无钻机小井眼钻井.pdf

第3 枣第1 期】 P 9 5 年3 月 石 油 钻 井工 程 作 业 的 概 念 ． 目 前 一 种 结 合 这 两 项 可 靠 技 术 而 不 用 井 架 的 常 规 钻 机 的 新 丰 兢 能 够 完 成 小 井 眼 钻 井 作 亚 液 压 修 井 蓑 奋 用 于 下 套 管 固 井 作 业 F 挠 性 管 设 备 靠 使 用 连 续 钻 柱 完 成 钻 井 作 业 。 这 一 新 系 兢 为 正 常 钻 机 提 供 1 可 行 的 选 择 方 案 。另 外 也 为 施 工 者 解 决 钻 井 和 完 井 问 题 提 供 了 更 多 的 有 效 选 择 方 案 。使 用 谊 系 统 能 提 高 投 资 效 率 ， 减 少 设 备 利 用 卓 低 的 现 象 ， 并 疽 小 对 环 境 的 影 响 。 该 未 缝 设 计 为 可 承 压 工 作 。 这 就 为 置 平 l衡 钻 井 和 后 续 地 层 保 护 时 的 钻 井 作 业 提 供 1 可 便 。 与 常 规 有 井 架 钻 井 相 比 ． 无 钻 机 钻 井 的 其 他 优 点 包 括 1 增 j 系 统 的 轻 便 性 F 2 减 小 了 系 统 足 寸 { 3， 增 加了 压 力 操 作 的 选 择 。 l 前 言 1 ．1 目 前 的 需 要 、 应 用 情 况 和 系 统 的 优 点 在 提 供 工 作 计 划 适 应 性 时 。 为 完 成 一 疆 作 业 所 选 择 方 案 的 有 效 性 对 旌 工 者 来 说 是 非 常 重 要 的 。 例 如 在 钻 井 方 面 。 特 别 涉 及 包 括 设 备 的 利 用 串 ， 钻 机 搬 迁 、运 转 的 影 响 和 总 体 上 费 用 的 考 虑 t 另 外 对 正 常 钻 井 作 业 。 必 须 有 一 十 坚 固 的 地 表 结 构 以 在 其 上 面 树 立 井 架 ．过 一 地 表 结 构 应 能 够 支 撑 笨 重 的 井 架 及 钻 柱 重 量 。自 扶 大 尺 寸 井 架 不 需 使 用 以 来 、 这 一 新 系 统 的 钻 井 方 法 成 功 地 处 理 好 了 以 上 涉 及 到 的 内 容 。 1 ．2 发 展 历 程 l 2．】 液 压 修 井 的 发 展 第 一 套 液 压 修 井 装 置 由 于 其 尺 寸 大 小 首 先 用 于 在 油 层 内起 下 油 管 或 用 于 起 下 小 尺 寸 油 层 套 管 。 现 在 液 压 修 井 装 备 的 能 力 已 远 远 超 过 六 十 年 代 它 被 刚 弓 【 进 到 这 一 领 域 时 的 水 平 。该 装 备 能 旌 加 的 向 下 最 大 力 强 行 下 已 从 】3 6。 0 7 7 N 增 大 到 目前 的 7 2l、 5 4 0 N 内 径 尺 寸 已 从 ∞1 0 3．2m m 增 大 到 目 前 的 2 7 g．4mm 。 目 前 较 大 系 统 的 管 柱 处 理 能 力 可 下 2 J 4．5mm 套 管 ， 伴 随 一 系 列 与 地 面 设 备 相 联 系 、 最 新 研 制 装 置 的 诞 生 象 q p 2 7 9． 9mm 卡 瓦 座 已 受 拉 测 试 到 4 0 8 2， 3】 0 N 指 标 ， 这 些 装 置 有 能 力 完 成 象 油 层 套 管 作 业 一 样 的 许 多 套 管 作 业 。 列 。 、 、 钻 耄 一 一 摘 维普资讯 孙 志 剐 屯钻 机 一 j井 } 连 井 下 马 选 ， 挺 戋 于 下 面 描 进 的 托 性 管 佧 p程 序 ． 