复杂情况下起下钻作业

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资源描述

1软地层划眼很多时候,一口成功钻至目的位置的油气井,往往因划眼导致不能完井或长期等待。对钻井施工而言,钻头安全的到达井底、成功的下完套管或完井才算取得成功。找不到老井眼的主要原因更换BHA(BHA刚性强可能是一方面原因)。井眼不稳定(井眼缩径或部分坍塌)。井身结构。井眼冲蚀。改变钻头(特别是起钻前钻头缩径)。划眼方式不对(特别是离开井底长时间划眼)。BHA有意无意的指向低边。时间因素(长时间空井最终导致井眼坍塌、缩径等复杂情况)。划眼十大法则1最安全的地方是井底。2划眼比钻井更困难。3任何事情都可导致侧钻事故,包括什么也不做。4没有提前做好应对遇阻的措施。5你忽略的参数恰恰就是麻烦的制造者。6不要解决一个问题,产生另一个问题。7和攀岩一样,起钻容易下钻难。新眼往往是在划眼时产生的,而不是在倒划眼时产生的。键槽只是起钻时困难,下钻不难。8钻头接近满尺寸或BHA刚性太强。9高转速慢速划眼只在直井安全。扭矩不稳定表明还在老眼,但是如果扭矩稳定似乎已经出新眼了。10如果下钻的速度低于钻进的速度,就有出新眼的风险。必然的结果:划眼太快钻具扭断或粘卡。实例一:划眼比钻井更困难2和井控一样,在井底控制井涌要比在起下钻中途控制井涌容易。一口井如果存在稳定性的问题,只要钻头在井底就可倒划眼起出钻具,但是有可能产生一些台阶或大肚子现象。在泥浆比重增加的情况下,钻头在井底就是一大优势。井眼会冲蚀,但是不会找不着老眼。注意:钻头离开井底2柱循环就存在出新眼的风险(在硬地层可能是安全的)循环并活动钻具10分钟可能安全,以170RPM的速度旋转钻具3小时就可能导致事故,如井眼下沉。在水平井水平段,如果是沙岩,划眼2小时可轻松降低7度井斜。实例二:最安全的地方是井底任何人钻井都严格执行设计。但是他/她可能没准备解决井眼稳定的问题,也可能没有预见到井下可能发生的机械性问题。划眼时,焦点可能都集中在防止出井眼上,除非是非常理想的BHA,否则为防止出新井眼就要更小心。实例:提离井底90ft循环。产生了一个台阶。新BHA可能在此遇阻,套管也可能在此下不去。解决了一个问题,产生了另一个问题。在上部产生台阶还没问题在下部产生台阶就是严重的问题泥岩砂岩3划眼时,ShockandVibration可能要比钻井时要高得多。如果扩眼器上一个不受支撑的牛鼻子不捆绑焊接,牛鼻子可能脱扣落井。同时泥浆马达各连接扣如果不上紧,在划眼时定子也有可能脱扣落井。在有坚果壳等堵漏材料的井眼内划眼可能要比常规划眼更危险,因为此时没有任何征兆显示ShockandVibration是不符合要求的。不需要付出很大精力来划眼的BHA就是扩眼器。扩眼器可以用于存在很多问题的井眼划眼,特别是完钻后下套管或尾管之前的通井作业。实例三:任何事情都可导致侧钻事故任何BHA,包括特别恶劣的情况下使用的扩眼器,都有可能导致产生新井眼。如果没有扩眼器,下套管之前最保险的通井钻具就是钻头配合扶正器BHA(最好两者都是欠尺寸)。近钻头扶正器有助于钻头尽量少的切削地层。这种BHA具有很强的增斜能力,不能用于连续钻进。如下图1。牙轮扩眼器很容易损坏。在斜井中侧向负荷是导致工具易损坏的一个重要因素。在牙轮下方的任何扣都必须捆绑焊接,除非带钻头。短钻铤和牛鼻子都存在脱扣的风险。12-1/4”的牛鼻子应达到5-7ft长。底部水眼可以用于判断井眼是否被堵常用扩眼器在牙轮的下方有一个弱点,如果在该处出现裂痕,3个牙轮,牛鼻子及底部部件都有可能落井。固定翼片的扩眼器则更能承受高边方向的负荷。注意:下扩眼器时,可以不下MWD。4还有的一种就是使用双扶正器,下部欠1/8”,上部欠1/8”或更多,中间一根钻铤,如下图2。实例四:没有提前做好应对遇阻的措施划眼时,最重要的是及时了解所采取的措施是否有效。增加泥浆比重有时并不是一个好的方法。也有可能是上层套的深度设计不对。