【7A文】防斜打直技术现状与对策.ppt

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1、1防斜打直技术现状与对策2目录1.概述2.防斜与纠斜原理3.常规防斜纠斜技术4.正在发展中的防斜打快技术5.几点认识31.概述1.1引言1.2防斜研究的历史回顾4随着油田勘探开发工作的不断深入，所钻遇的地层构造越来越复杂，对地质中靶的要求也越来越高，特别是高陡构造的防斜打快问题更是钻井技术中的难点和重点。直井防斜技术已有数十年的历史，对防斜打直起到了重要作用。但是，传统的防斜和纠斜技术多采用“轻压吊打”，往往是以牺牲钻井速度为代价。1.1引言5尽管如此，在高陡构造以及造斜能力强的地层中，即使是用很小的钻压和很低的钻速，也往往难以有效地控

2、制井斜。现代防斜打直技术的核心是解决提高井身质量和钻井速度之间的矛盾，必须突破“轻压吊打”旧观念的束缚，积极探讨新的防斜技术。这些新防斜技术的特征在于实现优质与高效的统一，即不仅是“防斜打直”，而且要“防斜打快”。1.1引言6井斜是钻井工程与生俱来的、最古老的经典问题。井越深，井斜问题越突出，危害越严重。除直井外，定向井、水平井等特殊工艺井的直井段也都存在井斜与防斜问题。高陡构造、复杂地层的井斜问题，尤为突出，已形成一种技术“瓶径”。(1)井斜问题在钻井中普遍存在1.1引言7开发井，井斜使井眼偏离设计井位，打乱开发布井方案。探井，井斜使

3、地质资料失真，甚至错失油气层。引发钻井工程事故(钻柱、套管磨损，破裂折断，卡钻)引发下套管困难，影响固井质量(套管不居中导致窜槽、管外冒油气等)影响采油工作(下封隔器困难、封隔密封不好、抽油杆磨损折断等)(2)井斜的主要危害1.1引言8井斜角不能超过许用值井斜变化率(即狗腿严重度)不能超过许用值井底水平位移不能超过许用值(3)井斜质量标准分类设计井深(m)最大井斜角()最大水平位移(m)最大井斜角变化率(/100m)优质井合格井优质井合格井24002400280028003445305050602333表1某油田对直井(生产井)的质

4、量标准规定对定向井尤其是丛式井组的直井段，对井斜角则有严格的限制(一般要求直井段终点处井斜角在0.5以内)。1.1引言91924年，文章“井为什么会斜？”(《华盛顿邮报》)1928年，首例使用稳定器1929年，H.H.Jone文章“如何钻直油井或利用重力钻直油井？”(OGJ.May,1929)，首先提出利用钻铤重量来减小井斜角(1)20世纪的20年代人们已开始认识到“井斜”问题并探索井斜产生的原因，并研究利用“重力效应”来降低井斜。1.2防斜研究的历史回顾101930年，M.Capelushinikov，“在钻进中井眼为什么会弯曲？”

5、，用梁的弹性弯曲研究井斜问题1936年，L.V.W.Clark，“直井和定向井技术的理论研究”，把钻柱分为四种状态(静态、螺旋失稳态、压弯态和常态)，指出只有使用稳定器才能收到可靠的稳定效果1941年，F.A.Willers，“重力杆件的纵力弯曲”，其基本思想接近A.Lubinski的直井钻柱模型以上表明人们已开始尝试从钻具结构上去分析影响井斜因素并加以控制。(2)3040年代人们开始深入地从钻具组合的受力变形上去分析产生井斜的原因，并探讨控制井斜的方法。1.2防斜研究的历史回顾11这是井斜控制与BHA受力变形研究最活跃的时期，以A.

6、Lubinski为代表，仅美国发表的有关文章至少有54篇之多，研究结果被制成图表在生产中应用。1950年，A.Lubinski，“AStudyoftheBucklingofRotaryDrillingString”(DPP，1950)即“旋转钻柱的屈曲研究”一文，比较全面、系统地研究了直井中钻柱的受力变形和多次弯曲问题，得出一个三阶微分方程和七方面应用，指出钻头偏转角是影响井斜的主要原因，指出钻压不应加在1~2次弯曲临界值之间的结论。(3)50年代1.2防斜研究的历史回顾12图1钻柱上作用的外力图2钻柱弯曲的曲线形状1.2防斜研究的历史

7、回顾13PB＜(PB)I，直线稳定状态，At=0PB=(PB)I，发生一次弯曲，At↑PB＞(PB)I，一次弯曲加大，At↑→(At)maxPB=(PB)II，发生二次弯曲，At↓其实上述结论并不正确。问题在于任何直井都会有井斜，钻柱会因重力的横向分力作用躺在井壁上。力学模型不应是两端铰支直杆的纵横弯曲，而是受压梁柱的纵横弯曲问题。A.Lubinski于1955年修正了他的研究结果，提出了新的受力方程。1.2防斜研究的历史回顾14小型造斜器理论(H.M.Rollins)地层可钻性理论(Sultanov，Shandalov)钻柱力矩理论扩

8、眼作用与钻头偏移理论优先碎屑地层理论Mclamore-Bradley偏斜力理论各向异性塑性理论Lubinski，Woods各向异性地层理论(4)6080年代国内，自1977~1988年间也开展了大量的研究