液 压 修 井 装 备 能 用 于 钻 井 辨 墨 然 而 ． 必 疆 考 虑 油 管 j 车接 部 位 的 强 度 ． 起 下 铺 速 度 大 约 限 制 在】 8 2 8 a～ 2 ‘0 0 ． 同 样 井 下 马 迹 具 可 选 择 的 范 围 ，目 前 液 压 修 并 装 备 的 管 子 旋 转 能 力 仅 可 完 成 有 限 数 量 的 钻 井 作 业 目前 具 有 重 负 载 、长 寿 命 旋 转 能 力 的 液 压 修 井 装 备 正 被 研 制 I ．2 2 挠 性 管 的 发 展 执 1 9 6 3年 。 挠 性 管 技 术 ～ 直 在 发 展 中 ， 连 续 不 断 技 术 的 提 高 已 使 可 靠 的 井 维 修 装 置 争 天 变 的 更 加 有 效 。 最 韧 设 } }的 主 要 目 的 是 在 除 砂 作 业 和 氮 气 喷 射 中 推 应 用 1 9．0 5mm 和 2 5 m m 外 径 的 连 续 油 管 柱 随 着 挠 性 管 应 用 的 增 加 ，也 发 生 了 地 面 装 备 的 改 进 ，“ 使 _其 能 够 满 足 挠 性 管 下 豫 能 力 的 增 加 ， 由 于 市 场 需 求 的 刺 激 ， 挠 性 管 的 制 造 商 增 加 了 挠 性 管 有 效 的 直 径 尺 寸 ， 这 也 扩 大 丁 挠 性 管 服 务 的 能 力 和 范 围 。剐 8 c年 代 中 期 ，挠 性 管 已 经 发 展 到 3】．7 5mm 和 ．4 5mm 的 外 径 为 了 适 直 管 于 R 寸 的 增 太 和 满 足 油 管 深 度 、 重 量 的 增 加 ， 地 面 设 备 也 必 菏 f 进 行 改 进 。 由 于 挠 性 管 技 术 的 ] 苎 ， 挠 性 管 服 务 能 力 的 范 围 继 续 在 拓 宽 。 挠 性 管 鬟 务 应 用 从 清 砂 和 疃 氮 扩 展 到 需 要 较 高 裂 速 和 泵 压 作 业 多 年 来 ， 酸 化 增 。 、 地 层 砂 脏 结 处 理 和 禹 井 过 程 也 不 断 地 在 工 序 流 程 和 可 靠 性 方 面 得 到 改 进 天 天 寸 外 径 掩 性 管 3 8．1 - - - m 和 4 4．4 0mm 挠 性 管 的 引 ， 对 井 内 填 充 材 料 工 艺 的 发 展 起 _ f拷 作 F 0 提 高 泵 速 和 反 循 环 能 力 lE 经 减 少 完 成 一 谯 作 业 所 需 要 的 实 际 泵 拄1 吸 攻 敬 j出 经 R 寸 ，j 4 T I T I 私 q 3 1 ． 5n c - - 被 管 辐 联 系 韵 液 流 摩 擦 特 的 更 - 理 解 增 T 使 小 K 寸 沽 管 工 艺 可 靠 性 。 目前 ， 诸 如 挠 性 管 测 井 和 射 孔打 捞 迅 速 安 装 管 苷过 管 磨 饺 囊 管 下 强 、 井 下 摄 姆 系 统 的 应 用 、喷 砂 清 洗 作 』 和 完 乒 等 的 服 务 应 书 蛲 丝 管 齄 可 完 成 。 托 博 营 f j 经 扩 展 刮 包 括 5 0．8 mm ， 6 0．3 0 mm ． if , 7 3．0 3mm ， 8 8 ．0 m m 直 径 】 0 互 。 挠 性 管 的 钻 井 能 力 已 从 过 油 管 磨 洗 套 管 下 扩 眼 扩 最 到 钻 真 正 的 新 井 眼 造 一 进 步 更 激 发 丁 挠 性 管 方 面 渐 增 的 兴 趣 正 如】 蔓 国 专 利 所 记 载 ， 甩 挠 性 骨 钻 井 可 追 朔 到】 9 4 8年 然 而 ． 