第十三 高溫高壓鉆井是鉆井技術(shù)難題之一。由于海上業(yè)環(huán)境的限制，使高溫高壓鉆井作業(yè)風險更大，。本章所指的作業(yè)是進入高溫高壓地層環(huán)境條件下的鉆井作業(yè)，主要闡述使用浮式鉆井裝置進行高溫高壓井鉆井作業(yè)的特殊要求，對于其他異常單高井，如15068.9（10000psi）或地層孔隙壓力當量鉆密度大于1.80g/cm3的井稱為高壓井，高溫和高壓第一節(jié)特點及迄今在海上發(fā)現(xiàn)的高溫高壓氣井，壓力系數(shù)最高可達到或超過理論推算的上覆地層壓力系數(shù)（即2.31gc3當量鉆密度到4℃100m以，因此海上溫高壓井的鉆井作業(yè)是在極其艱難、的條件下進行的，需要對作業(yè)中潛在的風險進行特殊研究。果考慮周或處不當，小的疏或都會造嚴重。 易發(fā)生井涌。在高溫高壓鉆井作業(yè)過程中，因為很難準確即將鉆遇的地層的壓力變化，發(fā)生井涌是的事情。任何時候發(fā)生井涌，首要的工作是及時關(guān)井、平衡地層壓力并循環(huán)出侵入井筒的地層流體，若不發(fā)現(xiàn)井涌，就會造成井涌量過大的局面。若井涌是因為氣侵產(chǎn)生的，在壓井過程中，由于氣體上升膨脹會造成套壓升高，侵入的量越大，套壓升高就越大。套管鞋處地層的破裂強度只能承受一定氣涌量所產(chǎn)生的套壓增量，這個一定的氣涌量，稱為井涌允許量，如果井涌量超出該值，處理不當會造成井噴、井漏井或井噴控的嚴。高溫高壓井對付氣侵最有效的辦法唯有加強對井涌的嚴密監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)井涌并盡快關(guān)井以控制井涌量。實踐證明，井涌發(fā)生時，地層氣體侵入井筒的量越多，對地層和地面設(shè)備造成患越大處理起就越，所付的價也就越。高密度水泥漿配制，注水泥作業(yè)容易發(fā)生井漏“插旗桿”等復雜情況或事故；井業(yè)程，內(nèi)力控、密固容混、餅，影響固井量；若下溫度出現(xiàn)于5℃的偏，將嚴重影響水泥漿的稠化時間，可能固井事故。井口和套管在鉆具長時間旋轉(zhuǎn)摩擦和鉆具多次起下鉆摩擦的環(huán)境下而造成的磨損。這種高溫高壓鉆井還有許多其他潛在的風險，對于其他的一些作業(yè)，如測試、測井、下套管及注水泥塞作業(yè)等，若不做好防范措施，均可能產(chǎn)生井噴失控、工具失效或井眼報廢等嚴重。第二節(jié)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計提供的溫度、壓力，開展針對性的研究，減小溫度、壓力數(shù)據(jù)誤差。對目標井進行溫度和壓力研究，并且要進行隨鉆的壓力和溫度監(jiān)測或條件允許19mm（3/4″如果沒有足夠資料證實，地層流體應(yīng)假定為干氣。井口應(yīng)以井內(nèi)鉆完全被掏技術(shù)套管和生產(chǎn)套管必須使用氣密封螺紋，并選用抗高溫高壓型的套管浮箍、浮鞋等套管附件，下套管時應(yīng)采用套管扭矩儀，確保上到規(guī)定的扭矩值。設(shè)計時應(yīng)計算密度；作業(yè)現(xiàn)場要配備高溫高壓鉆實驗儀器，以作調(diào)整鉆性能實驗需要；鉆設(shè)計中要明確對固控設(shè)備的特殊要求，以滿足鉆流變性調(diào)控的需要；完體系選擇應(yīng)考慮無固相，或低固相體系，同時考慮體系應(yīng)對環(huán)境低毒或無毒，以及對金屬和橡井前鉆循環(huán)氣測值小于5%；前置液設(shè)計應(yīng)采用加重雙作用（和作用）液，忌采用鉆井水等無加重沖洗液；水泥漿設(shè)計采用高溫防氣竄的直角稠化的加重水泥漿05～1倍；固井泵、高壓管線工作壓力應(yīng)不小于的1.2第三節(jié)高溫高壓井對設(shè)備工具及的特殊要高溫高壓井通常以重負荷、長時間連續(xù)作業(yè)為主要特征，它要求設(shè)備具有耐高溫、耐高壓、重負荷和持續(xù)工作的實際能力，保證滿足作業(yè)全過程的需要，以確保整個作業(yè)的安全和順利進行。設(shè)備配套能力必須達到目標井設(shè)計要求，通常要求對設(shè)備進行相應(yīng)的檢修管和鉆柱設(shè)備應(yīng)按防硫化氫規(guī)范進行設(shè)計。具體可以參考AQ2012《石油天然氣安全規(guī)程》根據(jù)我國海域及世界其他海域已鉆高溫高壓井的經(jīng)驗，高溫高壓鉆井作業(yè)選用的1.5倍的鉆進目標井段時的井眼的管匯、井控系統(tǒng)及其他相關(guān)裝備的尼龍、橡膠等密封件，包壓端和低壓端；防噴器組是井控最重要的設(shè)備之一。防噴器組及其井控配套設(shè)備包括控制系統(tǒng)、繞性接繞性接 管上萬能防噴

水下防噴器組至少需要有兩個環(huán)形之下進行循環(huán)；在每個出口配至少兩個鎖裝置（13-3-1。水下防噴器組隔水管連接下萬能防噴剪切閘板防噴上閘板防噴可變閘板防噴下閘板防噴HC井HC井口連接

（見圖13-3-2阻流壓井管匯的工作壓力應(yīng)等于或和壓力表應(yīng)分別安裝在阻流器的上游和平臺上的氣—液分離器處理能力應(yīng) 固控設(shè)備是鉆性能的關(guān)鍵56壓井鉆性能的穩(wěn)定。除氣器、離心機液混配系統(tǒng)和固控系統(tǒng)必須滿足高密度滿足快速加重和配制新鉆的需要；圖13-3-1 典型的半潛式鉆井平臺BOP組示意圖1—外壓井閥15000psi；2—內(nèi)壓井閥15000psi；3—上外阻流閥15000psi；4—上內(nèi)阻流閥15000psi；5—下外阻流閥15000psi；6—下內(nèi)阻流閥15000psi

力，回收鉆中的加重材料和液相，盡可能多地清除鉆中細小鉆屑顆粒，一清潔器：要求配置16～24個φ101.6mm～φ127mm（4″～5″）的旋流器，分離點達15μm；圖13-3- 典型的自升式鉆井平臺BOP組示意地層壓力的1.2倍；2.40g/cm3密度泥漿池液面監(jiān)測儀：對浮式鉆井平臺泥漿池的監(jiān)測應(yīng)充分考慮船體搖擺和升沉的因素，泥漿池四個角都應(yīng)安裝傳感器以提高測量靈敏度和精度；泥漿池增量等的值應(yīng)量13的求。需要在鉆回流管線、泥漿池、阻流管匯和測試管匯等位置進行溫度，必要時 膠密封件的有效之一。但鉆溫度的降低將會對井眼穩(wěn)定產(chǎn)生影響，因此需要必須滿足最高井溫、井壓的要求。鉆桿單配置專門的壓井總成（1-3-3）以便于壓井作業(yè)時，與鉆柱和壓井管線的103.4Ma（1500ps）（由壬）尺寸φ50.8（2″，1502或鉆桿單短鉆短鉆鉆柱方鉆桿外螺紋活接旁通循環(huán)鉆柱方鉆桿內(nèi)螺紋活接鉆柱方鉆桿鉆桿單鉆柱方鉆桿鉆桿單圖13-3- 高溫高壓井壓井總成（左圖）及立柱（右圖鉆柱方鉆桿保護接高溫高壓的立柱（見圖13-3-3）用于頂部驅(qū)動鉆井時，加強防控能力，額定最低工作壓力為103.4MPa（15鉆柱方鉆桿保護接井口最高溫度應(yīng)按高溫高壓鉆井作業(yè)中出現(xiàn)的最嚴峻情況進行，即地層流體經(jīng)過1h后井口的瞬時溫度。該溫度及井眼的用和保養(yǎng)工作。高溫高壓井由于加重劑的使用、作業(yè)時間往往較長等因素使得鉆桿的磨損加劇，使用過程應(yīng)加強損監(jiān)測若發(fā)現(xiàn)效鉆具其再入井用。每口井鉆具均用新鉆桿。鉆開高溫高壓層前的設(shè)備檢測：防噴器額定工作壓力滿足目標井可能鉆遇的最高12倍，其他的設(shè)備按額定工作壓力進行試驗。對于其他安全設(shè)施，如可燃氣體和體探測、計量、流量、液面測等，也應(yīng)行檢查正。9000kW以上；要求輸灰系240m3（5個罐289m32臺，每臺排量1200m3/h、消防泵1臺（600m3/h）罐15m3。供應(yīng)船數(shù)量根據(jù)作業(yè)距離至少配備2條以上，以確?，F(xiàn)場可隨時供應(yīng)加重材料的需要。高溫高壓井的鉆井作業(yè)風險大，若操作或處理不當嚴重。要求所有參加高溫高壓井作業(yè)的必須具備特殊資質(zhì)，并進行相關(guān)的技術(shù)培訓，要求作業(yè)清楚高溫高壓鉆井作雜井等一項或者多項監(jiān)督作業(yè)經(jīng)歷，且具備5年以上總監(jiān)資質(zhì)。復雜井等一項或者多項監(jiān)督作業(yè)經(jīng)歷，且具備3年以上總監(jiān)資質(zhì)。 參加海上高溫高壓鉆井作業(yè)的，除按規(guī)定具有海上安全培訓合格和崗位第四節(jié)作業(yè)管理與工安排鉆井計劃時，應(yīng)充分考慮根據(jù)海洋氣象及海況條件，選擇適合于高溫高壓鉆井作業(yè)的氣候窗進行高溫高壓井鉆井作業(yè)是關(guān)鍵，高溫高壓井段作業(yè)時機避開臺風頻繁季節(jié)，以保障作業(yè)的連續(xù)性和安全性。按照高溫高壓鉆井作業(yè)的要求對設(shè)備進行檢修和配套。對于各類石油鉆井的設(shè)備鉆井平臺上加重材料的倉儲量，應(yīng)滿足高溫高壓井段1.5倍井筒容積鉆加重的需要。參與作業(yè)的三用工作船在現(xiàn)場值班時應(yīng)裝載鉆加重材料值守，以確?，F(xiàn)場可隨時井控系統(tǒng)試驗：按照設(shè)計對整個井控系統(tǒng)進行壓力測試，試驗的壓力必須達到裝備的額定工作壓力。低壓試驗：試壓值2.07Ma（00ps）5n,2%以內(nèi)為合10n,2%檢查不安全因素和事故隱患：除對鉆井設(shè)備進行全面檢查外，還應(yīng)對安全設(shè)施包括消防、救生、自動系統(tǒng)和及可燃氣體探測系統(tǒng)等，通過目測、試驗和運轉(zhuǎn)③不得在井口區(qū)、油罐區(qū)、壓力容器及油氣管線等區(qū)域安置可能引起火災(zāi)或全面檢查鉆井儀表：分別對鉆井儀表和錄井記錄儀進行正確校驗，保證記錄數(shù)據(jù)的準確性。要求指重表、扭矩表、轉(zhuǎn)速表、壓力表、流量表和泥漿池液面記錄儀、八筆記檢查鉆具內(nèi)防噴閥：投入式止回閥閥座接頭應(yīng)安裝在底部兩根加重鉆桿之間。鉆臺上應(yīng)必備一個鉆桿防噴閥和投入式止回閥，核實鉆柱內(nèi)徑，保證投入式止回閥能順利通除氣器和液—氣分離器功能試驗：對除氣器和液—氣分離器進行功能試驗，根據(jù)鉆井設(shè)計和隨鉆壓力監(jiān)測，在鉆開高壓層前將鉆密度加重至設(shè)計的鉆井時進尺在1.0m以內(nèi)，停止鉆進，上提鉆柱至鉆桿接頭避開將關(guān)閉的防噴器芯子的位置，停環(huán)一以，查氣值鉆情況如井情正，復鉆至少每12h測定鉆性能一次，必要時加密測量；每15min測定一次進、循環(huán)測定連續(xù)氣測值。若連續(xù)測得的氣測值大于5%，不得起鉆，應(yīng)進行循環(huán)加重，直至氣測值小于5%為止。若為高壓低滲地層，視實際情況可適當放寬。每鉆開一個新的高壓層段，都要采用以上方法。循環(huán)鉆進行氣測值測定，求在高溫高壓井段作業(yè)時，為了避免在井內(nèi)壓力不平衡的狀態(tài)下鉆開過多的高壓地層，50m屑位時間的進尺控制最機械鉆，算公式如：Vmax＝ （13-4-式中Vmax——最大機械鉆速，m/h10m5%50m/h。鉆開油氣層起鉆前，須循環(huán)鉆現(xiàn)場油、氣滑脫速度V計算（根據(jù)時間、作業(yè)工況和井身資料來推算VH(h/t)(t1

