钻井实用技术

钻井实用技术（量大、实用、值得珍藏）==旋转导向钻井技术==概述钻井技术发展的最高阶段是自动化钻井。所谓自动化钻井就是：钻井全部过程依靠传感器测量各种参数，并采用计算机采集，进行综合解释与处理，然后再发出指令，最后由各相关设备自动执行，使整个钻井过程变成一个无人操作的自动控制过程。在钻井自动控制过程当中，井下随钻测量和井下自动控制是关键环节，同时也是关键技术，二者结合起来实际上是井眼轨迹自动控制技术—导向钻井技术。导向钻井技术导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术，代表着世界最先进的钻井发展方向。目前，在世界范围内水平井、大位移井，分支井等高难度的复杂井蓬勃发展，并得到大规模应用，传统的钻井技术难以适应这些高难度井的作业需要，必须依靠先进的导向技术才能保证井眼轨迹的准确无误。钻井导向方式导向方式主要有两种：1）几何导向：由井下随钻测量工具（MWD/LWD）测量几何参数，井斜、方位和工具面的数值传给控制系统，由控制系统及时纠正和控制井眼轨迹。2）地质导向：地质导向是在拥有几何导向能力的同时又能根据随钻测井（LWD）得出的地质参数（地层岩性、地层层面、油层特点等），实时控制井眼轨迹，使钻头沿着地层的最优位置钻进。这样可在预先不掌握地层特性的情况下实现最优控制。地质导向可利用近钻头处实时采集的地质地层参数，超前预测和识别油气层，并根据需要调整井眼轨迹，引导钻头准确钻达油气富集区域。地质导向的技术关键是近钻头处地层参数、井眼轨迹参数和钻头工作参数的实时测量。导向工具导向钻井的实现主要靠导向工具，导向工具分两大类：1）滑动式导向工具滑动式导向工具的特征是导向作业时钻柱不旋转，钻柱随钻头向前推进，沿井壁滑动。滑动式导向存在许多缺点：钻柱的扭矩、摩阻大；井眼清洗不彻底；械钻速慢等等，但目前仍占主导地位。定向钻井大多使用井下动力钻具，主要的滑动式导向工具有：弯外壳马达、可调弯接头、可变径稳定器等。滑动式导向工具组合方式：钻柱+MWD/LWD+动力钻具+钻头。2）旋转式导向系统（RSS）旋转式导向工具直接引导钻头沿期望的轨迹钻进，从而避免钻柱躺在井壁上滑动，使井眼得到很好的清洗，同时允许根据地层选择合适的钻头。这样可显著地减轻或消除滑动式导向工具的不足。目前旋转式导向工具主要有：VDS自动垂直直井钻井系统、SDD自动直井钻井系统、ADD自动定向钻井系统、RSD旋转导向钻井系统，RCLS旋转闭环钻井系统等。旋转导向钻井特点1）在钻柱旋转的情况下，具有导向能力；2）可以与井下马达一起使用；3）配有全系列标准的地层参数及钻井参数检测仪器；4）配有地面&井下双向通讯系统，可根据井下传来的数据，在不起钻的情况下从地面发出指令改变井眼轨迹；5）工具设计制造模块化、集成化；6）可以在150℃以上的高温井中使用；7）不需要特殊的钻井参数，就可以保证最优的钻井过程；8）导向自动控制，以保证准确光滑的井眼轨迹。旋转导向主要技术参数1）测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。2）垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。3）造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。4）井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。5）方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。6）井斜变化率：井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况。以度／100米来表示也可使用度／30米或度等）。7）方位变化率：方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况，以度／100米来表示（也可使用度／30米等）。