直 到 当 挠 性 管 服 务 的 可 靠 性 根 大 程 度 地 提 高 人 们 才 开 始 适 当 地 选 择 一 些 较 低 风 险 的 挠 性 管 服 务 作 业 。 挠 性 管 用 于 从 井 内 起 下 油 管 以 完 成 丰 h教 作 业 是 很 普 通 的 ，与 小 井 眼 工 具 用 于 钻 井 是 一 样 曲 然 而 直 至； 过 两 项 技 术 合 并 的 天 衣 无 嚣 时 ， 最 初 的 风 险 事 项 才 被 找 到 2 系 统 部 件 2．I 液 压 修 井 地 面 部 件 通 常 将 有 接 头 骨 子 送 井 内 的 液 压 修 井 钻 机 的 地 面 部 件 按 其 功 驻 可 分 为 两 大 娄 ， 第 一 娄 由 管 子 操 纵 系 统 部 件 组 成 ； 第 二 类 由 构 成 压 力 控 制 系 统 的 部 件 组 成 。 2．1 I 管 于 操 纵 系 统 普 通 带 井 架 底 座 钻 机 上 用 的 绞 车 、滑 车 、吊 卡 和 卡 瓦 也 用 在 该 管 子 操 鞭 系 统 中 ， 将 有 接 头 的 管 于 送 人 井 内 。 这 些 部 件 ． 连 回 庞 大 的 井 架 必 须 安 置 在 一 个 能 够 支 撑 这 些 部 件 裁 荷 加 上 管 子 重 量 的 地 面 上 。 维普资讯 笨3 卷第l 童 一 曲e 丰3 月 石油钻 井工 程 7 5 液 压 修 井 钻 机 上 的 管 于 操 纵 表 统 由 ～ 系 列 对 口 固 定 卡 瓦 、 禳 压 千 斤 顶 、移 动 卡 盘 、小 绞 车 及 超 重 拉 杆 组 成 ， 并 配 有 与 之 相 联 系 的 1 作 房 和 控 1 B 9 系 统 。 管 子 重 量 加 上 渣 压 修 井 磐 雀 重 量 产 生 的 力 直 接 传 向 井 口 ， 额 外 的 承 载 吏 撑 结 构 是 不 必 要 的 ， 简 时 也 消 除 了 长 期 高 载 荷 支 撑 平 台 对 环 境 地 噪 音 影 响 。 与 钻 机 部 件 相 比较 ， 液 压 系 统 每 一 音 罩 胖 的 物 理 寸 很 小 。 恻 如 ， 即 使 是 较 大 的 千 斤 顶 也 仅 重6 8，O 4 O N ，尺 寸 为1．6 2 4m 1．5 2 4 r f l 5 91 m。 即 使 在 边 远 地 区 这 些 部 件 的 运 输 和 组 装 也 报 容 易 完 成 ． 2．1 ．2 压 力 控 制 系 坑 育 井 架 底 座 的 钻 机 通 常 用 钻 井 液 作 为 控 制 系 统 的 首 要 手 段 ．防 喷 器 作 为 第 二 压 力 控 割 手 段 ， 髓 压 修 井 系 统 也 能 使 用 这 些 手 段 作 为 它 的 压 力 控 制 系 统 。 在 这 种 情 况 下 ， 标 准 的 钻 井 液 和 防 喷 器 组 可 使 用 。然 而 ， 附 加 的 井 喷 防 喷 器 也 可 带 上 以 使 该 系 统 熊 在 压 力 下 将 管 于 送 入 井 内 ．在 常 压 下 移 动 管 子 时 ， 这 些 附 加 的 井 喷 防 喷 器 也 可 用 作 环 境 和 人 员 安 全 的 附 加 防 护 措 施 ． 2．1．