定向井使用单弯螺杆浅析

定向井使用单弯复合螺杆浅析
单弯复合螺杆,简称单弯,是由于壳体弯曲实现造斜。与相应尺寸扶正器配合组成滑动式导向工具,是采用转盘与井下滑动导向工具不起钻,通过转盘开、关完成定向井二开后的直井段、定向造斜段、增斜段、稳斜段的连续钻井作业,通称为滑动导向复合钻井技术。减少了因改变钻具结构而进行的起下钻作业,提高了整体钻井时效。
单弯螺杆比常用的普通短螺杆长,与定向直接头配合使用。常用的单弯螺杆弯曲度有:0.75度、1.00度、1.25度、1.50度4种。改进后的五头单弯螺杆驱动功率大、扭矩大,纠斜和增斜力强,转速低(180~200r/min),更能适合于钻井生产实际。根据现场使用看,1.25度单弯螺杆比较适应陇东地区地质特性。
一、单弯螺杆在直井段的使用
二开后的直井段,使用单弯螺杆钻具结构,主要是单弯螺杆和转盘同时转动,具有防斜作用和纠斜作用,比普通防斜钻具具有更大的优越性和灵活性。
1.在不易井斜地层单弯螺杆钻具使用特性
环河、华池地层,不易产生井斜。使用塔式钻具结构常采用全钻压、高转速钻井。使用单弯螺杆钻具钻井,起钻压较小、通常为100~140KN;转速高,转盘为挡或挡转速,单弯螺杆
转速为180~200 r/min,钻头上的转速相对较高。与直井段使用塔式钻具相比,机械钻速几乎相同,效果不明显。
2.在易井斜地层单弯螺杆钻具使用特性
洛河是易斜地层,是全井防斜和防碰的主要层段。使用塔式钻具,常采用轻压吊打(钻压为100~120KN)方式控制井斜,机械钻速相对较低。使用单弯螺杆钻具,可利用小钻压、高转速的特性,能较好地控制井斜。当井斜较小时,防斜效果更佳。当井眼井斜大于2度时,锁住转盘,利用单弯螺杆钻具反方向调整井斜。钻压70KN,转速为单弯螺杆转速,钻井1~2单根,井斜减小后可在原钻压下继续钻井。与塔式钻具相比,机械钻速可提高30%。单弯螺杆钻具的放斜作用和纠斜作用表现更加明显,效果更加突出。
如:32889队里37-52井,直井段(282~974米)使用单弯螺杆钻具的平均机械钻速为30米/小时;下表为里37-52井直井段测斜数据。
18169队里37-12井,直井段(230~1115米)使用单弯螺杆钻具平均机械钻速22米/小时。
表  里37-52井直井段测斜数据表
井深
(m)        测深
(m)        井斜
(°)        方位
(°)        井深
(m)        测深
(m)        井斜
(°)        方位
(°)
282        266        1.2        130        587        661        0.1        290
341        315        0.2        130        736        709        0.8        317
389        363        0.3        126        783        757        1.2        300
437        411        0.0        0.0        831        805        1.8        320
485        459        0.2        160        879        853        2.4        295
533        507        0.1        165        927        901        2.7        300
582        555        0.1        100        975        949        2.9        295
639        613        0.1        90        985        969        3.0        295
3.直井段井斜控制和方位调整
1)直井段井斜控制
控制直井段井斜主要是:(1)防止两井相碰;(2)便于定向施工;(3)便于斜井段井眼轨迹控制。因此,直井段井斜要控制在设计标准范围内(小于3度)。直井段使用单弯螺杆钻具除了要满足质量标准要求控制井斜外,还与它的使用特性有关。即直井段使用单弯螺杆钻具时,要控制好井斜,井斜增大(3度)后要及时调整井斜。当井斜过大后再想降斜就很不容易,这是因为单弯螺杆钻具本身属于增斜钻具结构,正确掌握其使用特性。若不及时纠斜,直井段井斜随着井深的增加逐渐增大。如:南17-211井在井深359米井斜为3.6度(已超标0.6度),采用降斜措施后在井深645米井斜不但未降,反而逐渐增大到9.3度。
