第12章小井眼钻井工艺

第12章小井眼钻井工艺内容摘要：

质合金（碳化钨），并加敷金刚砂，这种钻头的扭矩比较大。 （ 5）硬质合金磨铣钻头：它主要用于钻水泥塞或金属碎块，在配 合井下马达使用时，研磨破碎的效果更好。 2．取心钻头 在小井眼连续取心作业中，多采用天然金刚石取心钻头和 TSP、 PDC 取心钻头。 天然金刚石取心钻头又分为孕镶和表镶两种。 二．钻头类型的选择 l．小井眼钻井使用金刚石或 PDC 钻头，无论从钻头寿命、进尺和成本上看都要比使用牙轮钻头有利，井眼越小越合算。 由于小井眼用的牙轮钻头轴承和牙齿强度低、寿命短，因此，国际上极少用牙轮钻头钻小井眼。 2．小井眼环空间隙小、流动阻力大，环空水功率消耗大，因而不能借助钻头水功率来提高小井眼的 钻速。 3．金刚石及 PDC 取心钻头在小井眼取心时有良好的效果。 4．四翼刮刀在使用顶驱装置下钻小井眼，具有较高的机械钻速，单只钻头进尺较高。 第四节 小井眼钻具 一．钻具的种类 1．小井眼钻具：钻杆、加重钻杆、钻铤、油管（常在小井眼浅井中代替钻杆）、连续油管（缠绕管）、连续取心岩心筒和绳索式回收工具。 2．小井眼钻杆主要有以下三大类： （）标准的小尺寸钻杆：常规石油钻机、修井机和专门的小井眼钻机一般用标准的小尺寸钻杆如 89 和 73 毫米（ 31／ 2和 27／ 8英寸） 钻杆进行小井眼的全面钻进和常规取心，有时也用 毫米（ 23／ 8英寸）油管与标准小尺寸钻杆组成的混合管柱钻小井眼。 （ 2）矿业取心钻杆：采用矿业取心钻杆进行小井眼的全面钻进和连续取心，也能用标准的小尺寸钻杆或二者混合管柱进行小井眼的全面钻进。 （ 3）连续油管（缠绕管）：连续油管作业装置采用连续油管为钻柱进行小井眼的全面钻进和常规取心。 3．小井眼井下工具：随钻震击器、减震器、液压加压器、井下马达、稳定器、随钻测斜仪（ MWD 或 LWD）和专用打捞工具。 二．小井眼钻具组合 1．直井钻具组合： （ l）小井眼直井钻具组合和常规井的组合相同，但一般不使用方钻杆，因为小方钻杆机械强度低，带不动整串钻柱旋转，容易变形，故多使用顶部驱动装置直接带动钻具旋转。 （ 2）采用钟摆钻具和满眼钻具，保持井眼垂直。 2．斜井钻具组合：重返老井钻小井眼延伸井用于油田二次开发时使用不同类型井下马达钻具组合和不同钻井方式可钻成不同曲率半径的斜井和水平井。 （ l）长曲率半径水平井：可用顶部驱动旋转钻井或井下动力钻具完成。 多用普通井下马达加普通弯接头，单弯造斜接头或双弯万向 短节造斜、增斜，用钻杆或加重钻杆组合成下部钻具结构。 （ 2）中曲率半径水平井：多使用固定角度造斜马达或可调角度的造斜马达加双弯万向短节造斜、增斜；钻具结构由井下马达和长度短、柔性大的钢钻杆或铝合金钻杆组成。 （ 3）短曲率半径水平井：依照驱动方式不同，短曲率半径水平井有两种钻法和相应的钻具结构： ①当使用顶部驱动旋转钻井时，下部钻具结构由一串可自动转动的万向节短钻杆组成的弯曲引导器（ Curved Drill Guide）组成，配合一套坐在裸眼封隔器上的斜向器（ Guide Whipstock）造斜、增斜。 ②若用井下动力马达钻井，多使用铰接式井下马达钻具组合。 先用它在井下造出台阶，然后起出来，换另一套可测量井斜、方位的钻具组合继续进行钻井。 小井眼井下马达数据见表 12－ 1。 三．小井眼对钻具的要求 1．对钻具的要求： （ l）小井眼使用的钻具，要有常规井钻具同样的钢级和机械强度。 （ 2）钻具内径要能通过测量仪器和绳索取心工具。 （ 3）螺纹密封性好、强度大。 2．对钻具组合的要求： （ 1）在钻小井眼水平井时，应尽量少用或不用钻铤，最好是用加重钻杆 代替钻铤，而且应将其放在直井段，使井眼容易转向并给钻头加压。 （ 2）钻铤最小容许外径等于两倍套管接箍直径减去钻头直径。 （ 3）不同曲率半径小井眼采用不同的下部钻具组合。 第五节 小井眼连续取心技术 一．小井眼连续取心的特点 连续取心不同于常规取心，连续取心实质上是绳索式取心，岩心充满内筒后，不必起出整个钻柱，只需用钢丝绳下入一个打捞筒，就能将装有岩心的内筒从井底的岩心筒中取出来，然后再将另一个内筒投入钻柱内后继续取心，这样可以大幅度减少起下钻次数，提高取心效率。 连续取心技术作为一种非常有效的勘探方法，于 70 年代初引入，并使之适用于油田小井眼取心作业。 二．小井眼连续取心用的工具 1．矿业取心钻杆： 小井眼连续取心作业用矿业取心钻杆，它不同于石油钻井钻杆，其主要特点是： （ 1）它是一种薄壁无缝钢管，机械强度比同直径的常规钻井钻杆小。 （ 2）具有外平、内加厚接头。 外平接头可减少钻杆摩阻和环空压力降，内加厚可以使接头保持较高的强度，承受足够的扭矩，避免接头发生泄漏。 （ 3）外径小，介于 ～ 150 毫米（ l3／ 4～ 5” 7／ 16英寸）之间。 （ 4）长度短，仅为 1～ 6（ ～ 英尺）。 （ 5）重量轻， CHD13 CHD101 和 CHD76 型矿业取心钻杆的重量分别为 、 和 公斤／米。 在连续取心作业中，仍采用钻杆加压。 （ 6）与井壁之间的环空间隙很小，这种钻杆在裸眼井中可作为回收式技术套管，甚至作为永久性套管固井，然后用直径更小的矿业取心钻杆继续取心作业。 矿业取心钻杆在小井眼连续取心作业中，一般多使用 CHD13 CHD101 和 CHD76 三种型号。 矿业取心钻杆、取心钻头、岩心筒和岩心组合尺寸见表 12－ 2。 2．岩心筒： 连续取心岩心筒与常规岩心筒一样，也由内筒和外筒组成。 但与常规岩心筒不同的是，其内筒可以用钢丝绳打捞筒取出来，再将另一个内筒投入钻柱内后继续取心钻进。 为防止起出内筒时发生抽汲作用，通常的作法是一边起内筒，一边向钻柱内泵送钻井液。 连续取心岩心筒及其内筒和单筒岩心的长度一般为 1 和 15 米，最长可达 27 米。 第六节 小井眼井控 一．小井眼井控与常规井的差别 小井眼井与常规井在以下方面存在差异，影响对溢流检测和压井方法。 1．环空体积 小：小井眼尤其是连续取。