3 挠 性 管 地 面 部 件 挠 性 管 系 统 的 部 件 包 括 - 操 作 员 控 制 房 落 地 式 支 架 动 力 机 组 带 匀 绕 机 构 的 挠 性 管 绕 轮 油 管 引 导 器 - 下 管 机 防 喷 器 配 量 下 管 机 是 为 井 内 的 挠 性 管 运 动 提 供 向 下 推 动 和 向 上 拉 力 的 一 种 装 置 机 构 。绕 轮 是 管 子 存 储 装 置 。 取 决 于 绕 辛 苦的 尺 寸 ，它 可 窑 纳 5 O．8 r m -n直 径 的 挠 性 管 6 4 0 0 8m 。 6 0．3 3mm 挠 性 管 4 4】 9．6 m ． 7 3．3 a r n r n的 挠 性 管 2 8 g 5．6 m ， 8 8．gmm 韵 挠 性 管 】8 2 8．8m。下 管 机 的 速 度 可 以 从 每 舟 钟 几 英 寸 到 6 O．g 6m 连 续 变 化 。绕 轮 上 管 件 的 额 定 工 作 压 力 值 是 6 8．9M P．，但 需 要 考 虑 的 有 限 额 定 值 是 挠 性 管 的 氟 定 值 。 对 作 业 所 需 的 压 力 应 在 施 工 前 计 划 阶 段 决 定 。 基 于 5 0 8 r ll r f l和 更 太 外 径 挠 性 管 有 限 的 工 作 寿 命 这 些 尺 寸 的 油 管 其 压 力 界 限 应 偏 保 守 取 用 。 根 据 经 验 和 分 析 资 料 ， 就 可 决 定 绕 轮 总 成 的 定 额 压 力 值 管 件 和 油 管 。 挠 性 管 作 业 系 统 能 在 活 井 压 力 下 工 作 ， 与 防 喷 器 配 置 可 提 供 压 力 密 封 。 标 准 的 压 力 留 封 机 构 是 盘 根 盒 ； 然 而 盘 根 盒 能 用 一 环 形 密 封 装 置 来 代 普 ． 谖 装 置 使 得 油 管 连 接 头 槿 容 易 在 有 压 差 的 情 况 下 通 过 ， 因 此 ． 可 根 据 死 井 或 活 井 修 井 作 业 ， 调 整 防 喷 器 的 配 置 。 在 活 井 作 业 期 间 ，使 用 麓 工 翦 设 计 曲 防 喷 器 部 件 ， 不 规 格 外 径 的 元 件 可 以 有 润 滑 地 进 入 井 内 。 防 唢 器 既 能 用 于 液 压 修 井 又 可 用 于 挠 性 管 系 统 ，防 喷 器 的 配 置 也 熊 设 计 的 与 之 相 同 。 挠 性 管 钻 井 藏 系 统 与 常 规 的 钻 井 所 需 的 系 统 相 类 似 ， 但 对 摘 性 管 泵 的 要 求 可 熊 会 不 同 。医 为 循 环 需 要 通 过 挠 性 管 系 统 的 整 十 工 作 管 柱 部 分 ， 当 循 环 通 过 贮 存 在 绕 轮 上 的 管 子 时 台 产 生 附 加 的 摩 阻 损 失 ． 为 了 在 呵 定 排 量 的 马 达 所 需 最 优 箍 出 排 量 下 循 环 ， 泵 压 取 决 于 挠 性 管 尺 寸 长 度 和 马 达 类 型 选 择 ， 在 2 0．6 7～ 2 7．5 6 M 范 围 内变 化 ． 对 挠 性 管 作 业 ． 水 力 计 算 是 工 作 前 计 划 的 一 顶 重 要 组 成 部 分 。 在 服 务 工 作 期 间 ， 维普资讯 ； 土 刮 ． 无 钻 机 小 甘 职 { 占并 挠 性 管 的 慨 循 环 压 力 够 戈 _南 主 要 关 注 的 问 题 在 瘦 劳 破 坏 发 生 前 ． 挠 性 管 截 面 能 承 受 的 循 环 频 率 数 将 会 由 内 鄙 压 力 约 增 大 耐 降 低 包 括 挠 性 管 寿 命 最 优 化 的 跟 老 泵 压 通 过 的 各 种 挠 性 管 尺 寸 及 钻 铤 和 马 达 钻 井 总 成 所 期 望 压 力 降 计 算 等 作 主 设 计 债 据 为 我 们 提 供 了 关 键 性 的 资 料 。 