（13-4-式 環(huán)鉆鉆頭所在井深，m；t——鉆頭所在井深的時間；t1——見到油氣顯示的時間；t2——下鉆至井深h的開泵時間；t0——井內(nèi)鉆井VH(Q/Vc)(t1 式

（13-4-起鉆過程中，必須嚴格執(zhí)行連續(xù)向井里灌注鉆的規(guī)定，同時作好每柱灌漿記錄。3在眼段起鉆要全程濕起鉆，打重漿以避免影響鉆性能EDOCAH+GB0

天然氣組分等因素有關(guān)，一般要具備3個條件：低溫和高壓條件（具體見圖13-4-1按照圖13-4-1圖13-4-

業(yè)過程中，通常采取向防噴器及壓井阻流管匯等相關(guān)管線中注入乙二醇或其他抑制劑的措施，改變天然氣水合物的形成條件，降低其形成溫度，達到抑制天然氣水合高溫高壓井因為作業(yè)時間長，部分技術(shù)套管段必將承受長時間鉆具旋轉(zhuǎn)及多次起下鉆的磨損。為了相對準確地了解井下套管的磨損情況，確保鉆井作業(yè)安全，應(yīng)建立定時監(jiān)測井口返出流體屑含量的制度，這可以通過在鉆回流槽中安放磁鐵來實現(xiàn)。必要時鉆密度除保證氣測全量在5%以下和氣滑脫速度小于50m/h外，在不壓漏地層的前提下再適當提高鉆密度0.01～0.02g/cm3，以保證電測安全。氣，對鉆處理后起鉆繼續(xù)進行電測作業(yè)。止。起鉆前應(yīng)調(diào)整好鉆性能，在可能的條件下，盡可能使泥餅的摩阻力降到最低。鉆加重劑的選擇應(yīng)考慮材料對電測資料質(zhì)量的影響，如：重晶石對放射性儀 175℃以上（根據(jù)具體井溫可選擇耐溫性能更好的電纜57.85kN（13000lbf。根據(jù)實際井底溫度進井儀器的選擇，在150～185℃之間選擇帶保溫瓶的電測儀器，在185℃以上則選擇溫儀器，所有儀器在設(shè)備準備期間要進行加溫檢驗，加采用灌漿解卡裝置下套管，在下套管過程中，及時灌滿鉆，在眼中盡量縮短時間。在進入眼井段之前循環(huán)鉆至少一周，進入眼段后要分段循環(huán)并緩慢上下活動套管柱，循環(huán)時要求使用低泵速打通然后慢慢提高泵速，最高排量不宜超過鉆井作業(yè) 配兩種不同類型的鉆的替換需用液減少它們的相混，在用高溫高壓鉆①膨潤土含量小于28kg/m3和低密度固相含量小于42kg/m3，以確保不鉆中的②用加壓密度稱測量鉆的密度，每15min一次。在高溫高壓井段，密度稱需經(jīng)常用淡水校正。另外，密度稱每周需用高密度鹽水校正一次，所用鹽2.00～2.20④在使用高密度/高溫鉆時，低密度固相含量和鉆固相的分配十分關(guān)鍵。振動篩篩布目數(shù)通常選用185/200/230目，不應(yīng)小于165目。⑤在鉆密度達到1.9g/cm3以上時，任何對鉆切力和穩(wěn)定性有影響的污染都會降低鉆的懸浮能力，甚至造成重晶石塞。過量水泥污染是形成重晶石塞的最常見的原鉆循環(huán)降溫，檢測性能，同時做必要的調(diào)整。作業(yè)現(xiàn)場須配備便攜式稠化儀，并在現(xiàn)場進行固井配方的小樣和大樣復查試驗，滿足作業(yè)施工要求時才能進行固井作業(yè)。施工前應(yīng)在現(xiàn)場進行密度水泥漿混配能力試驗，以檢測混配設(shè)備的能力及水采用固井設(shè)計，應(yīng)模擬施工過程的壓力曲線，實際施工作業(yè)時嚴格監(jiān)測壓力測試時，井口及地面設(shè)備將承受該井最高壓力和溫度的考驗。尤其是使用浮式鉆井平臺進行高溫高壓氣井測試作業(yè)時，還必須承受惡劣天氣和海況的影響，其風險性可謂達到每次注井水泥塞一次不宜超過150m，若需要長水泥塞則可采取多次注水泥完 根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對溫度壓力模擬相關(guān)系數(shù)進行實時校核，并據(jù)此對下部井段進行，及時采取相應(yīng)措施。高密度鉆經(jīng)過阻流壓井管匯及管線之后，應(yīng)充分沖洗以防止鉆固相和加重材第五節(jié)和鉆井平臺的安全，井噴失控會造成性事故，應(yīng)正確使用井控設(shè)備、采取合理的壓力管理是高溫高壓井控作業(yè)的重要內(nèi)容，要求在加強壓力和監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對鉆密度進行嚴密的控制，以近平衡鉆井為控制原則，為了做好壓力管理工作，應(yīng)著重保證鉆密度必須控制在大于地層孔隙壓力當量密度及小于地層破裂壓力當量密度的范圍內(nèi)，通常鉆密度要求在地層孔隙壓力當量密度基礎(chǔ)上附加0.10～0.15g/cm30.07～0.10g/cm3，密度還必須結(jié)合鉆性能、環(huán)空循環(huán)壓力降、壓力激動、井涌允量等因素來確定。進行分段循環(huán)，避免鉆靜切力引起循環(huán)壓耗高而壓漏地層。高溫高壓井的井控作業(yè)將更有可能所有與井控有關(guān)裝備的極限，因此除了遵循常通常鉆井裝備所擁有的氣—液分離器具有特定的額定工作能力，應(yīng)按照最大的壓井泵速與阻流管匯上游壓力的函數(shù)關(guān)系來確定一定套壓條件下的循環(huán)排量，此排量稱為該氣—液分離器的最大安全循環(huán)排量（13-5-1。 1.22m(4ft)內(nèi)徑的 —天然分離器和0(8″)排出管線的超限度能力，在理想的阻流調(diào)節(jié)情況下，沒有引起壓力波動42安全操作范 9 2345678910111213鉆循環(huán)速度圖13-5- 標準鉆—天然氣分離器操作核查和鉆循環(huán)系統(tǒng)檢查：如果鉆液量增加達到2m3或目測觀察有溢流發(fā)生，應(yīng)立即啟動高溫高壓井控當井涌發(fā)生時，應(yīng)盡快關(guān)井求壓，以便及時地層流體繼續(xù)進入井筒，準確地取得壓井有關(guān)數(shù)據(jù)。壓井時，應(yīng)力求一次壓穩(wěn)。在窄壓力窗口的地質(zhì)條件下，應(yīng)采用平衡地層壓力鉆度，控合理的壓，避地流體繼續(xù)入井眼。表13- 項序狀備防噴設(shè)1防噴器按照要求對相關(guān)部件進行了高溫配件更換并進行功能測試及試2對立管管匯進行高溫密封件更換并進行功能測試及試3對壓井阻流管匯、固井管匯進行密封件更換并進行功能測試及試4和防噴器動作一致5防噴器組操作面板各壓力表、量表正常，手柄操作功能識和噴器動作一致6儲能器的工作壓力、有效容積及儲液量符合作業(yè)要7儲能器及管線內(nèi)的油滿足作業(yè)氣候環(huán)境要8儲能器的電泵和氣泵能夠在規(guī)定的壓力下工作和開9儲能器各儀器儀表齊全、靈敏可水下操作間的防噴器操作手柄和防噴器動作各防噴器的關(guān)閉及開啟時間與操作手冊一對套管頭和套管試1鉆臺配方鉆桿防噴閥一只（滿足高溫高壓鉆井作業(yè)要求2有投入式止回閥及閥芯兩套（性能正常并能滿足高溫高壓鉆井作業(yè)需要3鉆臺備有鉆桿內(nèi)防噴閥一只（足高溫作業(yè)需要）4鉆臺備有滿足作業(yè)條件的單流閥一5鉆臺備有各種常用接6高溫高壓鉆井替換立柱的準備情7高溫高壓壓井立柱的準備8平臺備有備用高溫高壓滿足作業(yè)要求的閘板芯子一9平臺備有手動針閥配件兩高溫螺紋脂（包括套管和鉆桿項序狀備防噴措1鉆臺明顯位置貼有井控程2鉆臺明顯位置貼有防噴程3鉆臺明顯處貼有井口裝置尺寸示意4有專人填寫壓井工作5鉆臺上有起下鉆灌漿記錄6防噴演習及試壓都有記7阻流壓井管匯閥門正確，開關(guān)與防噴程序一致，常關(guān)及開閥門有不同顏色的區(qū)別8鉆臺配有足夠的防毒面9每班前進行安全檢1指重表裝置正2鉆出口流量表正3所有裝置處于正常狀態(tài)，都設(shè)了值（包括鉆增、返回流量、硫化氫）4泵沖和累計沖數(shù)表準5泵壓表準確，量程符合高溫高壓作業(yè)要6轉(zhuǎn)盤扭矩表、轉(zhuǎn)速表準7計量罐系統(tǒng)正常，量程符合高溫高壓作業(yè)要8壓井阻流控制柜臺各壓力表準確，手動泵完好有1錄井各種儀器滿足高溫高壓鉆井作業(yè)需求并且性能正2錄井進行了注氣試驗，能夠準確測量氣全量及各種組3錄井對各種關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定了值包括鉆時、鉆增量、鉆出口流量、氣全量、硫化氫等）固控設(shè)備及材1平臺鉆循環(huán)系統(tǒng)更換高溫密封2平臺快速下灰系統(tǒng)性能正3除氣器功能正4平臺按要求儲備鉆堵漏材5按要求儲備有鉆加重材料（包括平臺和拖輪6液—氣分離器能夠滿足高溫高壓作業(yè)要求并且性能正7振動篩功能正8除砂器功能正項序狀備鉆材9清潔器功能正離心機功能正固井1固井泵進行試壓，滿足高溫高壓鉆井作業(yè)要防爆與消1平臺配備有固定式和便攜式可燃氣體、硫化氫氣體探測2消防、救生設(shè)備、設(shè)施和器材的情況滿足作業(yè)要3防爆區(qū)域內(nèi)電器防爆性能4按照規(guī)定在相應(yīng)的位置上配備足夠的防毒面5易燃、易爆、和放射性物品按規(guī)定放6現(xiàn)場守護船具有消防能7平臺動火按照動火規(guī)定進要1現(xiàn)場證件齊2司鉆、隊長熟悉井控流3作業(yè)熟知應(yīng)急崗位職4按照要求進行各種演習并對出現(xiàn)的問題給以和糾注：本表是鉆開高溫高壓井段之前的必檢項目，具體開展作業(yè)的時候的檢查項目必須包含但不限于表中各項 .第十四 方法，它具有很長的大斜度穩(wěn)斜延伸段。其最初開發(fā)的是：以較少的平臺來勘探開發(fā)海隨著石油工業(yè)的發(fā)展，世界上剩余資源量中“邊、老、低、難”資源所占比例越來越大，這是世界石油上游工業(yè)所基本形勢，它和環(huán)境污染與人類生存的同時影響和制約著世界油氣田開發(fā)科技發(fā)展的主要和方向。為降低“桶油成本”和考慮綠色開采20紀90年代就開始發(fā)和實大位移鉆井技曾創(chuàng)造過多大位移世界，所成的系列配套技術(shù)將為實現(xiàn)加快海（湖）油氣陸采和開發(fā)海上型油氣田的勘探開發(fā)速度打下基礎(chǔ)。第一節(jié) 大位移井鉆井技術(shù)，是國際鉆井工程領(lǐng)域的高新技術(shù)，也是旋轉(zhuǎn)鉆井極限的高難度前沿技術(shù)。隨著水平位移和水垂比的不斷增加，大位移井鉆井著許多嚴重，如：估和創(chuàng)新性研究與實踐，攻克了難題，豐富和發(fā)展了相關(guān)鉆井理論和方法，已形成高水垂比大位移井：水垂比大于或等于3且水平位移超過3000m的大位移井。漂浮下套管技術(shù)：在套管內(nèi)不灌漿或注入輕質(zhì)物，使套管在管外鉆的漂浮下減少與復合管柱加重技術(shù)：大位移鉆井及管串下入時，由于井斜角大和延伸段長，特別是在高水垂比大位移的作業(yè)過程中，因摩阻過大而無法靠管串的自重鉆進及下入，為克服阻力構(gòu)造構(gòu)造構(gòu)造圖案例示意構(gòu)造構(gòu)造構(gòu)造降低地質(zhì)儲量的開發(fā)門檻。利用大氣構(gòu)造聯(lián)合開發(fā)，盤活邊際地質(zhì)儲量。如圖14-1-1所示，虛線圈內(nèi)有三個較大構(gòu)造，相距在3～10km，則可把聯(lián)合建平臺作為可研開發(fā)方案之一，且還可把“構(gòu)造4”等小構(gòu)造同圖14-1-

