方位较稳定,用PDC钻头会产生左漂趋势。
在构造
复杂的地层,由于地应力的作用钻头将沿地层容易破碎的方向钻进。
3.2.2钻柱自重与刚性的影响
钻柱刚性减小,对钻头井斜力的影响不大,但方位力会增大。
降斜组合中如
果没有在第二扶正器上加装钻铤,导致提高钻压后受力支点移到了第二扶正器之
上的加重钻杆上,使底部钻具组合具有了增斜作用。
3.2.3钻进参数的影响
钻压参数对钻具组合使用效果影响最大。
在钻具组合结构确定后,控制钻压
可以在一定范围内调节钻具的增(降)斜效果。
转数参数影响较小,但过高的转
速会导致钻具组合失去运动稳定性,使钻头的井斜力、方位力降低,此外转速过
高还会导致下部钻具过早疲劳损伤。
3.2.4井眼的几何特性(井斜与方位变化率)的影响
一般来说,钻头具有保持原井眼变化趋势的惯性。
对于稳斜钻具组合,随着
井斜角的增大,钻头井斜力降低。
井斜角较大时钻头井斜力微降,井斜角较小时
钻头井斜力微增。
钻头方位力随着井斜角的增加而减小,底部钻柱各截面横向振
动幅度也减小,因此井斜角较大时方位不易漂移。
井斜角对增斜钻具性能的影响
表现在下述三方面:①随井斜角增加,井斜力增大,方位力减小。
这是井斜角大后方位不易改变的主要原因之一。
在中硬或硬地层中这一特性较显著。
由于扶正
器侧向力也随井斜角增加而增加,随之而来的是在软地层中,扶正器切削下井壁,使钻头实际增斜能力降低。
甚至不增斜。
②井斜角影响整个下部钻柱运动状态,随井斜角增加,下部钻柱各截面横向振动位移减小,下部钻柱趋近于在垂直平面
内弯曲和横向振动。
③随着井斜角增加,钻头井斜力和方位力变化幅值均降低,而变化频率基本不变。
基于上述后两种原因,在井斜角较大时,采用加重钻杆加
钻压不会引起加重钻杆疲劳破坏。
另外,井眼轨迹与地层的夹角影响钻头的破岩
效率(当井眼轨迹与地层夹角小于30°时,钻头井斜力沿地层水平面的分力越来
越大,钻进更为容易),进而影响底部钻具组合的使用效果。
从以上分析看出,
在软地层定向井钻井采用优质钻井液和合适水力参数设计以保持井眼不至过分扩
大的重要意义。
井眼扩大对井眼轨迹影响的机理,在施工中可适当加以利用。
如
果增斜率不够,打完一个单根后,不能划眼到底;反之,如果增斜率过大,可划
眼到底。
4 结束语
扶正器钻具组合在定向井施工中发挥重要作用,通过研究发现,地层特性对
钻井底部钻具组合的影响较大,井眼漂移主要受地层因素影响。
在保证井下安全
的前提下,选择合理的钻压、转数,采用螺旋短翼扶正器,可以减少钻进摩阻力
和扭矩。
合理调整单扶正器组合中扶正器的安放位置,可以获得理想的稳斜效果。
实践证明,在地层较复杂地区应用单扶正器钻具组合,既能保证井下安全,又能
实现定向钻井的目的,是理想的钻具选择。
由于受扶正器数量的限制,无法完成
不同外径的扶正器的稳斜效果评价。
井眼的几何特性(井斜与方位变化率)对稳
斜钻具的影响研究由于时间有限不够充分,有待进一步分析。
参考文献:
[1]单稳定器钻具组合特性分析及应用[J].石油钻采工艺,2001年(第23卷)第6期.
[2]单稳定器钻具组合在陕北定向井中的应用[J].石油钻探技术,2000年6月(第28卷)第3期.。