最简单最保险的通井钻具组合8-1/2”井眼常用通井钻具组合12-1/4”井眼软地层可选用的通井钻具组合5例如:用于划眼的BHA已经完成了大部分井段的划眼工作,但是还剩下300ft不能到底。此时需要进行风险评估:是舍弃300ft进尺重新侧钻合算还是起钻通井更合算?实例五:如果划眼顺利,要知道这可能不是最后的有可能划眼一直很顺利,但是如果钻压和扭矩忽然增加,这就要通知司钻需要引起注意。实例六忽略的参数恰恰就是事故的根源错误的划眼技术会为出新眼制造条件。划眼时,应知道钻进时的扭矩和摩阻,一些钻井参数例如ECD,岩屑形状,泵压等参数都是要知道的。在这口井中,硬地层上面产生了严重冲蚀,强行划眼有可能出新井眼。地层有软到硬变化时,不能在软地层长时间循环或划眼。6划眼需要认真的进行,需要仔细的观察划眼时的各种钻井参数,如ROP,扭矩,ShockandVibration,摩阻,泵压等,这些参数会为产生新眼或卡钻环境提供早期的预警。例如:起钻换钻头。起钻期间,摩阻连续高出初时值。如果忽略了这一参数,可能就会导致部分井眼丢失。这种场合有两种情况可以选择:一是下钻到井底,倒划眼起钻。二是继续起钻出井口,然后下扩眼器下钻通井。实例七和攀岩一样,起钻容易下钻难过度划眼会产生一个台阶,由此产生新井眼。和倒划眼相比,唯一安全且容易的场合就是利用扩眼器划眼。键槽会使起钻困难,但对下钻不是问题。实例八钻头接近满尺寸或BHA刚性太强如果出井且缩径1”,而且希望继续钻进,这时就需要向相关部门汇报了。这也并不是说不能做(可能对直井不是问题),但是在某种程度上来说这是一个潜在的隐患。这种情况有两种假设:7已经完钻,需要通井以下套管没有完钻,需要继续钻进这种情况下牙轮钻头要容易下钻,但是如果需要继续钻进则牙轮钻头是不可取的。如果下入一个满尺寸钻头配合一个欠尺寸扶正器,则存在极大的卡钻的可能。此时需要调整顶驱的扭矩设置情况,从缩径井段开始划眼。实例九高转速慢速划眼只在直井安全在斜井和高狗腿井段,划眼时需要得到一些从井下返馈一些信息,而不稳定的扭矩就是我们需要的好的反馈信息,稳定的扭矩则是不好的反馈信息。总的来说,不稳定的扭矩在钻井作业中是不受欢迎的,除了划眼以外。对于柔性BHA而言,增加一个近钻头扶正器,可以保证钻头的鼻部部位少接触地层,降低了出新井眼的可能性。增加一个近钻头扶正器,相当于给PDC钻头增加了一个保径齿。和井壁接触点。近钻头扶正器有助于减少钻头切削地层。8实例十如果下钻的速度低于钻进的速度,就有出新眼的风险如果划眼速度低于钻井速度,可能已经太迟了,此时已经出了新井眼。最安全的做法(特别是软地层)是最小的排量,中等转速来划眼。必然的结果:划眼太快会导致钻具扭断或粘卡,特别是硬地层。倒划眼在某些情况下,倒划眼可以减少或完全消除划眼作业。如果起钻存在找不到老眼的可能,则倒划眼是一种可以采用的方法。如果地层不稳定,倒划眼是解决灰岩膨胀带来的井眼问题的一种有效方法。有些客户采用的方法则是采用随钻扩眼。倒划眼的优势:不会找不到老眼转动的钻头可以协助清洗井底的沉砂可能是唯一清除40到60度井斜处沉砂的有效方法奇怪的是,当在海滩砂岩钻进时,没有一种好的方法清除细的颗粒,即使采用高泥浆排量也达不到预期的效果。这些细小的颗粒停留在套管的低边,往往导致下不下去套管采用倒划眼的方法可以有效的解决这一问题。倒划眼的缺点:会在软地层不断的产生岩屑对泥饼有破坏作用在套管内会损坏钻头在承受拉力的情况下接头应力高存在稳定问题RSS划眼RSS划眼确实要比PDM或SST(扶正器)BHA要好得多,因为钻具在循环的时候钻头不会旋转。9在直井循环是,最好将RSS设置为Nuetral状态,在稳斜段,将RSS设置为(0,100%),这样就可以消除钻头或近钻头扶正器对井壁低边的切削现象。除强降斜井段外其它在任何井段RSS都可以设置为(0,100%),这样可以避免在高边出新井眼。需要注意的是,RSS施工,所用的钻头都是带保径翼片的,并且保径翼片很短,这样的钻头在软地层划眼时需要注意。同时需要注意的是,RSS配合泥浆马达施工,对于安全的划眼没有什么好处,此时也要注意。解救方法:应建议客户使用扩眼器。