14-1-1聯(lián)合開發(fā)案例3～10km的大位移井和主油氣構(gòu)造導管架可完成周邊小油氣構(gòu)造的開發(fā)，且綜本和鉆井風3～10km的海（湖）濱岸油氣田的勘探開發(fā)，既綠色開采方案（如圖14-1-2所示。 構(gòu)主開發(fā)已生產(chǎn) 構(gòu)主開發(fā)已生產(chǎn)型油氣田圖14-1-3所示。域、河流區(qū)域、人口密集區(qū)、重要解決遠距離避障勘探開發(fā)，高圖14-1- 難地形和特殊海相區(qū)域的勘探開發(fā)，由于地面和海底條件無法提供合適交通、方案和地理環(huán)境區(qū)域，包括鉆直井和一般定向井不經(jīng)濟和無法完成的湖泊、沼澤、海上油田和不具備大位移井的井斜大、穩(wěn)斜段長，導致管柱摩阻和扭矩大幅度增加及井眼清潔；測摩阻大：在長穩(wěn)斜延伸井段易形成巖屑床，管柱依靠自身重量難以下放，且管柱上提阻力很大，若井眼軌跡控制質(zhì)量存在問題，則會對管柱起下、旋轉(zhuǎn)等作業(yè)產(chǎn)生嚴峻挑戰(zhàn)。井眼清潔：長穩(wěn)斜延伸井段使流速分層加劇，巖屑易偏離井眼高邊的流體高速區(qū)而沉至井眼低邊，形成巖屑床的厚度較大，使井眼清潔更。井壁穩(wěn)定性差：由于大位移井的井斜大及眼時間長，較常規(guī)的眼鉆井更易于當量循環(huán)密度（ECD）高：長穩(wěn)斜延伸井段的鉆循環(huán)阻力較大，從而產(chǎn)生較高的井底當量循環(huán)密度，容易井漏等復雜情況，要求加大對井底當量循環(huán)密度的控制井控難度大：由于長眼井段易于產(chǎn)生抽吸溢流，在同樣關(guān)井壓力下，井斜角越大，溢流量越大。同時，較小的鉆井作業(yè)安全窗口也使井控難度增加。當儲層流體為氣體時，氣侵在水平的氣體移監(jiān)測較。錄井判斷：與常規(guī)錄井相比，大位移井錄井受鉆井工藝和井身結(jié)構(gòu)的影響大，主要原因是：①由于延伸段大斜度和距離較長，巖屑運移，特別是存在巖屑床的滑坡現(xiàn)徑隔水管內(nèi)鉆返速低的特點；②受軌跡控制的影響鉆時變化與實鉆參數(shù)較難匹配，且大多采用石復合片鉆頭甚至加上螺桿驅(qū)動，在砂泥巖剖面上反映不敏感，較難為巖性歸位提供參考；③由于石復合片鉆頭的破碎機理不同于牙輪鉆頭，它主要是靠研磨來破碎巖為突出，使地質(zhì)工作者判斷巖性及膠結(jié)物出現(xiàn)，特別是易將一些淺顏色的特殊巖性誤判影響砂樣，甚至使一盆樣中真正的巖屑沒有幾粒，鉆時記錄的準確性和巖樣的準確性較低，給取樣、地層判斷和未來更復雜的工程事故征兆帶來更度；⑥非砂巖油完井和測試難度大：由于大位移井本身的技術(shù)特性、完井工藝的高要求和本身工具復雜與尺寸較小的特點，造成完井和測試管柱長距離下入與起出的，比鉆具更容易發(fā)生屈曲和自鎖現(xiàn)象，甚至造成作業(yè)失敗和釀成井下工程事故，使得完井和測試的方法較單一或方案選擇。因此大位移井方案設(shè)計可研階段應(yīng)對完井和測試方案的可行性和成功率進行分析和研究。第二節(jié)可行性通常大位移井多用于油氣開發(fā)與勘探開發(fā)兼顧的項目，由于減少了平臺建設(shè)的投資，立項（一口井為一批次則也可能單井立項險評估（阻和扭矩、鉆體系、套管柱及套管磨損、水力及相關(guān)工具的力學特性研究。前期研究即立項前的預(yù)可研工作，包括項目涉及的地質(zhì)、鉆井和作業(yè)條件等資料的收集，鉆井軌跡、配套工藝方案和鉆井設(shè)備選擇基本需求的多方案風險評估和項目立項可行性分析。完成后為項目是否可進入可行性研究階段提供依據(jù)，為可行性研究需進行什么方面的深入研究和研究需制定的工作范圍提供判斷基礎(chǔ)。其主要工作將根據(jù)當時的地質(zhì)條件給出軌跡的最優(yōu)和最大風險考慮軌跡方案基本分析，并根據(jù)此分析簡單條件下最惡劣工況的工藝需求，為平臺鉆井系統(tǒng)設(shè)備選型評估、升級改造提供初步的參數(shù)和為在完成前期研究后，經(jīng)項目評估，可確認進入可研階段。進入可研階段，首先須對項目涉及的地質(zhì)、鉆井和作業(yè)條件等資料進行精確收集，根據(jù)預(yù)可研階段的結(jié)論和評估進行精細化風險評估及科學論證，以保證重大投資項目可正常進入實施階段。此論證評估應(yīng)以大位移井能否實施首先取決于井壁穩(wěn)定性研究成果，甚至會井眼的延伸極限。對模擬井下溫度壓力條件的地層強度及鉆浸泡對地層強度影響的實驗研究，確定眼安全時間；在獲得井壁穩(wěn)定性研究成果后，馬上要考慮的工作是井眼軌跡的設(shè)計，這將是其他設(shè)計和風險評估的基礎(chǔ)，但它的優(yōu)化過程是一個與工藝、作業(yè)條件和經(jīng)濟評估的綜合篩選過程。為使其他評估和研究得以開展，需先進行以下的設(shè)計及對比研究，最后擬定出安全工井眼軌跡的設(shè)計與優(yōu)化盡可能以最小進尺、最小摩阻扭矩和最安全作業(yè)的合理妥協(xié)為準則，但必須以使用當前技術(shù)可安全完成為第一選擇（其分析評估過程還需關(guān)注巖屑；避免因井眼不清潔而導致當量循環(huán)密度（ECD）增加，從而降低ECD接近或超過地層破裂壓力的可能性。同時良好的鉆體系會減少井眼的當量循環(huán)密度，井眼清潔的需求和鉆體系的選擇應(yīng)做專題研究。研究的同時應(yīng)根據(jù)初選鉆體系性能參數(shù)，根據(jù)井眼不同摩阻和扭矩的及控制方案等是大位移井鉆井作業(yè)的關(guān)鍵與技術(shù)。當完成上述研究后必須再次根據(jù)結(jié)果條件進行計算和評估風險。以保證所有數(shù)據(jù)仍在將使用鉆柱和其他管柱的安全強度范圍內(nèi)，保障鉆完井的安全和減少井下事故發(fā)生，主要評估范圍必須包2000m且井斜角大，管柱自重在自身組合特性、鉆密度、井眼條件和巖屑床等復合作用下，會遇到下放與起出、無法旋轉(zhuǎn)和嚴重時無法下到預(yù)定深度等。為解決這些問題，必須針對已完成的研究結(jié)果，考慮各種管柱組合與配套工具在各種工況下的鉤載分析、屈曲和自鎖計算與模擬曲一般情況下大位移井采用的固井技術(shù)與常規(guī)井大多技術(shù)類同，但做研究分析及風險評估時應(yīng)結(jié)合大位移井的特點，如其井深范圍通常450～6000m600，甚至進入70°。若儲層埋深淺，則更會面對作業(yè)安全密度窗口窄的挑戰(zhàn)。因此在可研階段必須根據(jù)前期的各種研究水泥漿和固井作業(yè)的，必要時應(yīng)根據(jù)上述結(jié)論進行專題研究，以應(yīng)對相關(guān)，其主要關(guān)注和必須進行分析評估的內(nèi)容有：水泥漿及液體系選型分析與泥漿體系的適配性論證（特別是油基鉆注水泥作業(yè)程序分析與研究，主要針對采用何種工藝流程，確保在大位移井況下不替空、不插旗桿和少鉆混漿水泥塞等相關(guān)措施研究，開展工作前應(yīng)考慮并必須在報告中分，特別是當?shù)刭|(zhì)和油藏信息仍不清楚或需要進一步與澄清時尤為重要。和常規(guī)錄井大位移井與常規(guī)井相比由于本身的技術(shù)難度，使得許多完井和測試工藝方案選擇，根據(jù)完成的鉆井可研方案，設(shè)計可使用的完井或測試方法，考慮工具直徑和通徑較細且更復雜，容易造成完井和測試管柱難以在長距離進行正?？刂疲瑧?yīng)對選擇的方法進；針對每趟應(yīng)用管柱進行鉤載曲線分析和組合優(yōu)化研究，避免發(fā)生屈曲和自鎖現(xiàn)應(yīng)特別關(guān)注篩管和各種小直徑送入管柱克服長距離下入及起出的，根據(jù)摩阻控制設(shè)計和成功實施大位移井作業(yè)的瓶頸主要是井眼延伸極限和設(shè)備能力極限，即當不考慮地層和地質(zhì)因素時，制約大位移井發(fā)展的問題就是鉆井設(shè)備和工具能力。在預(yù)可研階段，在完成鉆完井風險分析和可研工作后，針對大位移項目必須對將要使用的裝備及工題。循環(huán)系統(tǒng)的壓力等級應(yīng)滿足作業(yè)要求，所用的鉆井泵的總功率及排量滿足作業(yè)的前提下備用一臺鉆井泵，并選用耐用備件提高循環(huán)系統(tǒng)的可靠性。一般系統(tǒng)的泵壓在400L/min1200gal/min井眼清潔需要較大的排量，循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)配備足夠處理能力的離心機、篩和清潔器等固控設(shè)備，應(yīng)滿足最大排量要求及對 性能 能力。一 應(yīng)滿足夠泥漿池倒換和回收鉆。循環(huán)壓耗大特別是固井及壓力作業(yè)期間，鉆機相關(guān)設(shè)備的額定工作壓力必須滿足作業(yè)要求通常井深000m68.97Ma（000ps，當深過6000，要求20%余量，要求連續(xù)輸出高的平穩(wěn)扭矩情況下，轉(zhuǎn)速達到120～180r/min，以滿足大位移井鉆進應(yīng)滿足大位移井起下鉆、下套管及處理復雜情況能力。一般要求研究及最嚴峻工況下，絞車及剎車系統(tǒng)在不超過井架及大鉤系統(tǒng)能力的情況下，功率增加20%的余量。由于大位移井通常使用油基鉆、大尺寸鉆具、起下鉆連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)和壓力平衡動態(tài)壓井系統(tǒng)（D）等，因此相關(guān)的輔助設(shè)備應(yīng)特別關(guān)注包括泥漿池容量、泥漿池與供應(yīng)船或大位移井測深長、作業(yè)工況復雜，特別是起鉆作業(yè)經(jīng)常會出現(xiàn)復雜情況，因此，足夠的動力配備和備用機組非常重要。一般要求研究及最嚴峻工況下，動力系統(tǒng)的能力應(yīng)滿足鉆機功率的高轉(zhuǎn)速、大排量下連續(xù)最大負載需求，同時還用考慮一臺備用發(fā)電機或儲備1000kW14-2-1表14-2- 根據(jù)設(shè)備年限考慮根據(jù)設(shè)備年限考慮90%效率 加取1.1安全系數(shù)重量（lbf）×機械鉆速泵功率（hp）=[排量（gal/min）×泵 （1）根據(jù)設(shè)備年限考慮90%效率 加取1.1安全系數(shù) （2）頂驅(qū)功率（hp）=[6.28×扭矩（ft·lbf）×（1）根據(jù)設(shè)備年限考慮90%效率， （1）1.1輔助功率=1000hp（估計 在大位移井中，一般不使用鉆鋌，鉆壓由鉆柱提供，鉆柱的大部分處于受壓狀態(tài)，同時要承受高扭矩、高泵壓，應(yīng)盡量選擇高強度、大通徑、材質(zhì)輕和小接頭外徑的鉆具。需要對鉆柱行屈曲析并采相應(yīng)措，以確鉆在井下。鉆桿的選擇除應(yīng)符合大位移井鉆具一般性要求外，還應(yīng)考慮采用低摩阻硬合金耐磨帶，挑選高溫下減少摩阻系數(shù)的磨材，以降低鉆桿和套管之磨損的風險；螺旋翼鉆桿可破壞巖屑床，提高井眼清潔效果，應(yīng)根據(jù)水力設(shè)計研究的結(jié)果確定14-2-1所示。圖14-2- 鉆桿減阻護箍：為了防止鉆井過程中鉆桿和套管之間的磨損，應(yīng)考慮在鉆桿本體任何地方安裝上一個輕質(zhì)耐磨材料（如特殊橡膠、帶滾動摩擦副結(jié)構(gòu)等）制作的護箍，靠圖14-2-

