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    鑽井托壓的原因及解決措施

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    鑽井托壓的原因及解決措施

    發佈日期：2022-07-21 作者： 點擊：

    一、托壓的概念


    在鑽井過程中，由於泥漿性能不好，很多時候都會造成縮徑。井眼縮徑很容易在鑽進中產生托壓，在起下鑽中遇卡或遇阻。現在單說鑽進托壓的鑽進。
    所謂托壓，就是鑽進過程中，鑽壓沒能施加到鑽頭上，反而由於井下鑽具與井壁的摩擦過大，全部施加到了鑽具上。加了很大的鑽壓可是卻沒有進尺同時還沒有回壓，扭矩也不是很大。 在這樣的情況下鑽進，應該降低轉速，緩慢加鑽壓，在鑽具抗壓強度允許情況下，不斷加鑽壓，直到加壓過程中，扭矩突然增大，鑽壓開始回壓。然後慢慢少加鑽壓，回到正常鑽進鑽壓。每打完一個單根之後（頂驅~立柱柱）多次劃眼，倒劃眼，沒有扭矩之後再接單根或立柱。每次如此循環。1658365343503715.jpg


    • 在以上描述的方法中，井下具體情況是： 


    當我們加鑽壓的時候，由於井眼縮徑，鑽壓都加到了鑽具或者扶正器上，所以我們要一直加壓，但要考慮鑽具的抗壓能力，每次加壓有可能使鑽具下行一部分，不斷加壓，便可以使鑽具離開縮徑井段，在鑽具離開縮徑井段的瞬間，鑽頭快速接觸井底，同時由於此時鑽壓高於正常鑽進時鑽壓，所以鑽頭吃入地層會比較多，扭矩突然變大。這樣轉盤或者頂驅也許會憋停，即使憋停也不能貿然上提，要釋放扭矩，多次處理就能正常鑽進了。


    • 托壓的現象及危害 : 


