综合录井扭拒参数的应用

综合录井扭拒参数的应用

【摘要】扭矩参数值的录取和监测在钻井中起着十分重要的作用，他不同于如井漏、井涌、卡钻等比较直观，容易判断，钻进中井下情况十分复杂，如何利用扭矩值的变化特征来分析判断井下情况，并作出准确及时的预报，指导科学打井，有着非常重要的意义。但是在实际工作中，往往由于对扭矩的变化特征认识不足，造成预报与实际结果不符，或者没有及时预报的现象时常会发生，所以，我们有必要对扭矩在钻井中的表现进行再认识，再分析。首先，从扭矩的安装和原理说起。

【关键词】综合录井；扭拒参数；应用

1.扭矩的安装（机械扭矩）

扭矩仪是由液压缸压力传感器和支撑链条的胶轮构成。它的安装步骤是：首先，在工程人员的配合下，卸下转盘驱动链条，将扭矩仪安装在转盘驱动链条正下方，方向与转盘驱动链条转动方向一致，紧固底座，再接上链条。第二步，将高压软管，三通及传感器接到液压扭矩上。第三步，注入液压油，排尽空气，使胶轮与转盘链条接触，适度即可。

2.测量原理

简单地说就是在钻进过程中，利用井下钻具受到的阻力，传给转盘，使得转盘链条张紧，在胶轮上产生一个向下的压力，将这个压力通过传感器分别转化成电信号输入到记录仪和计算机上，表现为扭矩的相对变化量。严格地讲，传感器是采用惠斯登电桥原理，由

应变片形成电桥的一测量腿，该应变片直接与压力隔膜接触，当隔膜变形时应变片就改变电桥一支腿的电阻。传感器的输出与施加的电压及电桥变化量成正比。因此，当施加到传感器一连续恒定的电压时，信号输出则随着外加在隔膜上的压力成正比变化。利用该原理在钻进过程中连续测量扭矩参数，反映井下作业情况，并指导科学钻进和预防工程事故。本人在长期的工作中总结了几种在钻进施工过程中较常见的扭矩值的变化特征，通过对此特征的分析和判断，准确预报率大大提高。

下面以三牙轮钻头为例，从扭矩值的变化特征说起，结合其它工程参数和地层岩性的变化，找出其中的共同点、特征及规律。（1）在钻进参数不变的情况下，在钻遇泥岩段，一般机械钻速较低，钻时增大，扭矩值相对平稳，曲线在基值附近变化，无明显增大的趋势；在钻遇砂岩段，一般机械钻速较高，钻时减小，扭矩值相对较大，曲线变化幅度大，但平稳；钻遇砂砾级岩性，一般机械钻速较高，钻时减小，扭矩值在基值附近来回变化，幅度较大，曲线形态较有规律的变化，无增大的趋势。

（2）在钻遇大段泥岩时，尤其是红褐色泥岩，由于其造浆性强，钻头容易泥包，机械钻速很低，钻时很大，扭矩的变化量相对变小，曲线变得平滑。泵压略升。

（3）在钻进参数不变的情况下，钻头掉齿、钻头牙轮松动，都会使机械钻速降低，钻时增大，扭矩相对变大，曲线呈锯齿尖锋状，极不规则，增大的趋势明显。会有憋跳的现象。

3.实例分析

3.1地层岩性的变化

表现特征，钻时明显增大，扭矩值在一定幅度范围内变化，曲线整体形态，无增大的趋势。

例如1：钻至井深1371.79m，扭矩出现异常，在1500n.m附近变化，变化幅度较均匀。钻时由井深1370m的28min/m上升至井深1371-1373m的83-144min/m，此时钻头用时53.34小时，捞取的岩屑由褐色泥岩变化为褐色含砾砂质泥岩、粉砂岩，根据返出岩屑的变化情况，在对各项参数综合分析后，认为是由于地层岩性的变化引起，判断钻头已不适应该地层，建议提钻更换钻头，井队采纳，于井深1373.34m提钻，提出钻头基本完好。后下另一型号的三牙轮钻头，扭矩恢复正常变化，钻时为22min/m。

例如2：为一典型岩性的变化，而使得扭矩的变化。钻至井深1463.46m，扭矩出现异常，扭矩正常值为980-1200n.m ，异常变化范围值为480-2000n.m。井深1463.68m后扭矩又恢复正常变化，此段各项工程参数稳定，根据返出岩屑的变化，1462-1463m岩屑为褐色泥岩，1464m为褐色含砾砂质泥岩，证实扭矩的大幅度变化是由于地层岩性的变化引起。

通过以上分析，我们就可以发现扭值的变化特征，结合地层岩性的变化及厚薄程度，作出正确的分析和判断，从而给工程提出及时准确的预报，以适应地层的钻头进行施工，节约成本，实现安全优质快速钻进，取得较大的经济效益。

3.2钻头泥包

此类事故易发生在造浆性好的大段泥岩层，钻头牙轮泥包后，钻头在井底受到阻力减弱，扭矩值相应减小，其表现特征为：扭矩变化幅度明显减小，曲线呈基线形态，较平滑，悬重、转速基本不变，泵压一般稳定或微升，钻时成倍增大。

3.3钻头掉齿

一般表现为扭矩曲线呈锯齿状，变化幅度较大，扭矩增大趋势明显。转盘转速不稳定。

3.4钻头牙轮框动

一般表现特征为扭矩值增大，变化幅度增大，曲线形态呈锯齿尖锋状，增大趋势明显。转盘转速不稳定。严重的有憋跳现象。

4.结论与认识

通过以上分析，发现他们之间既有共同点，又有区别：共同点是：地层岩性变化，可钻性变差，钻头泥包、钻头掉齿、钻头牙轮框动，都会使机械钻速降低，钻井成本增大，不同的是各有各的表现特征：地层岩性突变，扭矩在一定幅度范围内来回变化，无增大的趋势；钻头泥包，扭矩呈基线状态，曲线较平滑；钻头掉齿，一般表现为扭矩呈锯齿状，伴有憋跳现象，增大趋势明显；牙轮松动，扭矩增大，曲线呈锯齿尖峰状，伴有憋跳现象。

在录井过程中，发现扭矩异常，还应综合各方面的信息加以分析判断，前提是作为录井工作者，应该有高度的责任心，首先要保证录取的各项参数齐全准确，才能够提高预报准确率，反之预报不及

时不准确，将会贻误战机，给井队带来重大的损失，因此，严密监测，保证录井质量，发现异常，作出及时准确的预报，应是每一位录井工作者的责任。

【参考文献】

[1]孙中昌编著.钻井异常预测技术.北京：石油工业出版社，2006.

[2]王清华等.塔里木油田录井技术.北京：石油工业出版社，2009，7.