（DSTR：該短節(jié)具有滾動元件和可相對旋轉(zhuǎn)的套筒，以便鉆柱在高側(cè)向載荷的井段仍可旋轉(zhuǎn)，短節(jié)的安放位置和數(shù)量可通過計算。使用時應(yīng)注意短節(jié)會改變鉆具結(jié)構(gòu)及剛性，并對滾動元件的可靠性進行評估。如14-2-2所示。管與眼之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。使用時應(yīng)對滾動元件的可靠性進行評估（如圖14-2-3。非旋轉(zhuǎn)眼剛性扶正器：基本原理是在套管與眼之間減少接觸面積，降低它們之間相對摩阻系數(shù)，主要安裝在 圖14-2- 壞巖屑床、清潔井眼及有利于套管下入（14-2-。期間，考慮尾管掛頂部沉砂清潔，應(yīng)在圖14-2- 鉆具里考慮接一個或多個水力旁通接頭，可清潔沉砂又可降低ECD。安裝數(shù)量和位置通過進行設(shè)計。但這種工具通過投球方式打開，將無法打撈，使用時應(yīng)綜合考慮。該引鞋接在套管串底部，可劃眼，有助套圖14-2-5管通過遇阻和有臺肩井段，導引套管入井。該引鞋可設(shè)計成PDC鉆頭可鉆式結(jié)構(gòu)（10-2-確定以及項目經(jīng)濟性評估前還應(yīng)就以下因素進行和評估，以使項目可正常運行，盡可能避免實施期間的工程、工期延誤和效率低下：甲板面積空間：大位移井延伸段單層使用的套管數(shù)量多，往往平臺甲板管子區(qū)容量不夠使用，在方案的可行性研究階段，應(yīng)就平臺管子區(qū)和工具的單次能力進行分析評估，并根據(jù)結(jié)果制定下套管針對性的設(shè)計方案和作業(yè)方案，避免實施期間出現(xiàn)不合鉆臺面積與空間：大位移井延伸段鉆進使用的鉆桿、鉆鋌和其他特殊工具組合數(shù)量多、重量大，在方案可行性研究階段，應(yīng)根據(jù)作業(yè)的需求立根盒容量和現(xiàn)場堆放場所是否足夠，立根盒及配套設(shè)施的承重能否達到要求，確定是否需要升級改造。另外還需目前期研究費用應(yīng)包括鉆井過程分析和后期技術(shù)評估，必須對監(jiān)督和作業(yè)隊伍進行系統(tǒng)第三節(jié)大位移井設(shè)本節(jié)主要內(nèi)容適用于大位移井的概念、基本和詳細施工設(shè)計。概念設(shè)計是根據(jù)地質(zhì)油藏需求作出的簡單技術(shù)方案，為前期研究提供研究基礎(chǔ)；前期研究會在概念設(shè)計的基礎(chǔ)上進行項目風險評估和可行性研究，最終完成基本設(shè)計為項目經(jīng)濟分析和進一步細化工作打下基礎(chǔ)；若項目需啟動，成立專門項目管理小組進行細化和具體的項目管理，技術(shù)編制詳細施工設(shè)計應(yīng)根據(jù)已完成的風險辨識研究和基本設(shè)計，且設(shè)計過程應(yīng)遵循本手冊鉆井設(shè)計章節(jié)進行，但針對大位移井的風險與技術(shù)準備應(yīng)期基礎(chǔ)上展開深入細化研究工作，除此還應(yīng)重點關(guān)注井眼尺寸的選擇、井眼軌跡和剖面的設(shè)計、管串強度及進行大位移井設(shè)計，除具有地質(zhì)油藏目標及其要求外，首先應(yīng)清楚在什么尺寸的井眼中開始做定向和穩(wěn)斜延伸設(shè)計，它將決定大位移井的難易和成功率的提高。在海上目前大位移井造斜和延伸井段的設(shè)計井眼尺寸大多采用φ444.5mm（171/2in、φ311m（121/4in）和φ215.9mm（81/2in）井眼，主要是因為這些井段井下鉆具、完井設(shè)備和工具14-3-1為典型海上浮式平臺大位移井井身結(jié)構(gòu)示意圖。泥線914.4mm(36in)井444.5mm(17in)井311.15mm(12in)井215.9mm(81/泥線914.4mm(36in)井444.5mm(17in)井311.15mm(12in)井215.9mm(81/2in)井444.5mm(17in)造斜段311.15mm(12in)穩(wěn)斜段

井斜角：83°～85°長度：4416m244.48mm9/in)套管：(336.5～5445m)水泥漿返高：4845m，封固段長度：

215.9mm(8/in)水平段井斜角：85°～90°長度圖14-3- 響因素加以同時考慮，并形成的技術(shù)思考，以避免工程事故和提高施工成功率。大位移井比起一般定向井造斜率更高、水平延伸距離更長和穩(wěn)斜角更大，加大了實施過程中對工具和技術(shù)的要求，且隨延伸距離增加，作業(yè)難度更大，以下影響因素對設(shè)計影井眼軌跡和剖面的設(shè)計是定向設(shè)計的基礎(chǔ)，而軌跡剖面類型的選擇則是大位移井成功與提高作業(yè)效率的關(guān)鍵。制定剖面類型選擇與設(shè)計策略時應(yīng)結(jié)合上述各種因素的影響評估，在此基礎(chǔ)上，通常還應(yīng)遵循如下主要思路：應(yīng)盡可能滿足井業(yè)裝備的作業(yè)能力，其中應(yīng)重點關(guān)注井下鉆具組合的各種適；應(yīng)保障井內(nèi)應(yīng)用管柱可以尋找到合適的作業(yè)組合，如鉆桿通常使用的尺寸為″，φ101.6mm（4，φ114.3mm（41/2″，φ127mm（5φ139.7mm（512″，φ149.2m（57/8″，φ168.3m（658″）表1--1為大位移井常用的幾種剖面類型。為方便選擇以表格方式集合了其特點、表14-3- 使用使用J型剖面。造（1）適用于水平位移較（1）上層套管鞋處眼地層斜率為常量，穩(wěn)斜小的井； 段井斜角小，總斜（2）適用于多目的儲層行復核；深最 設(shè)計 （2）穩(wěn)斜段作業(yè)應(yīng)注意防（3）簡單易鉆和適用性井漏、粘附和巖屑床滑落卡 0Tie-兩次造斜，通常選（1）擇延伸段穩(wěn)斜角在廣；斜角可能大于90°；更大；設(shè)計造斜率小于3°/（3）800 采用直井段穿越；淺層復雜性層位，適用于淺層存在易漏、易塌等層位的目標，避免延若因油藏目標水平位移限J 特點 特