在 常 规 接 头 的 抽 管 上 使 用 泥 浆 马 达 或 匿 定 捧 量 韵 马 达 P D M ， 需 要 配 备 一 t 过 滤 系 统 私 钻 井 液 存 贮 器 钻 井 液 中 的 固 相 对 马 达 可 睢 有 害 ． 并 且 会 增 加 流 体 重 量 和 循 环 压 力 。 3 劳 下 部 件 3．j 正 常 钻 井 无 论 是 挠 性 管 组 台 还 是 液 压 修 井 组 合 都 能 用 来 驱 动 用 于 钻 井 的 井 底 总 成 B HA 。 蘸 压 修 井 组 合 驱 动 的 B H A 由 钻 铤 、钻 井 马 达 和 钻 头 组 成 ． 因 为 挠 性 管 组 合 不 具 备 旋 转 其 工 作 管 柱 的 能 力 ， 底 部 马 达 总 成 在 井 下 带 钻 头 旋 转 当 用 挠 性 管 钻 井 时 ， 可 能 需 暮 另 外 增 加 重 的 刚 性 组 件 到 马 达 总 成 上 巧 妙 的 挠 性 管 有 线 作 业 已 经 扩 展 到 在 挠 性 管 内 使 用 电 缆 线 以 提 供 隧 钻 测 蠡 选 择 的 技 术 。 用 挠 性 管 钻 一 井 眼 时 ， 稍 加 政 变 就 可 用 于 钻 井 作 业 。造 斜 舱 够 用 马 达 上 的 弯 接 头 和 控 制 钻 压 来 完 成 ， 挠 性 管 的 这 一 工 作 方 式 与 常 蕊 钻 机 是 一 致 的 用 挠 性 管 定 向 控 制 钻 井 需 要 一 十 能 使 B HA 有 精 度 调 整 的 定 同 装 置 。 定 向 装 置 能 够 由 挠 性 管 的 操 纵 液 压 或 使 用 安 置 在 挠 性 管 内 部 钢 丝 电 缆 来 控 制 。 定 向 测 量 数 据 可 由 挠 性 管 钢 丝 电 缆 连 接 的 测 量 工 具 来 提 供 泥 浆 弥 冲 系 统 省 去 了 传 送 信 号 、左 挠 性 管 镀 丝 电 缆 的 需 要 ， 但 是 对 任 何 小 井 隈 作 业 ， 必 须 仔 细 考 虑 MIN D 工 具 足 寸 的 兼 容 性 。 3． ￡ 水 平 钻 共 定 向 井 钻 井 可 能 需 要 附 加 的 起 下 钻 ． 以 改 变 井 底 总 成 。 造 斜 角 的 政 变 需 要 进 行 弯 接 头 总 成 或 马 达 总 成 的 调 整 ， 而 井 眼 力 的 作 用 ， 不 能 超 到 改 变 造 斜 角 的 作 用 对 接 头 鞋 结 管 柱 有 效 的 导 航 最 统 金 固 挠 性 管 在 地 面 的 不 可 旋 转 性 而 受 阻 。 井 斜 变 化 可 能 需 要 碱 步 弯 接 头 总 成 安 置 。 倒 如 ． 一 旦 造 斜 角 已 经 达 到 ， 井 斜 需 要 保 持 一 造 斜 总 成 就 要 提 出 井 眼 而 改 用 设 计 用 于 稳 斜 的 钻 具 。 系 统 作 业 工 艺 首 先 使 用 世 界 范 围 普 遍 采 用 的 标 准 冲 击 式 顶 管 装 置 将 地 面 管 子 钻 入 地 面 然 后 安 置 好 挠 性 管 组 台 和 泥 浆 泵 系 统 ， 用 井 下 马 达 开 始 钻 井 。 当 需 要 时 ， 马 达 快 速 提 示 提 出 维 修 ，更 抉 钻 头 ，调 整 井 下 总 碱 配 置 和 重 薪 下 八 井 中 ，使 用 挠 性 管 停 钻 时 间 非 常 蛭 ．