2)方位调整钼板坯
造斜点以上50~100米直井段的方位如果与定向方位不一致时,可利用单弯螺杆尽可能把方位调整好,这样在定向造斜时可减少工作量。如:30530队里37-40井,由于直井段方位控制较好,定向时只用3根单根结束定向。
4.单弯螺杆钻具结构
φ215.9HJ517L((BH517)高转速三牙轮钻头) ×0.25+5LZ165×7.0VI(1.25°单弯螺杆) +431×
插卡式摄像头410×0.40(带定向键直接头)+NC46×411×0.40+φ165NM(无磁钻铤)+φ165DC(钻铤)+NC46×410×0.40+φ127DP(ZR)钻杆+520×411×0.40+133KL(方钻杆)。
二、单弯螺杆在定向造斜段的使用
使用单弯螺杆定向造斜,其定向造斜原理与普通直螺杆相同。由于钻具结构不同,定向方法略有不同,这一点对初次使用单弯螺杆的技术人员要特别注意。
1.定向时工具面应转角度的计算及定向方法
1)普通直螺杆定向时工具面应转角度的计算及定向方法
普通直螺杆与弯接头配合使用,弯接头的弯曲方向与定向键在同一条直线上,测斜所获得的工具面方位就是弯接头的弯曲方向,工具面应转过的角度在数值上等于定向角φω加上反扭角φn再减去工具面角A t;即
工具面应转过的角度=φω+φn+A t
2)单弯螺杆定向时工具面应转角度的计算及定向方法
单弯螺杆与定向直接头配合使用,定向直接头的定向键与单弯螺杆的弯曲方向不在一条直线上,这就需要在下钻前测量好定向直接头的定向键与单弯螺杆的弯曲方向之间的夹角。其测量方法与直螺杆定向时测量钻杆角差的方法相反。即测量时以定向直接头的定向键为
基准,单弯螺杆的弯曲方向(弯曲方向标记)在直接头的定向键的顺时针方向,其夹角为正;逆时针为负;在定向时工具面应转过的角度在数值上等于定向角φω加上反扭角φn再减去工具面角A t再加上(或减去)单弯螺杆的弯曲方向与定向直接头的定向键之间的角差φd;即
工具面应转过的角度=φω+φn+A t±φd
φd顺时针为正,取“+” ;逆时针为负。取“-”。
2.定向造斜段使用单弯螺杆应注意的问题武夷菌素
1)定向时,如果定向方位与井眼方位不一致时,应先将方位调整好,然后再造斜增加井斜。如果先增加井斜,后调整方位,将给定向造斜整体工作增加工作量,这是因为单弯螺杆的造斜率较低,扭方位是所钻井的井段越长。如:30530队里37-52井定向时,先将井斜增到10度,然后再调整方位,结果在定向造斜段用了2天时间。
2)定向时,在同样条件下反扭角的确定比直螺杆大。螺杆钻具
3)单弯螺杆具有较好的稳方位能力,定向造斜的超前角取值较小,一般以5~10度为宜,并结合区块地质和井眼方位综合考虑。
4)为了保证增斜段的增斜效果,定向初始角一般较大,以12~14度为宜以能获得较好的增
斜率(4~5度/100米)。
5)单弯螺杆及与之配套使用的扶正器的直径不宜太大。φ216mm钻头的井眼,宜采用直径为φ210mm~φ211mm的单弯螺杆和扶正器。否则,单弯螺杆会出现“自锁”现象。
三、单弯螺杆在增斜段的使用
1.单弯螺杆有利于打出优质井身剖面提高机械钻速
单弯螺杆在增斜段的使用与直井段相似,都是在单弯螺杆和转盘同时旋转的条件下带动钻头工作。单弯螺杆钻具的增斜率比扶正器增斜钻具小,一般为2~5度/100米。其增斜率的大小与定向造斜初始角、井深、钻压、地层、上部井眼轨迹等因素有关。由于单弯螺杆的增斜率较低、增斜段较长和井眼轨迹调整的灵活性,极适宜打中、小水平位移的定向井,能够钻出单弯螺杆“直-增-稳”或“直-增”的优质井身剖面,提高机械钻速。在里37井区其机械钻速比常规钻具高出80%以上。
2.在增斜段要随时调整好井眼方位
由于复合螺杆在深井中扭方位能力较弱,不适应大幅度连续扭方位作业。在增斜段钻井中,要注意施工方位与预计井眼方位应尽量保持一致。如果井眼方位偏离预计方位可及时微调,避免大的扭方位施工,以提高整体钻井工作的时效性。
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3.调整方位的具体方法
锁住转盘,利用单弯螺杆扭方位1根单根,再开启转盘采用复合钻井方式钻井1单根,反复进行,直到调整好方位为止。

本文发布于:2024-09-21 19:02:14,感谢您对本站的认可!

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