適用范圍及優(yōu)

注意事一次造斜和一次降（1）對油藏目標的適應(yīng)（1）若最后的穩(wěn)斜角降至

斜般延伸段穩(wěn)更廣

45°以內(nèi)，應(yīng)考慮增加巖0Tie-

斜角在65°以上；造（2）適用于水平位移較口袋長度，以避免穩(wěn)斜

斜率小于3°/30m，大的多目標設(shè)計

屑床滑脫堆積，預(yù)防復雜

降斜率通1.5°/（3）若產(chǎn)層目標或其上30m～2°/30m的范的深部地層存在易漏和（2）長延伸段極大的摩阻，圍，最大不超過3°/易塌等層位時，此剖面井斜角的影響，特別04008001200160020002400

有更好的處理靈活性

存在降斜剖面，由于側(cè)向若產(chǎn)層目標或其上的影響加大了摩擦阻力，應(yīng)的深部地層可鉆性差，對所有鉆具及下入管柱做好此剖面可盡可能減少可前期分析研究，是否需鉆性差的井段長度，減要使用復合管柱加重技術(shù)時間，降低井下事故的風險若產(chǎn)層段的地層壓力較低或較高，此剖面設(shè)計相對有利于監(jiān)測復雜情S型雙增剖 在S型剖面設(shè)計的（1）比S型剖面適應(yīng)性（1）應(yīng)盡量減少水平段層0Tie-

基礎(chǔ)上加上一寬

和穩(wěn)斜段層位的高差及角400

個增穩(wěn)結(jié)構(gòu)的剖面（2）比雙增剖面，可適差，以避免穩(wěn)斜段巖屑類型

儲層目標

脫堆積，產(chǎn)生復雜工程

增穩(wěn)結(jié)構(gòu)的造斜率（3）其他優(yōu)點與適用范題

4008001200160020002400

越小，摩阻越

S型剖面類同（2）最終穩(wěn)斜段將會產(chǎn)前期分析研究，是否需擬懸鏈線剖

具有類似懸鏈線剖面（1）可改善鉆柱的受力相同的造斜深度，該剖面0

特點般初始造況0.5°/30m～（2）摩阻扭矩可整體（3）有利于防止套管4°/30m～5°/30m

增大穩(wěn)斜角和增加完鉆井 1200 特點適用注意事三維剖采用三（1）有更寬的目標適應(yīng)1）應(yīng)盡量避免深部扭方管柱剛性變強，不利于位井 般2）可適應(yīng)儲層目15°/30m～標-（3）-（4）有利于提高產(chǎn)量和采收 - 曲甚至自鎖危害。此工作將通過計算機技術(shù)完成。但監(jiān)督與設(shè)計必須懂得其類型及正弦正弦彎螺旋彎鉆具在井眼里由于受壓而發(fā)生屈度時就會發(fā)生塑性變形。鉆具在井眼內(nèi)的彎曲分正弦屈曲和螺旋屈曲（14-3-2所示），在鉆具設(shè)計和使用過程

圖14-3- 螺旋屈曲：鉆柱發(fā)生二次屈曲形態(tài)（后屈曲井眼，從而使鉆柱摩阻和扭矩損失大幅度增加，甚至會發(fā)生鉆具“自鎖”現(xiàn)象，使大鉤釋摩阻扭矩與控制技術(shù)是大位移井之一，在軌跡剖面和管柱設(shè)計結(jié)束后，/扭矩問題的突出，對鉆井設(shè)備選擇及起下鉆、下套管等作業(yè)產(chǎn)生較大影響。③穩(wěn)斜段軌跡控制，減少調(diào)整頻率及控制單次全角變化率的大小，有助井眼摩阻扭矩降低，可用累積井斜角的變化量除以總井段長度描述井眼曲率變化，用以評估井眼平滑程度。摩阻和扭矩計算，建立在普通的力學數(shù)學模型上，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)，可對輸入數(shù)據(jù)進行校核。摩阻和扭矩計算時，假設(shè)鉆具為兩種形態(tài)：柔索模型和剛性模型。套管內(nèi)和眼段的摩阻系數(shù)分別考慮，按經(jīng)驗值設(shè)定，取平均的摩阻系數(shù)，為了更接近實際，可摩阻和扭矩理論計算結(jié)果與實際存在一定誤差，為了使計算結(jié)果更為準確，在設(shè)計前最好取得本地區(qū)鄰近井資料。在現(xiàn)場應(yīng)用中，通過計算值與實際測量值比對，選擇并摩阻和扭矩的計算可以有效指導和優(yōu)化井眼剖面、井身結(jié)構(gòu)、鉆具組合、減阻器使用等設(shè)計，以及指導鉆體系的選擇及優(yōu)化，通過各種措施調(diào)整控制摩阻和扭矩載荷處于表14-3-2示。表14-3- 鉆類套管眼基（脂基或醚基）礦物基鉆聚合物水基鉆含鹽聚合物水基鉆海優(yōu)良鉆性能是降低扭矩和摩阻的重要途徑。具有良好潤滑性，可降低摩阻系數(shù)，從大的類型來講，按順序為基（脂基或醚基）鉆、礦物油基鉆、水基鉆，其潤滑性從好到差。在鉆中，加入適量塑料小球，可以短期有效降低扭矩和摩阻。油基鉆中，提高油水比，能有效提高鉆的潤滑性，降低摩阻和扭矩。鉆要求強抑制性，要求具有較高穩(wěn)定性來控制高溫高壓濾失量，提高低剪切速率下的鉆黏度，利于巖屑懸浮和井眼，這些措施均利于摩阻和扭矩降低。短節(jié)的數(shù)量等，盡可能使用外徑的鉆具。

井眼清潔是大位移井鉆井的之一。在軌跡剖面、管柱和鉆體系等設(shè)計完成后，通過水力及井眼清潔計算能大位移圖14-3- 井 清潔難易程度與井斜關(guān)系見圖14-3-3。在30°～65°的井，鉆攜巖機理介于直井和水平井之間，沉在低邊巖屑床容在大于65°的井，鉆不容易克服巖屑重力的影響，巖屑下沉是一條拋物線，壞巖屑床，鉆具轉(zhuǎn)速越高，效果越明顯。返出鉆屑與鉆具轉(zhuǎn)速關(guān)系見圖14-3-4。相對相對巖屑返出轉(zhuǎn)速在60～80r/min之間對清 轉(zhuǎn)速