8）狗腿严重度：狗腿严重是用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数（以度／30米表示），狗腿严重度既包括了井斜角的变化也包括了方位角的变化，是钻进过程当中需要重点关注的数据9）GR-自然伽马：GR是测量地层里面的放射性含量，岩石里粘土含放射性物质最多。通常，泥岩GR高，砂岩GR低。10）CAL-井径井径就是测量井眼尺寸的大小。比如用八寸半的钻头钻的井眼，测量的井径或为八寸半，或大于八寸半（称扩径），或小于八寸半（称缩径）。测量的井径是对所钻井眼尺寸大小的直观认识。11）AC-声波常说人所说的声波即是声波时差，单位为毫秒每英尺，声波时差小，也就是声波在地层传播的时间少，说明地层比较致密和坚硬。反之地层比较疏松。12）CN-中子：用放射源向地层发射高能粒子轰击地层的原子来测量中子，我们也叫中子孔隙度，也叫总孔隙度，测量的是流体体积占整个岩石的百分比。13）电阻率resistivity：电阻率分为微侧向和双侧向（包括浅侧向和深侧向），它们的区别就在于探测深度不一样，深侧向探测深度最大，浅侧向次之，微侧向最小。由于泥浆对地层的侵入不同，井眼为圆心在不同的半径范围内，地层有完全被泥浆侵入、部分被泥浆侵入、未被泥浆侵入，这分别对应微侧向、浅侧向、深侧向探测的地层。发展方向随着技术的发展和应用，旋转导向钻井系统逐渐形成了两大发展方向：一个是以BakerHughesInteq公司的AutoTrakRClS系统为代表的不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统，它以其精确的轨迹控制精度和完善的地质导向技术为特点，非常适用于开发难度高的特殊油藏的导向钻井作业，HulliboIton公司的Geo—Pi1ot系统也属于这一类导向钻井系统；另外一个是以SchlumbergerAnadri11公司的PowerDriverSRD系统为代表的全旋转自动导向钻井系统，它以其同样精确的轨迹控制精度和特有的位移延伸钻井能力为特点，非常适用于超深、边缘油藏的开发方案中的深井、大位移井的导向钻井作业。==钻进屏幕==概述从事钻井工作的人都知道封面图代表的是什么？可是对于初学者来说，要充分理解并利用这些简写的英文参数，是非常有难度的。下面一点石油为您大致介绍一下每个英文代表的具体参数是什么！钻进状态屏幕1.BitDepth钻头位置2.TVDDepth垂深3.TotDepth井深4.LAGDepth迟到深度5.WOH悬重吨6.HKHght大钩高度7.WOB钻压吨8.HKspd大钩速度9.RPM转盘转速rpm10.ROPins瞬时钻时11.TORQUE扭矩千牛*米12.ROPm/h机械转速米／小时13.SPP泵压兆帕14.ROP钻时分钟／米15.FLWPMPS泵排量升／分钟16.Bitrun钻头累计进尺米17.PUMP1一号泥浆泵spm18.PUMP2二号泥浆泵spm19.Bittim钻头累计纯钻时间小时20.LAGtim迟到时间分钟21.Pit1一号泥浆池立方米22.Pit2二号泥浆池立方米23.Pit3三号泥浆池立方米24.TripTK计量罐立方米25.SUM1泥浆总量立方米26.Vol+/-泥浆变化量立方米27.MWOUT泥浆出口比重千克／升28.C1main甲烷ppm29.C2main乙烷ppm30.C3main丙烷ppm31.iC4main正丁烷ppm32.nC4main乙丁烷ppm33.TGASmain气体全量ppm34.H2SDril硫化氢钻台ppm35.H2Sline硫化氢气测房ppm起下钻状态屏幕1.BitDepth钻头位置2.TVDDepth垂深3.TotDepth井深4.LAGDepth迟到深度5.WOH悬重(瞬时)吨6.WOH悬重（最大）吨7.WOH悬重（最小）吨8.HKHght大钩高度米9.HKspd大钩速度米／秒10.ROPins瞬时钻时米／小时11.ROPm/h机械转速米／小时12.ROP钻时分钟／米13.CMPWGHT钢体重量吨14.OVERPULL阻卡值吨15.FLWPMPS扭矩最大值千牛*米16.Bitrun钻头累计进尺米17.STDIQHT立柱长度米18.Bittim钻头累计纯钻时间小时19.STDCNTR立柱号米20.LAGtim迟到时间分钟21.Pit1一号泥浆池立方米22.Pit2二号泥浆池立方米23.Pit3三号泥浆池立方米24.TripTK计量罐立方米25.SUM1泥浆总量立方米26.Vol+/-泥浆变化量立方米27.MWOUT泥浆出口比重千克／升28.C1main甲烷ppm29.C2main乙烷ppm30.C3main丙烷ppm31.iC4main正丁烷ppm32.nC4main乙丁烷ppm33.TGASmain气体全量ppm34.H2SDril硫化氢钻台ppm35.H2Sline硫化氢气测房ppm==卡钻事故及预防==概述钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。