钻井井斜产生原因与预防对策

2022-10-03

井眼类型不一, 我们依据设计轨道的差异, 将井眼分为:直井和定向井。设计轨道是一条铅垂线的是直井, 这样的井眼一般的设计就可以满足。但钻井实践显示, 直井好设计, 但是轨迹控制难度大, 而定向井在轨道设计上是有一定的特殊要求的。在实际的钻井过程中, 钻井实际轨迹与设计轨道相偏离是很正常的。这也是实钻时井斜经常发生的原因。钻井井斜只能控制, 是无法避免的。将井斜的度数控制在一定范围之内才是我们的目的。

1. 井斜的危害

油、气田的合理开发要求钻井井眼、油层的地下井网和布井情况要尽量相符。井斜范围过大的话, 影响整体布局, 还会损害地下井网科学性, 后果很严重。实践显示, 井斜的危害除了井斜角之外, 还有一个不可忽视的方面就是短距井斜导致的严重狗腿现象, 尤其是在钻深井时。

1.1 井斜超出一定范围, 井深误差就会相应的增大, 地质资料的可靠性和真实性大大降低, 地质工作不能得出正确的结论, 严重的甚至会导致小油田漏掉油气层, 井斜过大可能会影响整个布井方案。

1.2 井斜过大, 在狗腿井段钻柱需要超出常规井段的超大弯曲交变应力, 这样导致钻具疲劳破坏, 发生井下事故复杂;在狗腿井段常常会发生起下钻困难的情况;另外还会妨碍测井作业, 下套管不便, 固井质量也会相应的受到影响。

2. 钻井井斜的原因

了解了钻井井斜的危害, 就要尽量降低井斜的变化程度。导致井斜的因素有很多, 归纳一下, 有两个方面是最主要的:一是地层影响;二是工程方面因素影响, 压力使得钻柱弯曲钻头受力不平衡。

2.1 地层原因

2.1.1 地层可钻性的各向异性, 在不同方向, 地层可钻性是不均匀的。沉积岩垂直方向的地层比平行方向的地层可钻性要高。哪个方向容易钻, 钻头就往哪个方向前进。如地层倾斜时, 地层倾角在45时, 钻头偏离铅垂线, 偏向垂直地层面的方向。

2.1.2 地层可钻性的纵向变化。在沉积过程中, 由于环境的差异, 地层情况的不同导致可钻性的变化, 常称为“软硬交错”。“欺软怕硬”, 遇到“软”地层的一侧容易钻, 钻头的钻速高;遇到“硬”地层则不易钻, 钻头钻速低, 这样就导致井眼偏离, 井斜不可避免的发生了。

2.1.3 地层可钻性的横向变化。在垂直地层层面和在平行于地层方向地层可钻性都是有变化的。需要注意的是“横向变化”是指与钻头轴线方向相垂直的可钻性的变化。在疏松的地层和较致密的地层的夹击中, 钻头前进方向偏向疏松的地层。

综上可知, 地层的差异, 地质松软程度的不同是可钻性不一的重要原因, 而这个原因又是不可避免的。地层原因会导致钻具弯曲、倾斜, 从而造成井斜。

2.2 钻具原因

导致井斜的原因, 除了地层因素外, 另一个就是钻具的原因了, 不同的钻具和不同的地层, 以及不同的钻井需求相结合才能尽量降低井斜的范围, 使井眼的布局更合理, 开采更科学。

2.2.1 井眼直径大于钻具直径, 有差异才会有不同, 就是这两个直径间的差异, 使的钻具具有灵活性, 不完全按照井眼的指示来活动, 可控性降低。钻具的微小的活动的累加, 使的井斜不可避免的发生了。

2.2.2 钻压的影响, 在压力的作用下, 钻具不再笔直向下, 而是倾斜向井壁一侧。压力达到一定程度之后, 钻柱会发生一定的弯曲, 这样的结果就是钻具的倾斜加大。钻具弯曲从而引起井斜。

2.3 其他因素

任何事情的发生都不是单一因素的结果。钻井实践显示, 除了地质因素和钻具因素之外, 还有其他因素的存在影响井斜的发生, 同样一套设备, 安装质量的好坏会影响井斜的发生、钻井操作是否得当, 防斜措施是否到位等这些都是影响钻井的因素, 而且是可控的, 把这些可控的能降低井斜的因素处理好, 能在一定范围内降低井斜的程度。

3. 井斜的预防对策

了解了井斜的危害, 知道了发生井斜的原因, 针对造成井斜的原因有以下预防对策。

3.1 地层特性要充分了解和掌握

影响井斜的主要因素是地层, 所以对地层特性的考察和了解是十分关键的。钻井设计时, 就要考虑到地层的岩性和倾角情况。如果可能的话, 尽量将这些因素纳入设计范围, 这样才能有更充分的防斜措施的准备。

3.2 合理的井斜控制计划

在设计中, 按照对井斜的要求, 对不同的井段进行设计。首先在钻井设计中, 要尽量的精确, 设计的要尽量细致, 处理好全角变化率与井斜角以及方位角的关系, 根据具体情况, 在钻井设计中定好这些角的范围。以更好地应对井斜, 力求做到既可以满足井斜标准, 保持井斜稳定, 又可以降低钻压, 使钻速稳定较高。