圖14-3- 鉆性穩(wěn)斜延伸段鉆流變性將直接影響井眼清潔效果，鉆黏度過高或過低都不利于 井眼不清潔，在大位移井中會易于導致鉆頭早期磨損、扭矩和摩阻不斷升高、粘附卡鉆下套管固井、鉆具套管磨增以及測井器下井等各問題的大位移井中巖屑運移機理和規(guī)律對于全面認識和分析影響大位移井巖屑運移的因素、算，利用它可進行井眼凈化設(shè)計和實施計算。于avget和Sey大斜度井段中巖屑移的兩層模型，根據(jù)固液兩相流理論，可建立兩層穩(wěn)定巖屑運移新模型，模型中還應(yīng)考慮懸浮層顆粒擴散和巖屑床中流體流大位移水平井段兩層不穩(wěn)定巖屑運移模型，模型中考慮了懸浮層床中巖屑顆粒的擴散、井模擬大位移水平井段環(huán)空巖屑動態(tài)運移過程。三層穩(wěn)定模型：根據(jù)固液兩相流理論，建立了大位移井三層穩(wěn)定巖屑運移物理和數(shù)學模型，與兩層穩(wěn)定模型相比，模型中考慮了巖屑的滾動、舉升及懸浮等運移方式，因根據(jù)上述理論建?？杉梢惶状笪灰凭矍鍧嵱嬎隳Ｐ秃捅O(jiān)測計算反演方法，可形成一種利用（鉆的循環(huán)當量密度（ED）與監(jiān)測井清潔程的技術(shù)實現(xiàn)了對ED其壓耗模型分為環(huán)空無巖屑床和環(huán)空有巖屑床兩種情況計算，模型還考慮了鉆桿旋轉(zhuǎn)和偏心的影響，使其計算結(jié)果更符合實際。如圖14-3-5所示。最小排量計算方法及流程。因為最小排量受環(huán)空尺寸、井斜角、當時鉆性能和工作參數(shù)等影響，因此必須根據(jù)井眼幾何結(jié)構(gòu)，將計算點（鉆頭所在位置）以上井眼環(huán)空分成若干段，按照模型計算每一段最小排量，其最大值即為鉆進至此位置時所需的最小井眼清潔監(jiān)測。研究和實踐表明，大位移井因其大斜度段和水平段長，容易造成巖屑在環(huán)空中滯留或形成巖屑床，當大位移井環(huán)空中存在巖屑床的時候，即使巖屑床厚度 流變 對環(huán)空清潔的影對環(huán)空清潔的影14-3-5井眼清潔的影響因素及可上常將ECD（鉆的循環(huán)當量密度）作為一個重要工作參數(shù)進行監(jiān)測，因此可以通過一定方法，將立管壓力轉(zhuǎn)換為ECD，做出實測ECD曲線、理論環(huán)空無巖屑床ECD曲線和理論環(huán)空存在一定厚度巖屑床ECD曲線，通過對比分析，可以對環(huán)空井眼清潔程度進行監(jiān)環(huán)空巖屑床分布規(guī)律計算。因為巖屑床高度受環(huán)空尺寸、井斜角、當時鉆性能和工作參數(shù)等影響，因此必須根據(jù)井眼幾何結(jié)構(gòu)，將計算點（鉆頭所在位置）以上井眼環(huán)空分成若干段，按照模型計算每一段巖屑床高度，而其最大值即為鉆進至此位置時環(huán)空最大巖屑床高度，利用以上數(shù)據(jù)可以做出鉆進至某一位置時的環(huán)空巖屑床分布曲線和鉆進至不同位置時的環(huán)空最大巖屑床高度曲線。利用上述研究和由此開發(fā)的，考慮因素和實施措施之間是有科學規(guī)律的，圖10--5反映了環(huán)空返速、洗井時間、鉆性能、鉆柱擾械鉆速是大位移鉆井改善環(huán)空清潔程度的主要影響因素和可控因素，采取增加鉆排量、長時間循環(huán)鉆、使用高黏清掃液、倒劃眼、短起下鉆和降低機械鉆速等工藝措施是能夠控制巖屑床的形成（14--5。［例］某井二開從1072m鉆進至5452m，為大斜度穩(wěn)斜段，井斜角從85.72°變化至84.32°，井眼尺寸為φ311mm（121/4″使用擴眼器擴至φ330mm（13″）1100～1450gal/min，即環(huán)空中仍有少量的巖2955m時，由于機械鉆速（ROP）40m/h60m/h，ECD出ROP35m/h左右，以確保環(huán)空充分清潔，ECD4600m120r/min以下，同ROP4612m時，ECD又出現(xiàn)大的增幅，此時停鉆倒劃眼至套ROP40m/h左右，ECD逐漸5452m10多黏清掃液循環(huán)洗井后，最終順利完成倒劃眼操作并起出鉆具。φ215.9（812″）于上部下套管后，井眼尺寸有所減小，環(huán)空返速增加，鉆桿旋轉(zhuǎn)，有助于改善環(huán)空清潔狀況，在鉆進過程中，又經(jīng)常活動鉆具，采用劃眼操作，同時使用高黏清掃液環(huán)空，因5%若易井漏地層較深，軌跡采造斜率設(shè)計，在上部井段使用較小的造斜率或擬懸鏈曲面，以盡可能小的井斜角及最短的井深鉆穿易漏層，下套管將其封隔好，以減少表若穩(wěn)斜段存在復雜地層，且離靶點遠，為減少眼的時間，降斜使用小SS型雙增剖面，若下部地層的可鉆性較差更應(yīng)考慮。但對于此設(shè)計的變化要進行摩阻和扭矩對比分析。而對于大位移井中離靶點較近且S型剖面進入產(chǎn)層段以降低測深和作業(yè)時間，可減少儀器測量誤差影響，更易確定儲層深度，但會增加摩阻和扭矩；如果油藏要求產(chǎn)層為水平段，應(yīng)采用鉆領(lǐng)眼方案，以較小的井斜盡快穿越，確定組合、鉆性能等方面進行優(yōu)化，在不影響地質(zhì)目的前提下，對軌跡設(shè)計進行優(yōu)化。殊需求下，一般建議控制全角變化率在3/30m以內(nèi)。第四節(jié)通常大位移井分為淺層造斜、大斜度延伸和著陸及儲層段三個作業(yè)階段，由于摩阻和扭矩、軌跡控制、井眼清潔和循環(huán)壓耗等控制存在，與常規(guī)井相比有著許多不同的作在保證隊長和司鉆具有資深的資歷外，增加井架工和吊車的數(shù)量。淺層造斜作業(yè)應(yīng)注意檢查所有入井工具及地面設(shè)備，特別是隨鉆測斜工具延伸井段作業(yè)準備應(yīng)特別關(guān)注隨鉆測井組合（LWD）中的環(huán)空壓力測量工具（PWD（ADN30m以后才能使用大排量。在鉆出套管鞋后50m內(nèi)，應(yīng)采用低排量和低轉(zhuǎn)速。初始造斜時應(yīng)使用隨鉆測斜工具（MWD）工作的最低排量，井斜達到10°以后，逐漸將鉆井參數(shù)調(diào)至正常，井斜低于10°非地層和井眼特殊原因不單根倒劃眼或起鉆倒眼，若必須進行，應(yīng)使用盡具組合彎角方向，根據(jù)原井眼的軌跡控制的參數(shù)鉆進，并加密測量計算井眼軌跡，杜絕使盡量控制在3/30m以內(nèi)，以降低套管下入和造出新井眼的風險。加強鉆屑返出量的測量對比，并繪出設(shè)計與實際對比曲線，以及鉆的循環(huán)當量密度（ECD）和鉆性能的監(jiān)測，異常，采取相應(yīng)措施確保井眼清潔和避免巖屑若發(fā)現(xiàn)有井眼不清潔和巖屑床形成的跡象時，可考慮使用性能穩(wěn)定的高黏鉆套入遇遇雜，做：套的點于50°或未穿越造斜段時，應(yīng)考慮盡可能起出套管串進行通井和整理井眼作業(yè)；否則應(yīng)通過循環(huán)、應(yīng)做好固井過程，若水泥漿設(shè)計上返到地面，應(yīng)特別關(guān)注頂替水泥漿時泵壓水力擴眼器可降低本井段的循環(huán)壓耗，通常安裝一個或多個水力擴眼器在井下鉆具組合中，入井前應(yīng)在轉(zhuǎn)盤下做好測試工作，在隔水管和套管段中進試。由于大位移延伸井段鉆具組合結(jié)構(gòu)相對復雜，一般動力鉆具及隨鉆測量工具等在鉆穿管內(nèi)水泥塞及套管附件后再起鉆安裝。下鉆前計算好套管內(nèi)水泥塞高度，以避免若下部鉆具組合帶有水力擴眼器，必須在工具離開套管鞋30m以后才能打開使用。同時要求水力擴眼器離開套管鞋50m后，方可采用正常排量和轉(zhuǎn)速。鉆具組合的減阻降扭效果與鉆和減阻降扭工具有關(guān)，鉆進中應(yīng)密切這些在鉆進過程中加強鉆屑返出量、鉆的循環(huán)當量密度（ECD）和鉆性能的監(jiān)測，了解井眼狀況及鉆性能，確保井眼清潔，盡可能減少巖屑床的生成厚度，對井通常鉆進過程中至少每隔3～5柱記錄上提下放懸重及摩阻、扭矩，通過與非地層和井眼特殊原因不單根倒劃眼或起鉆倒眼，若必須進行，應(yīng)使用盡層套管段內(nèi)使用滾輪扶正器，在眼段使用高承壓剛性扶正器，扶正器的數(shù)量和位置必須矩的連續(xù)實時。當套管自重不足以克服摩阻時，應(yīng)急處理可考慮增加下入管柱重量，如在小井斜段套管內(nèi)利用可回收封隔器（TTS）若延伸段有復雜的特殊地層需要穿越時，通常設(shè)計有技術(shù)尾管，甚至不止一層。管段。套管下入期間遇阻或遇到復雜情況，處理的做法：當漂浮接箍未接時應(yīng)考慮盡可能起出套管串通井；漂浮接箍入井以后，可采取灌漿加重或在安全范圍內(nèi)的措施為降低該井段的循環(huán)壓耗，通常安裝一個或多個水力擴眼器在井下鉆具組合中，入井前應(yīng)在轉(zhuǎn)盤下做好測試工作，在隔水管和套管段中進試。另外必須遵循鉆具組合的減阻、降扭效果與鉆和減阻、降扭工具有關(guān)，鉆進中應(yīng)密切在鉆進過程中加強鉆屑返出量、鉆的循環(huán)當量密度（ECD）和鉆性能的監(jiān)測，了解井眼狀況及鉆性能，確保井眼清潔，盡可能減少巖屑床的生成厚度，對井起鉆倒劃眼作業(yè)過程中，要注意判斷好水力擴眼器的位置，水力擴眼器在套管內(nèi)張開，確保不因判斷錯誤而產(chǎn)生工程復雜情況，另外可根據(jù)情況進行分段循環(huán)，注意著陸造斜段要控制好鉆壓、排量和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，盡可能降低全角變化率，通常控3°30m起鉆至距離延伸段前和后的50m左右，使用大排量循環(huán)使巖屑有效的運移，在鉆回流槽中，必須放置磁鐵，定時收集鐵屑，以評估套管磨損情況，采取根據(jù)每口井的前期研究及詳細設(shè)計，可以模擬和實際反演管柱或鉆具在井下的摩阻和圖1-41所示反映的是鉆柱下放和上提工況下，在眼或套管內(nèi)的摩阻及扭矩1-4-2所示反映的是套管下入設(shè)計與實際摩阻對比圖?？梢娗€在有些地方吻合度相當高。當實際監(jiān)測曲線與理論計算曲線不一致，從某種程度提示0測量測量深度

1—模擬下放懸重2—模擬上提懸重3—模擬鉆頭提離井底旋轉(zhuǎn)懸4—實際下放懸重5—實際上提懸重眼內(nèi)摩阻系數(shù)為 1 3

11—11—提離井底后旋轉(zhuǎn)鉆柱的模擬曲套管內(nèi)的摩阻系數(shù)為2眼內(nèi)的摩阻系數(shù)為測量測量深度 4（a）φ311mm(12/in)井段摩阻4圖14-4-

（b）扭0測量測量深度

1—下套管過程載荷變化模擬曲眼內(nèi)的摩阻系數(shù)為安裝漂浮

測量測量深度-20

湘密度為16ppg的 406080100

- （a）使用0.55摩阻系數(shù)模擬與實際摩阻對 （b）不同下套管方法摩阻曲線對14-4-2套管下入設(shè)計與實際摩阻（1）校核并修正摩阻系數(shù)。合理確定管柱與井眼之間的摩阻系數(shù)，是大位移井管柱摩阻和扭矩計算的關(guān)鍵，實踐證明，利用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)反演計算大位移井在不同工況下的管隨著井斜的增加和井眼的延伸，井眼清潔難度加大，尤其對于大位移井該問題更加突出，會制約大位移井的延伸能力，保證井眼清潔是大位移井成功的關(guān)鍵。影響井眼清潔的因素較多且復雜，除工程因素外，同時還受地層、巖性和軌跡等因素的影響，因此，應(yīng)對單井井眼清潔問題進行專題研究，根據(jù)制定合理的方案，必要時可考慮鉆井期間的分。針對影響井眼清潔的因素，采取相應(yīng)措施，除采用控制機械鉆速、調(diào)整鉆性能及加強環(huán)空清潔監(jiān)測等措施外，其它常用措施還有稀稠塞清掃、倒劃眼起鉆和固相控制等。觀察巖屑的返出，當篩處返出巖屑干凈時，試起3～5柱鉆具檢查井眼清潔10～15min快。如果倒一般采取低轉(zhuǎn)慢速上劃，高轉(zhuǎn)勻速下劃。若存在井眼清潔問題，在設(shè)備情況下，采用高轉(zhuǎn)速高排量倒劃眼清砂，但鉆具高轉(zhuǎn)速會造成鉆具接頭對套管磨損，同時還要注意防止具倒扣急急停。倒劃眼進入套管鞋前要，因為套管鞋口袋處可能存在危害性嚴重的巖屑床，應(yīng)注意由于井眼縮徑和巖屑堆積，防止因壓力激動造成井漏，特別是在井段及時清除鉆中的無用固相是井眼清潔和鉆性能的重要措施，由于大位移井延伸段較長，一般鉆進轉(zhuǎn)速高，無用固相顆粒研磨較細，增加清除難度，因此平臺必須第五節(jié)大位移井除了已介紹的摩阻、扭矩與控制及井眼清潔技術(shù)外，隨著水平位移和水垂比的增加，須特別關(guān)注軌跡控制技術(shù)、漂浮下套管技術(shù)、套管的防磨技術(shù)和大此組合的選擇應(yīng)特別關(guān)注油藏地質(zhì)靶區(qū)控制窗口的設(shè)置、鉆柱對鉆井參數(shù)的敏感性、率下組型定素全化小于3°30m時用旋轉(zhuǎn)向下部鉆具組合的組件設(shè)計，必須考慮旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性問題和循環(huán)壓耗問題，提高當延伸段井斜角大于50°及段長較長時，往往會造成鉆柱處于過分的受壓狀態(tài)，初始造斜段，特別是大直徑井眼通常全角變化率小于3°/30m，以保證大直一般全角變化率小于1.5°/30m。延伸段的井壁穩(wěn)定性和井眼時間的長短是大位移井軌跡控制及鉆井成敗的關(guān)鍵，井眼時間的選擇應(yīng)根據(jù)井壁穩(wěn)定性及地層坍塌周期研究結(jié)果確定。若使用水基體系，應(yīng)特別重視眼坍塌周期，并考慮一定的安全余量。 漂浮下套管技術(shù)克服了大位移長延伸段使用常規(guī)下套管方法摩阻大的問題，使套管串突破正常的下入極限，提高下套管成功率。由于前端套管掏空或填充密度相對輕的流體，造成管內(nèi)外柱壓差，加上下套管期間產(chǎn)生的壓激動，套管的強度及被擠毀問題通常非常大的，選用較大的套管強度安全系數(shù)和壓激動附加值，通過模塊對漂浮14--1重密流 機械輕密度流 中等密度流（與環(huán)空相同活動