卡钻在钻井过程中是常见事故。在定向井、水平井钻井过程中不仅要确保钻井效率和井眼轨迹，还要确保钻井过程中井下安全，因此必须针对具体情况进行分析，以便有效解卡。卡钻的概念钻井过程中，由于各种原因造成的钻具陷在井内不能自由活动的现象，称为卡钻。主要有键槽卡钻、沉砂卡钻、井塌卡钻、压差卡钻、缩径卡钻、落物卡钻、砂桥卡钻、泥包卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。地层构造情况、钻井液性能不良、操作不当等都可能造成卡钻，必须针对具体情况进行分析，以便有效的解卡。卡钻的类型及预防措施1）键槽卡钻键槽卡钻多发生在硬地层中，井斜或方位变化大，形成了狗腿的地方。钻进时，钻柱紧靠狗腿段旋转，起下钻时钻柱在狗腿井段上下拉刮，在井壁上磨出一条键槽，起钻时钻头拉入键槽底部被卡住。键槽卡钻特征是下钻不遇阻，钻进正常，泵压也正常，但起钻到狗腿处常遇卡。随着井深的增加而愈加严重；能下放但不能上提，严重时可能卡死。预防键槽卡钻的发生，首先得确保井眼质量，避免出现大斜度狗腿段；起钻时或再次下钻时应在键槽井段反复划眼，及时破坏键槽，并在起钻到键槽井段时要低速慢起，平稳操作，严禁使用高速起钻。2）沉砂卡钻在使用粘度小、切力小的钻井液钻进时，由于其悬浮携带岩屑的能力差，稍一停泵岩屑就会沉下来，停泵时间越长，沉砂就越多，严重时可能造成下沉的岩砂堵死环空，埋住钻头与部分钻柱，形成卡钻。此时若开泵过猛还会憋漏地层，或卡的更紧。沉砂卡钻的表现是：重新开泵循环，泵压很高或憋泵；上提遇卡，下放遇阻且钻具的上提下放越来越困难，转动时阻力很大甚至不能转动。其表现是接单根或起钻卸开立柱后，钻井液喷势很大。为了预防沉砂卡钻，应确保钻井液的性能满足清岩和悬浮岩屑的要求，随时做好设备和循环系统的检查维护，在因故停止钻进时，避免停止井内循环；缩短接单根时间，在发现泵压升高及岩屑返出量较小时要控制钻速，加大排量洗井，停泵前要将钻具提离井底并随时活动钻具。3）井塌卡钻在吸水膨胀的泥、页岩，胶结不好的砾岩砂岩等地层，在钻进或划眼过程中发生较多。主要原因是由于钻井液的失水量较大，浸泡地层的时间较长；钻井液密度小，或起钻未及时灌钻井液以及抽吸作用使井壁产生坍塌而造成卡钻。一般在严重井塌之前，先有大块泥饼和小块地层脱落，换钻头后下钻不能到底；有时在钻井液中携带出大块未切削的上部岩石；在钻进中突然发生憋钻，上提遇阻泵压上升，憋泵甚至钻具不能转动等现象，都说明可能是井塌卡钻。预防井塌卡钻的主要措施有：使用低失水，高矿化度和适当粘度的防塌钻井液，在破碎易塌地层适当增大钻井液密度，随时保证钻井液柱的高度；避免钻头泥包和抽吸作用引起的井壁坍塌。4）压差卡钻（粘附卡钻）水平井钻井中井下钻具由重力作用靠近下井壁，在井下压差作用下，钻柱的一些部位会贴于井壁，钻柱与井壁泥饼粘合在一起，静止时间越长则钻具与泥饼的接触面积就越大，由此而产生的卡钻，称为压差卡钻。产生压差卡钻的原因主要是钻井液性能不好，密度过高造成井内压差太大；失水量大，泥饼厚，粘附系数大，一旦停止循环，不活动钻具，钻具就会与井壁泥饼接触，时间增加则会使接触面积和深度加大，泥饼对钻具的粘附力增加，导致钻具无法上下活动和转动，但能够开泵循环，且泵压正常稳定。压差卡钻的预防措施主要是调节好钻井液性能，尽可能的降低钻井液的密度，提高钻井液的润滑性能，降低泥饼的粘附系数；并要加强活动钻具或采用加扶正器的方法使钻具居中。在钻井过程使用欠平衡钻井可以避免井漏，有效防止粘附卡钻。5）缩径卡钻缩径卡钻常发生在膨胀性地层和渗透性孔隙度良好的井段。由于钻井液性能不好，失水量大，在井壁易形成胶状疏松的泥饼，