连续油管欠平衡钻井设计的可行性研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·48·叠石并技付喜第2o卷第4期1999年l2月，3连续油管欠平衡钻井设计的可行性研究RobertA．Graham等翻译：塑壁(新疆石油局钻井工艺研究院)校对扬道平(新疆石油局钻井工艺研究院)ro、h．RA摘要7在过去的2—3a间．连续油管《CT)钻井技术已得到了显著提高．尽管还存在一些问题t但该工艺技术的可行性已得到认可．CT钻井技术虽不能作为钻地表层井段或钻大直径井眼的技术选择(除非．蒯外)，但是在钻进储层时，尤其对于水平井中的储层，该技术是控制钻井环境的最好技术．CT技术总是与戈平衡钻井联系在一起，在对

2、该技术进行研究时，首先应对其避行可行性研究．对自变量和困变量之间的因果关系进行讨论，这是在进行一项技求可行性研究时必须考虑的问题．尤其是在涉及多相漉时，诸如井眼净化、钻压分布及井艰几何尺寸对钻井性能的影响也将进行研究，强调了计算机模拟是完成这个初始阶段研究的有效工具．可行性研究戈平衡钻井计算机模钳耐前言正确的选择和认真进行作业计划是成功进行欠平衡钻井作业的关键。计算机模拟是设计成功作业及确定完成所希望的技术可行性研究的关键。在计划进行欠平衡钻井作业时有许多问题要考虑，本文将讨论有关CT的问题。与欠平衡钻井有关的主要问题之一是井眼稳定性问题。随着钻井数量的增加

3、，许多井都利用裸眼方式完井，这就使欠平衡钻井成为首选技术。由于欠平衡钻井能减少许多与过平衡钻井有关的钻井问题，加大量循环漏失和压差卡钻等，因此该技术正越来越多地用于枯竭或低压储层钻井。要考虑的主要参数有井底压力、井眼净化、马达性能及钻压的传输，这些参数(包括井眼稳定性)是判断钻井目标是否满足实际需要的依据。其它因素，如机械钻速、地层损害及费用，尽管重要，但更多的是反映欠平衡作业本身。上述这些因素都属于因变量，它们可通过许多可控制的参数或自变量，如流量、流体流变性、井眼几何尺寸、马达结构和类型、钻头类型、大钩载荷(钻柱重量)以及CT的几何尺寸和性能得到控制。了

4、解这些变量之间的因果关系对评价欠平衡钻井方案来说是必不可少的。维普资讯http://www.cqvip.com辩20卷第4卿杨欣：连续油管欠平衡钻井设计的可行性研究·49·采用CT钻井的原因和结果1．作业表1列出了CT钻井作业的一些白变量和因变量。自变量包括那些能被控制的参数而因变量则是控制这些白变量的结果。表1自变■和嗣奎■自变量因变量】液体流量I马达性能(】．2．7，s)2氮气流量2机槭钻速(I～9】3泡沫和非泡洙流体3井眼净化[1～7．Il4+渡相／添加剂4井底压力【【～6．_l5井眼尺寸5．井眠稳定性【～4)6套管几何尺寸(R寸，重量)6费用【生韶7

5、马选结拇7地层损害f]～418钻头娄型8泵压(【～7．】])9钩载荷(管柱重量)9钻压f6．9，】0，】]1【0．遗斜率／拘睡度_ICTH寸，重量，等级应该注意当使用多相流时，在一个给定的油田优选钻井参数变得更复杂。流体介质的可压缩特性使一般的钻井动态特性，如井眼净化和钻井性能变得复杂化。虽然计算机模型对于进行这样项目的作业设计很有用，但它们都是理论模型。一个实际井限数据库可用来限制并校正这些模型。在可能的地方，建议对计算机模拟模型进行限制和修正，有助于欠平衡钻井作业的殴计和优选。这可通过改变钻井流体组成以形成许多与实际情况相对应的数据点的一个系统过程来完成

6、。当确定了己验证的最好模拟模型后，对未来井的设计丰¨可行性研究将变得简单2．马达性能井下马达’性能随钻井流体、钻头类型及钻压的变化而变化。一般来说，采用充氮流体的容积式马达的工作效率为60％～8O％(根据机械动力)，它取决于液体与氯气的比率以及通过马达的有效流量在采用容积式马达和充氮流体进行试验测量时，建议应在马达入口处的压力和温度下测量当量体积流量。在计算马达功率时，与用不可压缩流体进行的试验对比，用可压缩流体时马达转速增加且扭矩降低。因此，尽管马达有效功率可高达8O％，但功率却随扭矩的减少而降低。在采用充氮流体钻井的井下马达在离开井底和停转之间有一个压差

7、范围。马达的性能也受所使用的钻头类型影响。侵蚀性固定切削齿的钻头比较容易出现问题。因此，完成优选钻压而不出现问题更困难，尤其是随着水平位移的增加，卡钻一滑脱情况也随之增加。3．机械钻速采．1_}jCT钻井，必须在有限的钻压下选择机械钻速。因为CT是塑性受力且没有连接点，它可在压缩情况下安全使用，记住这一点很重要。而与此相比，有接头的钻柱作业是利用钻铤(通常靠近垂直段的底部)来提供重量并保持钻杆处于受拉状态。CT的维普资讯http://www.cqvip.com·5O·轩矗石油辨拭付喜999年I2月重量与注入器压力两者结合足以弥补缺少钻铤的不足。然而，由于cT

8、的螺旋状特性．不能旋转，摩阻增加．从而减少了钻压的有