很少有扩眼器,因为用的很少。常用的牙轮扩眼器难以支撑很高的侧向力,因而导致维修费用增加。对于一些简单的划眼施工,有人在扩眼器的每个翼片的下方加了一个水眼,这种方法起到了很好的效果,出现的问题也少。如果情况特别复杂,则需要选择合适的切削结构的扩眼器来划眼。特殊情况对于一些特别特殊的情况,利用牛鼻子、扩眼器和钻杆钻具组合可以帮助安全的找到老井眼。键槽井眼出现键槽是很麻烦的事。一旦确认井眼存在键槽,有以下两种选择:10从上面解决问题,可能要失去键槽下面的井段从下面解决问题,可能要失去键槽下面的钻具对键槽而言,防范胜于补救。键槽可以通过合适的套管设计(用套管封住造斜段),降低钻具受到的侧向力(小的狗腿),轻钻杆以及附带滚轮划眼器等措施来预防。如果情况不是很严重,可以使用滚轮划眼器通过划眼来清除键槽。最好的方法可能就是利用牛鼻子,扩眼器作为underreamer的导向器通井来清除键槽。这种方法需要的时间短,但是要注意需要杜绝键槽的再次发生。键槽很容易鉴别。第一个特征就是起钻时定期的出现很大的摩阻(典型的是每30ft或2个单根出现一次)。如果每8ft出现一次很大的摩阻,则该大的摩阻可能,或不可能由键槽导致。鸡蛋形状的井眼可能导致这种情况发生。键槽卡钻原因、处理及预防:(l)键槽卡钻原因:在井斜角和方位角急剧变化的井段形成“狗腿”,钻进时钻杆接头打磨井壁高边和起下钻过程在重力作用下钻杆接头不断拉刮切削“狗腿”井段的高边,随着起下钻次数增多,在“狗腿”井段高边拉刮出一条槽,这条槽称为键槽。它的直径比钻杆接头直径大但比钻头和稳定器直径小,当稳定器和钻头起到键槽的底部时就通不过,多提拉力时就会发生卡钻。稳定器和钻头在键槽中通不过提不出来的现象叫键槽卡钻。(2)键槽卡钻处理:①键槽卡钻特征卡前特征:下钻不遇阻,钻进时正常,起钻遇卡卡点固定。随着起下钻次数增多,遇卡越来越严重。钻杆接头偏磨,接头下部台肩磨损严重。卡时特征:可以下放和转动,就是不能上提,循环泵压正常,无井塌现象,无大量岩屑和泥饼返出,多提完全卡死时,不能上提下放和转动,但循环仍正常。②键槽卡钻的处理:键槽卡钻卡点固定,起到遇卡位置前应用低速起,切勿多提卡死。遇卡后应采取如下措施:11A.大力下放钻具,用震击器下去或钻具自身重量下压,严禁大力上提。待松动后转动不同方向试着上提,力争钻具跳出健槽小眼解卡。B.转动多个方向慢提无效时,应接方钻杆循环。采用轻提慢转倒划眼措施力求解卡。C.浅井键槽卡钻可接地面震击器下击,砸松后转动方向慢提或轻提慢转倒划眼解卡。D.经转动方向慢提和轻提慢转倒划眼无效时,可将钻具下至井底,大排量充分循环后在钻铤部位环空注入解卡液浸泡着,用电缆下入切割弹从加重钻杆以上的第一根钻杆本体切断起出。下入双心钻头加钻铤和键槽破坏器去把键槽井段彻底破坏掉,再将落鱼捞出或按钻具事故与卡钻事故处理。E.经转方向慢提或轻提慢转倒划眼无效时,干脆将稳定器或钻头提死卡在键槽底部。采用倒扣方法或套铣加倒扣办法将卡点以上钻具起出。然后下对扣接头十安全接头十下击器十钻杆去对扣下击解卡,把钻头下到井底,在钻头部位注入解卡液后,从安全接头处倒开起出。再下破坏键槽钻具组合去把键槽井段彻底破坏掉,然后下安全接头公头去对扣打捞,按钻具落井事故或卡钻事故处理。(3)键槽卡钻预防:①要防止井眼形成“狗腿”,直井要采取防斜措施把井打直,井斜不要超过设计要求,斜井要考虑并采取措施使井斜角和方位角不要急剧变化形成“狗腿”井段,保证井眼轨迹光滑。②要采用高效钻头和高新技术工艺科学钻井,缩短建井周期。力争用几个甚至1至2个钻头打完一口井,减少起下钻次数,键槽就很难形成了。③已形成键槽时在钻具组合中使用键槽破坏器(KSW),键槽破坏器位置加在钻铤与随钻震击器之间。键槽破坏器直径(硬质合金钨钢块螺旋形切削刃条的)要大于钻杆接头直径。当键槽遇卡严重时,可下双心钻头十小钻铤十键槽破坏器十下击器去专门破坏键槽井段。④在键槽井段起钻要小心谨慎。当稳定器和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