傳遞壓力的活動壓力分

圖14-5- 在該塞坐入漂浮接箍前的20桶頂替液，應(yīng)使用固井泵泵入，并控制泵入速度。雙密度流體漂?。褐柑坠軆?nèi)使用兩種流體，鉆和空氣或重漿和輕鉆，兩管外鉆密度、管內(nèi)鉆密度及管體本身的鋼材重量，對套管漂浮效果都會產(chǎn)生影響。根據(jù)上述影響因素，下部套管中掏空段長度可通過計算出漂浮拐點和漂浮漂浮段充填物質(zhì)對作業(yè)方案設(shè)計是有影響的，如果充填物質(zhì)是輕密度流體較容易替換，若空氣，程相對雜，下設(shè)計位，力剪切漂接箍，于鉆和空密度產(chǎn)替，緩置排出氣待管氣排干后將循均勻然若采用復合加重管柱技術(shù)下套管時，套管柱屈曲的計算應(yīng)關(guān)注套管柱的尺寸、重量、下放速度以及抗擠和抗拉強度，套管柱的擠毀應(yīng)關(guān)注其機械特性、充填流體和環(huán)空壓φ244.5958″）φ2635（1038″）套管，由于環(huán)空間隙變小，ED的波動變化若期設(shè)計時不考慮，可能擠毀掏空段套管。假設(shè)地層有足夠強度，在種狀況套管耐和機械能的選，般在考慮柱壓的同時應(yīng)附加10-5-1為常用套管浮重和鉆井表10-5- 常用套管浮重和鉆密度關(guān)系示 環(huán)空鉆密度掏空套管有效重量 單位長度質(zhì)量φφφφ-套和下滑套，并分別用上鎖銷和下鎖銷與外筒連接，滑動面由密封圈密封（見圖10-5-2。該裝置裝在套管柱上，作為套管內(nèi)的一個臨時閥，配合套管浮鞋單流閥的作用， 下滑密封

