小井眼直井钻井工艺研究

小井眼直井钻井工艺研究

[摘要]本文探讨了小井眼钻井技术的钻井参数，小井眼钻井水力参数及循环压耗计算，小井眼环空水力学模型现场应用，小井眼中环空钻井液流动状态的判别。

[关键词]小井眼；钻井；工艺参数

中图分类号：td353.5 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）13-0049-01

小井眼钻井技术的出现，为新区的勘探提供了一种经济而又方便的勘探手段，同时，小井眼对于老井的侧钻和老井的再钻以及油田区块的滚动开发来说，都不失为一种经济有效的手段。

1 钻井参数

钻压：选择钻井参数既要考虑提高机械钻速，又要兼顾防斜打直。参考钻头厂家推荐的钻压值为0.35～1.05kn/mm，152mm钻头一般加钻压100～160kn。

转速：浅井（井深小于1000m）转速一般控制在60～110r/min，深井控制在60～85r/min。

水力参数：浅井选用的钻机功率有限，不能进行高压喷射钻井，因此，水力参数只要能够满足清洁井眼即可。

对于深井小井眼，可以考虑高压喷射钻井，以提高机械钻速。水力参数可根据机泵功率条件、循环压力损耗确定。

2 小井眼钻井水力参数及循环压耗计算

2.1 钻井液流变模型的建立

由于小井眼的井径小、环空间隙小以及钻柱转速高等特点，水力参数对岩屑在环空中的输送、井壁稳定、钻头的清洗、环空压降以及钻柱与井壁之间的水力润滑至关重要。因此，要研究和优化小井眼钻井水力参数。小井眼钻井对水力参数提出的主要要求是：（1）确保钻屑在环空中有效输送，即确保环空钻井液流速剖面尽可能均匀，环空钻井液流速大于岩屑沉降速度。

（2）确保井壁稳定，要求：

①环空钻井液具有小的速度梯度，最大限度地减小靠近井壁的剪切应力；

②环空压力低于地层破裂压力；

③减少钻井液对泥岩的水化作用。

（3）确保钻头最佳使用效果，为此需要确定冷却钻头和避免钻头泥包所需的最小排量。

（4）最大限度地减少压力循环损失，为此需要选择适当的钻井液流变性能和排量。

2.2 小井眼环空压耗模式的建立

国内一些学者对影响小井眼环空压耗的众多因素进行了大量的室内试验研究，那么如何才能保证计算精度、又能方便现场应用的条件下求解小井眼中的环空压耗呢？

2.3 小井眼中环空钻井液流动状态的判别

2.4 小井眼环空水力学模型现场应用

3 小井眼井控技术

由于井眼小，环空体积大大缩小，在小井眼钻井过程中遇到的重要问题之一是井控。其原因主要由两个：第一，小井眼环空体积小，对井底溢流的监测比常规井敏感；第二，常规的压力损失计算模式和传统的压井方法不一定适应。

3.1 环空体积的影响

环空体积小是小井眼井与常规井之间最显著的差异。从井控观点来考虑，当发生溢流时，地层侵入井中流体的高度对井控形势的严峻性是非常重要的。侵入的流体柱越高，井控问题则越严重。

由于从井底循环到井口过程中气体要膨胀，为保证钻井液对井底的压力不变，就必须要增加井口的套管压力。

3.2 系统压力损失

掌握系统压力损失是小井眼井控的关键，有关测试数据表明，小井眼中的压力损失分布与正常井是相反的。在正常井中，大约90%的泵压损失在钻柱内及钻头处。而在小井眼中，泵压的90%损失在环空。传统的环空压力损失计算方法对小井眼也是不适用的，而且钻柱在井内的偏心度对小井眼环空压力损失也有很大影响。由此可见，传统的计算方法不适用于小井眼，但除环空以外的其他部分的压力损失，仍然可以用传统的方法计算，而小井眼的环空压力损失可以按以下公式确定。

在小井眼中取心筒上提产生的抽吸压力也是很可观的，尤其是上提加速时抽吸力是非常大的，若在环空注入润滑剂，可以大大降低抽吸压力。

4 结束语

由于在小井眼系统压力损失中环空压力损失占主要地位，那么我们可以利用这个大的环空压力损失实现井控。换句话说，我们可以利用环空压力损失随有关参数的变化而明显改变这个特性进行井控。即可以通过改变流量、钻柱旋转速度及钻井液性能等对失去平衡井进行控制。

参考文献

[1] 艾贵成，王宝成，李佳.深井小井眼钻井液技术[j].石油钻采工艺，2007， 29（3）：86～88.

[2] 彭明旺，夏宏南，刘小利，陶谦，张旭.提高小井眼钻井速度研究[j].断块油气田，2007，14（2）：66～67.