围 为 不 存 在 油 管 接 头 卸 扣 和 上 扣 的 停 顿 ， 用 挠 性 管 上 的 井 下 马 达 钻 到 并 探 后 马 达 提 出 井 艰 ， 从 井 口 卸 去 挠 性 管 下 八 器 然 后 安 置 好 液 压 修 井 作 业 机 ， 将 套 管 下 到 所 钻 井 段 并 固 井 。 在 套 管 固 井 作 业 期 间 为 获 得 好 的 承 掘 胶 结 质 量 ， 液 压 修 井 作 业 机 有 能 力 在 旋 转 套 管 的 同 时 上 下 垂 直 活 动 套 管 ， 然 后 撤 下 液 压 修 井 作 业 机 ， 再 安 置 上 挠 性 管 作 业 机 并 用 之 钻 下 一 个 井 段 。 钻 井 阶 段 完 成 后 ，液 压 修 井 作 业 机 又 用 牟 下 套 管 或 尾 管 ， 如 果 生 产 油 管 由带 接 头 的 管 子 组 成 ， 也 用 该 作 业 机 下 入 ， 然 后 完 井 ． 作 为 一 种 交 替 方 法 ， 挠 性 管 作 业 机 可 用 来 下 入 和 维普资讯 3 草 1 。 9 6 平3 月 石 油钻井工 程 安 曼 性 管 生 产 管 挂 5 结 论 不 需 要 有 井 槊 底 座 钻 机 钻 井 的 一 种 辆 方 法 诞 生 了 。 这 一 无 诂 机 钻 井 系 统 是 挠 性 管 和 液 堕 修 井 甚 备 结 合 的 产 物 这 一 方 洼 的 优 点 包 括 小 系 统 尺 寸 ， 在 钻 井 现 场 对 歼 境 影 响 较 小 2小 R 寸 凫 许 移 运 到 边 远 的 地 区 } 3，当 遇 到 不 期 望 的 压 力 对 ， 因 为 固 有 的 操 纵 和 活 动 管 子 的 能 力 - 故 对 周 围 环 境 只 有 很 少 的 危 险 ； f 促 进 了 戈 平 衡 钻 势 。 这 样 能 提 高 钻 井 速 度 、 减 小 对 地 层 的 损 害 } 5省 略 了 象 混 凝 土 填 料 或 海 上 结 构 的 高 承 载 结 构 } 6与 改 变 或 调 整 B HA 相 关 的 较 短 起 下 钻 时 间 能 够 由 运 用 挠 性 管 的 钻 井 系 统 获 得 。 本 篇 责 任 编 辑 张 西 成 上 接7l 页 2 法 规 油 气 勘 探 开 采 作 业 中 会 产 生 诸 如 钻 井 液 、采 出 水 、钻 厨 及 罐 底 残 渣 之 类 的 废 物 这 些 废 物 常 被 划 分 为 无 害 ” 废 物 。 联 邦 资 源 保 护 及 开 采 条 饼 的 第 款 适 用 于 这 类 废 物 的 管 理 并 授 权 各 州 依 法 执 行 上 述 条 斜 在 许 多 地 区 包 括 加 州 这 类 废 物 被 射 丹 成 二 类 流 体 因 为 它 们 和 油 气 一 起 被 采 出 地 面 ，允 许 根 据 具 体 情 况 在 二 类 挂 入 井 中 处 理 评 价 采 用 砂 浆 压 裂 注 入 法 处 理 泊 田 废 物 的 执 法 机 构 关 心 以 下 几 个 问 题 技 注 入 的 物 质 必 须 正 确 测 试 并 划 分 到 适 当 的 注 入 井 中 ；必 须 保 证 注 入 井 及 打 开 注 入 层 段 的 邻 井 的 机 械 完 整 性 通 过 设 计 、 分 析 及 过 程 监 测 夯 i 清 楚 地 显 示 井 记 录 被 挂 入 的 物 质 。 车 蔚 责 任 编 辑 榜 道 平 维普资讯