循環(huán)（4個

膠密封（a）漂浮狀 （b）循環(huán)狀 （c）頂替狀圖10-5- 出循環(huán)孔，即可向下部低密度套管段灌入鉆（見圖10-5-2b，待灌滿鉆后即可進剪斷下鎖銷（10-5-2c接箍裝置的內(nèi)筒可以在鉆水泥塞時和浮箍浮鞋一起用PDC鉆頭或牙輪鉆頭鉆掉。大位移井通常有較長的延伸段，延伸段的鉆進時間較長以及淺層造斜的全角變化率較大，與常規(guī)井相比，鉆進時套管和鉆具的摩擦時間更長、鉆具的彎曲側(cè)向力更大，上層套套管磨損量通常可通過計算機計算。大位移井套管磨損的主要相關(guān)因素有：鉆桿優(yōu)化井眼軌跡、套管程序、井眼尺寸、鉆具組合、鉆井參數(shù)和鉆等設(shè)計，以 循環(huán)：反循環(huán)管柱，如果增加過大的環(huán)空壓力可能將水泥塞柱往下推，可考第六節(jié)復雜情況預(yù)防大位移井作業(yè)由于則許多技術(shù)難題，容易產(chǎn)生井下復雜和工程事故，而且一旦發(fā)生很難處理，成功率低，因此重在預(yù)防。本節(jié)主要介紹大位移井作業(yè)中，較易發(fā)生的復雜情況和工程事故的預(yù)防方法和應(yīng)對思路。詳細處理方法及措施請參照第十七章《井下粘附卡鉆：大位移井因存在大角度長延伸段，鉆具與井眼低邊線接觸，且距離長加上巖屑床的影響，粘附卡鉆極易產(chǎn)生。預(yù)防的辦法就是優(yōu)化好鉆密度，增加鉆性能的監(jiān)測頻率，選用防滲透性能好的鉆體系，調(diào)整好鉆性能以形成致密優(yōu)質(zhì)泥餅；避免時間鉆具或泵。剛性卡鉆（鍵槽、減阻減扭工具落物、套管及套管鞋脫落卡鉆大角度長延伸段，為減阻降扭和適應(yīng)特殊裝備，所使用的地面及井下工具增加，工具的質(zhì)量、操作的熟練程度以及較難的實際井況，均會造成井下落物的風險，因此，作進行巖屑床的，做好井眼清潔的預(yù)案，并嚴格執(zhí)行。當井眼循環(huán)干凈，在起鉆前應(yīng)記錄上提懸重、下放懸重和旋轉(zhuǎn)懸重等參數(shù)，并和摩阻理論計算值進行比較，判斷井眼清潔情況。當起鉆發(fā)現(xiàn)卡點時，應(yīng)首先假設(shè)為巖屑床，根2～5655旋轉(zhuǎn)和上下活動鉆具循環(huán)一個井眼環(huán)空體積，目的是確認卡點是否為巖屑床，當再次停頂驅(qū)和循環(huán)經(jīng)過卡點時，如果卡點已經(jīng)上移，那多半可以確定為巖屑，接著按程序繼續(xù)循環(huán)清潔井眼。如果卡點仍然在原處，則可能為鍵槽、臺肩或井眼縮徑，應(yīng)采用倒劃眼方式小大位移井的井漏有多種，產(chǎn)生井漏的原因除地層因素外，主要是由于井眼不清潔、井眼內(nèi)循環(huán)壓耗及壓力激動引起。設(shè)計和優(yōu)化好地層正常安全作業(yè)窗口很關(guān)鍵，否則不但會作業(yè)復雜情況，處理復雜情況的時間也將關(guān)系到完成作業(yè)的成敗。應(yīng)對措施大多采用合理降鉆密度、采取措施降低鉆大位移井作業(yè)因條件復雜，作業(yè)時間長，難免會發(fā)生各種設(shè)備及工具的故障，因此，當頂驅(qū)發(fā)生故障時，應(yīng)抓緊進行修理，盡快恢復正常狀態(tài)。在修理期間，淺層造斜階段參照常規(guī)定向井辦法處理。穩(wěn)斜延伸段及以后，若絞車仍能工作，在泵仍能工作的情況下，必須考慮提到穩(wěn)斜延伸段的套管內(nèi)，若穩(wěn)斜延伸段的套管未下，應(yīng)盡可能使用合理的50風險。當鉆井泵發(fā)生故障時，應(yīng)抓緊進行修理，盡快恢復正常狀態(tài)。鉆井泵故障是大位移井作業(yè)的最大風險，巖屑床、沉砂及吸附卡鉆極易發(fā)生。故障發(fā)生后，達不到井眼清潔要求的排量時，應(yīng)停止鉆進，保持盡可能大的排量循環(huán)，并采取低速轉(zhuǎn)動頂驅(qū)；若頂驅(qū)不能工作，地靜置具。第七節(jié)高水垂比大位33000m的大位移井，稱為高水垂比大位移井。高水垂比大位移井多用于油氣藏埋深淺的目標，需要淺層急速造斜，使用高造斜率，穩(wěn)斜段井斜少70過85°，近似于長距離延伸的水平井。是國際上一種旋轉(zhuǎn)鉆井極限的前沿技術(shù)。中國海洋石油總公司經(jīng)過多年實踐，形成了一套有別于常淺層造斜率高：通常造斜率在330m～53，淺層為松軟、膠結(jié)不好的地層，表層大直徑鉆具剛性強，軟地層中很難獲得高的造斜率，全角變化率若控制不當，會導致下套和出新井。較小，帶來井壁穩(wěn)定等井眼方面的。長穩(wěn)斜近水平延伸段的摩阻及井眼循環(huán)壓耗將使得鉆壓的輸送、鉆具懸重明顯不足以及壓裂地層并產(chǎn)生井漏，更容易井眼延伸極鉆具和套管下入風險高：由于淺層造斜率高，造斜井段很短，急劇增斜使管柱懸重快速下降，管柱需克服比一般大位移井更大的摩阻和扭矩，因此，鉆具和套管的結(jié)構(gòu)更30°～65直井和水平井之間，沉在低邊巖屑床不平及近水平井穩(wěn)定大角度井穩(wěn)定，容易往井底滑，眼潔度。大于6°的井，鉆流動方向與巖屑重力方向形成夾角，鉆流動力不容易克服巖屑重力的影響，巖屑下沉軌跡是一條拋物線，巖屑很快沉至井眼低邊并形成穩(wěn)定巖屑床，甚至形成類似于地層結(jié)構(gòu)一樣的巖屑床，難于清除，在起鉆時較7085安全作業(yè)窗口窄：油氣藏埋深淺，淺層為松軟膠結(jié)不好的地層，垂深的限制使上覆巖層壓力有限，巖石結(jié)構(gòu)力的不足使破裂壓力較小，鉆密度窗口窄，給所鉆進的井眼帶來延伸極限。根據(jù)研究及計算通常水平位移接近或超過500，長延伸段使得循環(huán)系統(tǒng)的摩阻增大，在窄窗口下加上微小的壓力波動都極易引起井漏等復雜情況，加大了對鉆的當量循環(huán)密度控制要求，若產(chǎn)生水力循環(huán)的極限，則更易使地層被壓漏，在進行施3°30m°03000m大，往往會超出一般的頂驅(qū)連續(xù)工作扭矩，產(chǎn)生對扭矩設(shè)備的能力。同時對井下鉆具組合抗扭要求高，若井眼受巖屑床影響較大和存在軌跡質(zhì)量問題，摩阻會對起下管柱和鉆進造成更。管柱彎曲效應(yīng)：高的淺層造斜率和近水平長延伸段的摩阻累積使非約束管柱發(fā)生彎曲，嚴重時將發(fā)生螺旋彎曲，增加管柱的下入阻力，甚至會產(chǎn)生屈曲，管柱的屈服井控難度更大：由于更長的水平或近水平段眼，更易出現(xiàn)抽吸溢流，及時發(fā)現(xiàn)與常規(guī)大位移井相比，高水垂比大位移井水垂比更高，甚至超過5，且水平位移大，在特定的主客觀約束條件下，高水垂比大位移井由于井斜角更大、井眼循環(huán)系統(tǒng)可控壓力窗口更窄，則穩(wěn)斜延伸段越長，循環(huán)壓耗越大，當循環(huán)壓耗所產(chǎn)生的當量壓力接近及地層破裂壓力時，井壁將會被壓生漏失和損壞，從而造成井眼無法延伸，產(chǎn)生的極限狀態(tài)，即：水力工程延伸極限、機械裝備延伸極限及鉆井眼延伸極限。這些與極限首先取決于井壁穩(wěn)定性研究成果；其次是無法建立井眼體系循環(huán)的水力工程延伸極限和與所選用的鉆機及井下鉆具已具備自身的特性所產(chǎn)生的機械裝備延伸極限。以下簡述了此三種極限狀態(tài)的形成機理及設(shè)計關(guān)注要點。眼井段壓力梯度窗口值等于其最小地層破裂梯度與最大地層孔隙（或坍塌）壓力梯度之差。當眼井段的壓力梯度窗口較窄時，鉆的循環(huán)當量密度很容易達到地層破裂壓力梯度，從而造成鉆的嚴重漏失，無法建立正常鉆循環(huán)。大位移延伸到眼井底被壓破時的測深，定義為大位移井眼延伸極限，主要取決于實鉆地層的破裂強度及環(huán)根據(jù)理論分析，如果對于整個大位移井環(huán)空，其單位長度環(huán)空壓耗為常數(shù)，且眼井 fm 式中ρf——地層破裂壓力梯度，g/cm3；ρm——鉆密度，g/cm3；ρdp——環(huán)空壓DM——地層發(fā)生破裂位置的測深，m若地層破壓力當密度與密的差值ρm）越大則移延限就越大。顯然，環(huán)空壓耗是控制大位移井眼水平延伸極限的一個關(guān)鍵可控因素，在其他因素確定后，只有降低環(huán)空壓耗，才能增加大位移井眼的水平延伸極限及相應(yīng)的套管柱下入深度。因此，在鉆進高水垂比大位移井的穩(wěn)斜延伸段時，采取綜合技術(shù)措施降低環(huán)空壓耗，有效增大位移眼的斜度延極，此值的定應(yīng)通專題研獲取。長距離近乎平躺的井眼，井眼清潔和井深的增加會導致鉆的循環(huán)當量密（ED）延伸極限。水力工程延伸極限是指在能夠保持鉆正常循環(huán)及井眼清潔的前提下，鉆井水力允許的大位移鉆進井深。巖屑在井眼運移距離越長，穩(wěn)斜角度越大，鉆受重力流動分層越嚴重，井眼清潔難度越大。設(shè)計時應(yīng)重點考慮的因素為：井眼延伸距離、鉆體系、巖屑床狀況、井壁穩(wěn)定、井眼和環(huán)空尺寸、鉆柱和地面管匯條件、水力參數(shù)和機械鉆速等。因此，良好的鉆體系可減少井眼的鉆的循環(huán)當量密度，是水力工程延伸極限的關(guān)因素。須對鉆體系選擇和眼潔的需求行專題究。由于所選用的鉆機及井下鉆具已具備自身的特性，當鉆井工程作業(yè)參數(shù)的要求超過裝備本身的額定能力時，將會產(chǎn)生一個可延伸的眼鉆井測深，稱為機械裝備延伸極限，包括：鉆機作業(yè)極限、鉆柱作業(yè)極限和下套管作業(yè)極限。主要取決于所用鉆機驅(qū)動能力、導（如果鉆具摩阻扭矩大于設(shè)備頂驅(qū)扭矩輸出能力及鉆具抗扭性能等，鉆井將無法進行，因此高水垂比大位移鉆井的詳細設(shè)計必須包含專題摩阻扭矩研究和針對每一趟管柱進行摩為0.1～0.2，用于估設(shè)備力或升改，以計算符合所用鉆機井下設(shè)強度、摩阻等計算與校核也應(yīng)做專題研究。在大位移鉆井優(yōu)化設(shè)計與風險控制中，應(yīng)根據(jù)具體的和客觀約束條件（實鉆地層特性和技術(shù)裝備條件等）定量評估大位移鉆井的眼、機械及水力等延伸極限值，并取其通常高水垂比大位移井軌跡設(shè)計多采增和三維剖面，由于水垂比高，通常造斜點更高，造成初始造斜率需求更大，增加了淺層造斜的。與常規(guī)大位移井相比有著不同鉆機的檢驗是相當重要的環(huán)節(jié)，必須進行嚴格的全負荷測試。并根據(jù)落需確認工具彎角調(diào)節(jié)范圍是否符合軌跡設(shè)計的要求，使用低速高扭大彎角螺準備好相關(guān)階段使用的特殊工具，如鉆桿減阻降扭器、水力擴眼器、套管漂浮接箍、偏心擴眼浮鞋組合、套管減阻扶正器等，由于這些工具使用量上升，和清點好相關(guān)數(shù)量。必須嚴格大彎角螺桿鉆具彎角調(diào)零后方可立在井架上，每次入井前和出井時若需使用鉆桿減阻降扭器，入井前必須確認工具最大可承受側(cè)面正壓力是否與設(shè)計或相符，同時也應(yīng)結(jié)構(gòu)的正確鎖緊方法與正確使用方法，以避免部分通常小于60r/min。計算好套管內(nèi)水泥塞高度，以避免頓鉆，同時當環(huán)空間隙小時使用專門的鉆在鉆出套管鞋后50m內(nèi)，應(yīng)采用低排量和低轉(zhuǎn)速。初始造斜時應(yīng)使用隨鉆測斜工具（MWD）工作的最低排量，井斜達到10°以后，逐漸將鉆井參數(shù)調(diào)至正常，井斜低于10°非地層和井眼特殊原因不單根倒劃眼或起鉆倒劃眼，若必須進行，應(yīng)使用盡非地層和井眼特殊原因下鉆時盡可能不劃眼，遇阻時可先考慮轉(zhuǎn)動調(diào)整鉆具的彎角方向，次之考慮輕壓低轉(zhuǎn)快速下放，再之考慮輕壓低轉(zhuǎn)低泵速快速下放，若上述措施均無效時，先測斜判定有無出新井眼，如軌跡還在老井眼內(nèi)，則采取調(diào)整下部鉆具組合彎角方向，根據(jù)原井眼的軌跡控制的鉆井參數(shù)劃過遇阻點，并加密測量計算井眼軌跡，杜絕使造斜段要控制好鉆壓、排量和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，盡可能控制好全角變化率范圍，使全于6°30，否則套管難以下入。若出現(xiàn)大于6°30m現(xiàn)象，首先整理井眼，無效時則回填側(cè)鉆。側(cè)鉆時應(yīng)考慮稍微調(diào)小鉆壓鉆進，以減小全角變化率，確保套管若造斜率控制仍然，可考慮選擇小井眼成功增斜，然后再擴眼，例如先鉆φ215.9mm（51/2″）或φ311mm（121/4″）井眼進行增斜，然后擴眼成φ406mm（16″）或φ444.5mm（171/2″）井眼，該技術(shù)分兩階段清潔井眼，有利于井眼清潔。若非地層和井眼清潔的原因，原則上不短起下鉆，以減少新井眼產(chǎn)生的機鉆至設(shè)計井深后，循環(huán)、短起下鉆及下套管前的循環(huán)等，在確保鉆體性能的情況下，替入稀稠段塞清潔井眼，但循環(huán)時間不宜過長，根據(jù)設(shè)計的大鉤載荷與摩阻的關(guān)系線析，只沒有很的隱患應(yīng)慮及時下套管。套管下入期間遇阻或遇到復雜情況，做法是：當套管串的阻卡點未穿越造斜段時，應(yīng)考慮盡可能起出套管串后，進行通井和整理井眼作業(yè)；否則應(yīng)通過循環(huán)、旋轉(zhuǎn)及若需使用套管漂浮技術(shù)，漂浮接箍作為該技術(shù)的關(guān)鍵工具，應(yīng)嚴格要求專業(yè)工程師按漂浮接箍使用設(shè)計及使用說明進行操作。應(yīng)關(guān)注管柱自身漂浮系數(shù)影響和在下入遇阻時的應(yīng)變措施。套管串下到位后，要確保超過兩周的循環(huán)體積以減少巖屑床對固井質(zhì)量的影響。害。由于鉆具組合結(jié)構(gòu)更加復雜，一般鉆穿管內(nèi)水泥塞及套管附件等后再安裝隨鉆測量工具。下鉆前計算好套管內(nèi)水泥塞高度，以避免頓鉆，在鉆水泥塞及套管附件時應(yīng)管鞋30m以后才能打開使用。同時要求水力擴眼器離開套管鞋50m后，方可采用正常排用小排量循環(huán)，但轉(zhuǎn)動和活動鉆具。本井段鉆具組合中使用較多的減阻降扭工具，應(yīng)根據(jù)專題研究和設(shè)計好這些具防止粘卡等其他復雜情況。在鉆進過程中加強鉆屑返出量、鉆的循環(huán)當量密度（ED）和鉆性能的監(jiān)測，掌握井眼狀況及鉆性能，確保井眼清潔以減少巖屑床的生成，參照本章第四節(jié)作業(yè)要點中有關(guān)大位移井井眼清潔的內(nèi)容進行操作，控制鉆速，進行適當?shù)闹型径唐鹣裸@或倒劃眼。通常鉆進過程中每隔1～3柱記錄上提下放懸重及摩阻、扭矩，通過與實測屑床嚴重度，確保套管不被磨穿及穩(wěn)定的ECD控制值。伸段套管自重往往不足以克服摩阻，通常需要依賴減阻、降扭附件配合。一般滾輪扶正器被設(shè)計安置在上層套管段內(nèi)，高承壓剛性扶正器（如：整體式剛性和半剛性雙弓型等）多用于眼。地。使用漂浮下套管技術(shù)下套管期間，在接上漂浮接箍，正常應(yīng)采取灌漿加重或在安全 圍內(nèi)（旋轉(zhuǎn)套管或地面加重等方式盡下入若效可慮通浮接由于水垂高，延段為直段的許倍，漂套柱在鉆的作用，套管自重往往小浮力，無法克阻力，使套管被常下到井，用的應(yīng)處理方案為：采用可回收封隔器（TTS）懸掛鉆鋌于直井或小井斜套管內(nèi)，以增加下入重量，當該收所下入封隔器（TTS）和鉆鋌組合，若下入中有，此方法可以重復使用。若延伸段有復雜的特殊地層需要穿越時，通常設(shè)計有一層或多層技術(shù)尾管。作業(yè)時應(yīng)根據(jù)摩阻阻力設(shè)計好下入管串，同時包括套管串在內(nèi)的整個下入管串作業(yè)前應(yīng)再次進行管串的抗屈曲校核，確保下入安全。對于尾管，如果頂部發(fā)生彎曲，應(yīng)調(diào)整位置增加尾管段。高水垂比大位移井井底的壓力控制窗口窄，套管鞋處抗壓能力低。井眼的規(guī)則程度和近水平的穩(wěn)斜角使得井內(nèi)管柱極易產(chǎn)生壓力激動，加上循環(huán)壓耗的動態(tài)附加值，使得由于水垂比高，使得該井段的作業(yè)技術(shù)除近水平段的延伸距離更長外，大多作業(yè)要點與穩(wěn)斜延伸段類似，作業(yè)措施可參照本節(jié)延伸段及本章常規(guī)大位移井部分的有關(guān)內(nèi)容。該井段為目標儲層，必須做好儲層保護和利用技術(shù)降低作業(yè)期間的摩阻、扭矩，主要在著陸造斜段除了要控制好鉆壓、排量和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，還應(yīng)盡可能降低全角變化1.5°30m起鉆至距離延伸段前和后的50m左右，使用大排量循環(huán)清潔井眼，為保護套做好套管磨損監(jiān)測工作，應(yīng)在鉆回流槽中放置磁鐵，定時收集鐵屑，以評估該井段多為水平儲層井段，一般不采用常規(guī)固井作業(yè)，使用優(yōu)質(zhì)篩管或打孔第八節(jié)水下大位移當水深超過300m，一般應(yīng)用水下井口。使用水下井口的大位移井稱為水下大位移井。由于水下井口的應(yīng)用，海洋環(huán)境對鉆井作業(yè)的影響更大，水下大位移井較常規(guī)大位移井的主要區(qū)別在：內(nèi)波流、低溫、水合物、淺層地質(zhì)、作業(yè)氣候窗口和水下井口系統(tǒng)等。存在下特點： 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