油田钻井防斜打直技术特点及应用

油田钻井防斜打直技术特点及应用

发表时间：2020-03-18T06:50:55.323Z 来源：《建设者》2019年22期作者：郭志桥[导读] 从防斜打直技术的被动性，防斜打直技术的主动性等方面进行深入探讨。

大港油田第三采油厂河北沧州 061035摘要：本文以油田钻井防斜打直技术特点及科学应用为重点进行阐述，结合油田钻井过程中井斜的原因，油田钻井防斜打直技术的相关特性，防斜打直技术在油田钻进工作现场的应用为依据。从防斜打直技术的被动性，防斜打直技术的主动性等方面进行深入探讨。

关键词：油田钻井；防斜打直技术；科学应用

1油田钻井过程中井斜的原因 1.1地面原因

在油田钻井处理的时候，其地面原因主要是指下部钻具组合和钻井参数等对井斜的具体影响和作用，通常情况下，下部钻柱组合本身会由于钻压的影响而出现弯曲的情况，其中也容易造成下部钻柱组合变形，在这一情况下就会比较容易造成钻井的钻头出现和原来井眼轴线相偏离的情况，而钻头的位置由于钻压的影响，也会比较容易出现横向方向上的偏斜力的影响，而钻头在这一压力的影响下，就会出现经验偏斜的情况。

1.2地下原因

地下原因与地址因素之间有着必要的联系，开展油田钻井工作时，因为钻井处理项目的地质差异性，对井钻效果也具有一定差异性。此项工作在进行的过程中，一旦对深厚地层做出相应的处理，就会因为其软硬融合、地层斜角、更大断层的现象，导致钻头在钻进过程中，因为不和谐的钻进情况，甚至会出现钻压与原始井眼轴线无法达到一致的情形。并且在接近钻头位置的出现导向钻无法发挥作用的现象也是比较常见的，而且这一现象的出现会影响后续油田钻井井眼出现偏离的情况，因此相关工作人员必须加强对此种局面的重视。 2油田钻井防斜打直技术特点 2.1被动防斜打直技术

包括钟摆钻具、刚性满眼钻具、偏重 ( 心 ) 钻具等组合。特点是利用钻具组合 (BHA) 自身的受力和变形特性，不借助其它外部因素 (如井下测量和控制系统等) 防斜，因而也称为 BHA 防斜打直技术。

①钟摆钻具组合。包括塔式钻具、普通钟摆钻具、柔性钟摆钻具等。在众多防斜、纠斜打直技术中，它可以适合各种地层倾角的地层。钟摆钻具主要用于纠斜，其纠斜原理是利用BHA 自重产生的“钟摆力”，使钻头处产生与井斜方向相反的侧向切削作用。缺点是无法避免钻头倾角的增斜因素，同时为提高纠斜效果，只能尽量降低钻压，影响了钻井速度和钻井效益。

②刚性满眼组合。包括满眼钻具、方钻铤、椭圆钻铤等。满眼打直技术是国内外被动防斜打直技术中使用较多的一项打直技术，其出发点是通过提高底部钻具组合的刚性、减少钻具与井眼的间隙，提高底部钻具组合的抗弯曲能力，来有效减少由于钻具组合弯曲造成的井斜。这种方法可以使用较大钻压，缺点是只适合地层倾角较小的地层。没有纠斜能力，井斜后不能用来纠斜。

③动力学防斜方法。鉴于解放钻压和防斜打快目的，提出了偏心防斜打直技术和大钻压防斜打直技术，并在某些地区取得了成功。这两种方法的最大特点是突破了对底部钻具组合变形的限制，并利用底部钻具组合的变形和在井眼中的动力学行为来达到平衡地层造斜力的目的。实现了解放钻压的目的，使钻井速度得到了提高。但由于在现场较难对钻具组合的动力学行为进行仿真研究，在现场推广中效果受到了影响。

④偏心钻铤钻具组合。偏重钻具是在普通钻铤的一侧钻一排孔眼，造成一边轻一边重，旋转时产生离心力，钻具每转动一周就有一次离心力和钟摆力的重合，这种合力对井眼井壁产生冲击削力，从而抑制井斜的产生。