    托壓產生在直井反扣或定向井多次反扣的定向過程中、開窗側鑽井開窗側鑽定向中、水平井定向過程中托壓由於井眼軌跡以及各種阻力的原因使得鑽具加壓後壓力很難傳遞到鑽頭從綜合錄井儀器及指重表看就是在鑽壓不斷增加的前提下鑽頭的位置不變、沒有進尺泵壓不升高、不憋泵在鑽壓繼續增加的時可能會突然憋泵。 定向井托壓。一方面影響正常的定向施工 另一方面如操作不當易產生卡鑽。  
    二、原因分析
    1、井眼軌跡差 
    定向中的托壓與施工的井眼軌跡有很大的關係在實際施工中其中有一部分直井或定向井都會因為地層或施工的原因造成井眼軌跡偏離設計這時就要進行導向反扣鑽進,而另一部分井會因為某種原因進行反扣幾次從而造成井眼軌跡不好。在井眼軌跡不好的前提下改變鑽具結構進行反扣定向時由於鑽具剛性的問題在加壓時鑽具的某一點會支撐在井壁上此時往往會出現托壓現象。由於井眼軌跡差造成的托壓在加壓後上提的過程中上提的附加拉力不會很大即和平時的附加拉力相差不多一般不會超過下壓的壓力。 定向井的井眼軌跡與造斜率有一定的關係，造斜率越小井眼軌跡就越平滑，施工中產生托壓的現象就少。在水平井的施工中，長半徑的水平井較中半徑、短半徑水平井產生托壓的幾率要小的多。  
    2、井眼不乾淨有岩屑床的存在 
    造成定向井定向過程中、直井反扣固相、岩屑等清除的能力差使得有害固相又重新進入井內。就大井斜定向井及水平井來說，45-90度本身存在一個岩屑攜帶困難。在定向的過程中，鑽具與井壁是滑動摩擦，岩屑床的存在使得其間的滑動摩擦力增大從而造成定向過程中托壓。岩屑床的存在一般是明化鎮以下的地層岩性較硬對定向鑽進影響較大。對大井斜定向井及水平井來說在明化鎮中施工很少有托壓產生而在沙河街、孔店中施工岩屑床的存在易造成托壓。 
    3、泥餅虛厚、泥漿的摩阻係數大 
    在定向井的施工中接單根、起鑽時的上提拉力的大小除了與井眼淨化等有關係以外與泥漿的摩擦阻力係數有很大的關係，摩阻係數越小鑽具下滑的阻力也就越小，反之越大即易產生托壓現象。泥漿由於固相含量等原因造成泥餅虛厚時也易產生定向過程中托壓。泥餅越虛厚與鑽具的接觸面積越大易造成粘卡，泥餅虛厚造成的鑽具托壓的現象與井眼軌跡不好造成的現象有所不同，由於泥餅虛厚造成的托壓在加大的鑽壓後如30噸鑽壓有時會突然憋泵，在上提的過程中上提附加拉力會大於下放的鑽壓。 很多定向井在定向中由於托壓後加壓不當造成粘卡。
    例如2001年施工的某井在過了石膏層以後由於井斜方位偏離設計進行反扣在反扣中由於托壓工程施工不當把90噸鑽具全部加上造成卡鑽泡解卡劑後解卡。
    三、解決措施
    1、加強井眼軌跡的控制、改變鑽具結構 
    井眼軌跡差造成的托壓解決措施主要是工程加強井眼軌跡的控制，在大井斜大位移定向井中全井跟導向控制井眼軌跡避免井斜方位等偏離設計進行反扣，另外針對井眼軌跡不好的情況產生的托壓現象最有效的解決措施是簡化鑽具結構，減少鑽挺的數量，增加加重鑽杆的數量從而降低鑽具的剛性減少鑽具與泥餅的接觸面積防止托壓和粘卡。所以水平井井中產生的托壓主要從井眼淨化、潤滑、司鑽操作等方面採取措施。  
    2、加強淨化 
    加強淨化包括井眼的淨化和地面泥漿通過地面固控設備的淨化。 
    加強泥漿的攜砂性能，在近年來施工的定向井基本都採用PDC加導向馬達技術進尺相對較快、岩屑被研磨的較細這給井眼淨化都帶來一定的難度。不同的井眼鑽進時排量的要求是對於ф311井段排量須高於3.4m3/min，ф216井段則要高於1.8m3/min，另外根據井下返砂情況調整泥漿的流變參數對於低固相聚合物鑽井液來說泥漿的動塑比要求控制在0.42-0.50之間對岩屑的攜帶效果較好，在泥漿粘切方面大井斜定向井粘度控制在48s以上高的粘切有利於防止鑽屑的垂直沉降，在某施工中50-60度時由於加入有機正電膠後泥漿的粘度降低42s左右井下返砂效果不好同時出現定向過程中托壓提高泥漿粘度到50s以後井下正常，井深以上200-300米，水平井可以拉到20-30度井斜的井段因為在定向井施工中的鑽具結構中往往帶幾柱鑽挺，在新施工的井眼中由於鑽挺的存在新井眼的環空泥漿上返速度較大，岩屑床一般沉在老井眼中。所以有的井隊在施工中只拉新施工過的井段對破壞岩屑床的作用很小。 
    3、加強泥漿的潤滑性改善泥餅質量 
    加強泥漿潤滑性方面具體做法是首先是加強潤滑劑的加量其次是潤滑劑之間的配合使用。 在定向井中一般定向時要混入原油，原油雖然有能很好潤滑性但原油的加入會時泥餅質量變差。為此在定向井的施工中原油最好配合水基潤滑劑共同使用。這樣既解決了潤滑問題又解決原油加量大造成的泥餅需厚。在定向中滑動摩察的隨着摩察阻力係數的增加而增大，解決的措施是在泥漿中混入一定量的原油約3-5t，原油含量最好不要超過9~10%同時在改善泥餅質量方面可以加入磺化瀝青、酚醛樹脂等泥漿材料，好的泥餅質量會減少因托壓而造成的粘卡現象。另外在潤滑劑方面除了液體潤滑劑以外固體及極壓潤滑劑也是減少托壓有效方式。在硬地層定向井定向時產生托壓時一次加入200~300kg膨化石墨對由於潤滑性差產生的托壓有很好的效果。



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