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《冀东油田大斜度井及水平井岩屑床厚度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第29卷第5期石油钻采工艺Vol.29No.52007年10月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYOct.2007文章编号:1000-7393(2007)05-0005-033冀东油田大斜度井及水平井岩屑床厚度分析111234王文广翟应虎黄彦李祥银尹爱华高志华(1.中国石油大学石油天然气工程学院,北京102200;2.冀东油田公司勘探开发工程监督中心,河北唐海063200;3.华北石油管理局钻井工艺研究院,河北任丘062552;4.长庆油田公司第二采气厂,陕西榆林719000)摘要:针对冀东油田在
2、大斜度井及水平井钻井过程中岩屑颗粒易在井壁低边堆积形成岩屑床、造成井下复杂情况并影响后续作业这一问题,对井下环空岩屑床形成与否及厚度大小、影响钻井液携岩效果的主要因素如井斜角、钻井液环空返速及性能、钻杆偏心及旋转等问题进行了研究,建立了环空岩屑床厚度计算模式,并用该模式对冀东油田高104-5平56井进行了具体分析。分析表明:该井二开钻进时预测最小排量与实际排量接近,钻进过程比较安全;三开钻进时上部二开井段实际排量远低于预测最小排量,致使该段岩屑床厚度达到危险情况。建立的岩屑床厚度计算模式的计算结果与实际情况比较吻合,该模式的
3、应用可为现场施工人员了解井下岩屑床厚度提供参考。关键词:冀东油田;大斜度井;水平井;岩屑床;厚度;计算模式中图分类号:TE243文献标识码:A随着勘探开发力度的进一步加大,冀东油田大效果的影响趋势,图1中,环空无因次岩屑床面积定斜度井及水平井在所钻井中占的比例越来越大,且义为环空岩屑床面积占整个环空面积的百分比,E[1-2]呈快速增长的趋势。冀东油田钻进该类井时遇为钻杆偏心度,Ω为钻杆转速,q为井斜角,以下同。到的问题有如下几方面:(1)井壁坍塌、掉块、剥落由图1可知,井斜角在30～60°的井段,由于Boycott较严重;(
4、2)钻进过程中多次调整井斜、方位,井眼效应,岩屑颗粒很容易向井壁低边沉积,同时存在向轨迹差;(3)钻进水平段砂岩产层时,钻速快,从而井底下滑的趋势;井斜角在45～60°的井段,环空内使环空岩屑床厚度增加较快;(4)一般水平井段井岩屑床的厚度急剧增大;井斜角在60～90°的井段,径比常规井径大,钻井液环空返速下降,使得环空岩环空中形成的岩屑床比较稳定,其厚度随环空返速屑床厚度增大。在该类井的大斜度井段和水平井等因素的变化而相应变化。段,过厚的岩屑床易形成键槽和台阶,造成井下复杂和事故,也会对电测、下套管、固井作业等后续操作[3
5、-4]产生严重影响。鉴于此,了解井下环空内岩屑床的形成与否以及各位置处的厚度大小对钻井工作者来说非常有益。针对冀东油田大斜度井及水平井,给出了计算环空岩屑床厚度的半经验模式,并以高104-5平56井为例进行了具体分析。1影响钻井液携岩效果的主要因素图1井斜角对钻井液携岩效果的影响1.1井斜角1.2环空返速图1是不同环空返速v下井斜角对钻井液携岩图2是不同试验液体下环空返速对钻井液携岩3基金项目:教育部“创新团队”项目(RT0411)及冀东油田公司项目(20061100014586)。作者简介:王文广,1973年生。在读博士研
6、究生,主要从事岩石力学及钻井流体力学等方面的研究工作。电话:010-89733706,E-mail:wwganddjx@yahoo.com.cn。通讯作者:翟应虎,电话:010-89733828。©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net6石油钻采工艺2007年10月(第29卷)第5期效果的影响趋势。由图2可知,对不同的试验液体,随环空返速的增加,环空岩屑床面积均呈下降趋势,且效果比
7、较显著。井斜角及钻井液流变特性一定时,存在一个临界环空返速,当环空返速高于此值时,环空无岩屑床形成。图4钻杆转速对钻井液携岩效果的影响2环空岩屑床厚度计算半经验模式[5-8]根据国内外的研究,同时考虑到冀东油田地质及钻井实际情况,以室内试验为基础,采用如下半经验模式来计算大斜度井及水平井环空岩屑床厚图2环空返速对钻井液携岩效果的影响度,其中钻井液的流变性用幂律模式描述1.3钻杆偏心度0.5由图3可看出,随钻杆偏心度的增大,环空岩屑H=0.02Do(μe+6.15μe)(1+0.587E)(vc-va)2/3床增厚。在大斜度及
8、水平井钻进过程中,钻具易弯vc=0.4{[(ρs-ρm)/ρm]Ds}{(1+0.71θ+1/3向下井壁,造成钻具不居中,因而钻井液环空流动不0.55sin2θ)/[1.5(ρmμe)]}n1-nn-1对称,宽间隙处流速大,窄间隙处流速小,导致钻井μe=k[(2n+1)/(3n)](D0-