⑤ FG 型防斜工具。钟摆钻具、满眼钻具、偏心钻具等防斜钻具组合在特定的条件下起到了一定的防斜作用，但其防斜效果受钻井操作参数的影响较大，有时不得不降低钻进速度以求得到较小的井斜率。为了解决上述问题，胜利等设计了FG 新型复合式高效防斜工具。FG 型防斜工具能够在任何钻压下正常钻进，同时具有良好的防斜能力。由于其外筒是不受压的圆筒，不存在受压失稳的问题。同时，由于其具有较大的刚度和特殊的结构，所以钻压引起的弯曲变形很小，钻头旋转一周的侧向力平均值与钻压大小基本无关。FG 型防斜工具是基于钻头公转防

斜原理设计的，而这种公转运动是靠其自身结构实现的，与离心力无关，能够以任何转速正常钻进。使用FG 型防斜工具，可以通过调整钻压及弹簧刚度设定钻柱传给钻头的最大扭矩，避免钻头牙齿承受超过其负荷能力的扭矩，可有效地保护钻头并延长其工作寿命。

2.2主动防斜打直技术

通过在油田钻井工作开展中应用主打防斜打直技术，主要包括VDS（垂直钻井系统）、SDD（直井钻井系统），这两种系统在运用中均具备了井下测量仪器设备，以及自动化控制系统。通过在钻井工作运用中，可以自动化的实现对直井井斜的测量及控制连续性，表示防斜打直的关键水平。主动防斜打直技术在运用中，其出发点就是能够实现自动化控制或者人为控制，实现对钻井井眼的轨迹控制。此种技术可以行之有效的解决高陡的构造地区，直井打直问题加以解决，但是同样存在一定的不足之处，就是其工具本身具备了较高的成本，影响了此种技术的普及推广。

3防斜打直技术在油田钻进工作现场的应用

根据相关实践数据显示，相关工作人员可以总结出，有些钻头小钟摆钻具经常出现在井斜之后，也就是说无法正确调整井斜，相反强化钻具结构。但是将此技术应用在井斜地区的钻井工作开展过程中，要想取得良好的效果，必选合理的运用被动防斜打直技术。如果必须用到柔性较大的钟摆钻具，就要调整其钻压的防斜钻进，保证设备之间因为与井壁接触的稳定性，因此在这种情况中应用大钻压打直井段才是主要方式。相关工作人员在选用钻头时，可以利用拥有外切削能力与自我保护能了钻头，要想完成钻井工作，每个钻进环节完成过程中都应该进行详细的报备与划眼，划眼工作在实施的过程中必须控制一定的速度实现慢划并且根据对测斜仪器的使用进行勘测，从中找出井斜出现超标形式的原因。

在使用刚性大钟摆钻具时，应该按照大钻压标准纠斜钻进，具体操作如下：使用此种设备工具时，首先根据钻压强度调整钻进斜度，如果钻井背景稳定，钟摆断就比较长，但是要想稳定设备之间的刚度，就要防治与井壁之间的接触，所以在应用钻压较大的设备时，必须考虑钻压的打段斜度，还应该考虑在使用钻头时，是否为了防斜打直的现象来采用钟摆钻具工具。比如牙轮钻头设备与满眼钻具之间可以替换，最终利用使用塔式钻具与钟摆钻具相结合形式降低曲率，同时保证套管基能够发挥作用。

在油田中使用偏轴类组合技术，能够有效的实现大钻压的钻进，这种油田钻井形式存在着很高的仿斜特征。在相同油田钻井环境下，可以使用该种技术，最大限度的防止打斜现象的发生。而且，还可以借助 PDC 技术进行开采，也能够在钻井中取得良好的效果。不过这种石油钻井方式自身存在固定的局限，很多石油钻井中无法使用该种技术，而且整体造价需要相对较高，不能长期使用，并且使用寿命较短。

结语

目前我国大多数油田钻井工作在进行的过程中最常见应用的防斜打直技术就是采用钟摆防斜降斜技术，有效保证钻井工作的开展速度，进而有效应用控制钻具组合变形的应用原理。很多外国工程在进行的过程中，都应用合理的先进性技术，可以更有效的实现防斜打直技术的应用效率，从而降低了应用成本。

参考文献

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