Jak zapobiegać zakleszczaniu się przewodu wiertniczego (utracie wagi na wiertle) podczas wiercenia?

Termin „utrata masy na wiertle” (LWB) odnosi się do sytuacji podczas wiercenia, w której projektowana masa na wiertle (WOB) nie oddziałuje na wiertło. Zamiast tego, z powodu nadmiernego tarcia między rurą wiertniczą a ścianą otworu wiertniczego, cały przyłożony ciężar jest absorbowany przez rurę wiertniczą.

Podczas stosowania WOB skurcz otworu wiertniczego często powoduje, że ciężar jest w pełni przenoszony naprzewód wiertniczylub stabilizatorów. Wymaga to ciągłego obciążania, ale należy wziąć pod uwagę wytrzymałość przewodu wiertniczego na ściskanie. Każdy przyrost ciężaru może spowodować niewielki ruch przewodu wiertniczego w dół; wielokrotne obciążanie pozwala przewodowi wiertniczemu na przesunięcie się poza skurczony odcinek otworu wiertniczego. W momencie, gdy przewód wiertniczy opuszcza ten odcinek, wiertło szybko styka się z dnem otworu wiertniczego. Ponieważ WOB w tym punkcie jest wyższe niż podczas normalnego wiercenia, wiertło penetruje formację głębiej, co prowadzi do nagłego wzrostu momentu obrotowego. Może to spowodować zatrzymanie stołu obrotowego lub napędu górnego. W przypadku wystąpienia zatrzymania nie należy gwałtownie podnosić przewodu wiertniczego — najpierw zwolnić moment obrotowy. Normalne wiercenie można wznowić po wielokrotnych regulacjach.

Utrata masy na wiertle występuje zazwyczaj w następujących przypadkach: wiercenia kierunkowego odwiertów pionowych z rozwiercaniem wstecznym lub odwiertów kierunkowych z wielokrotnym rozwiercaniem wstecznym, frezowania okien i wiercenia kierunkowego z bocznym torem oraz wiercenia kierunkowego odwiertów poziomych. Ze względu na trajektorię otworu wiertniczego i różne współczynniki oporu, trudno jest przenieść ciśnienie wywierane na przewód wiertniczy na wiertło. Na podstawie kompleksowych instrumentów do pomiaru płuczki wiertniczej i wskaźników masy można to przedstawić następująco: położenie wiertła pozostaje niezmienione i nie uzyskuje się żadnego materiału pomimo ciągłego wzrostu WOB; ciśnienie pompy nie rośnie i nie dochodzi do zablokowania pompy. Jednak dalszy wzrost WOB może doprowadzić do nagłego zablokowania pompy. W przypadku odwiertów kierunkowych utrata masy na wiertle nie tylko zakłóca normalne operacje kierunkowe, ale także grozi zablokowaniem rury, jeśli operacje są wykonywane nieprawidłowo.

1. Wzmocnienie kontroli trajektorii otworu wiertniczego i optymalizacja konfiguracji przewodu wiertniczego

Aby zniwelować utratę masy na świdrze spowodowaną nieprawidłową trajektorią otworu wiertniczego, głównym działaniem inżynieryjnym jest poprawa kontroli trajektorii. W przypadku odwiertów kierunkowych o dużym kącie i dużym zasięgu, należy zastosować sterowanie z pełnym prowadzeniem, aby utrzymać odchylenie i azymut otworu zgodnie z projektem, unikając rozwiercania wstecznego z powodu odchyleń od projektu.

W przypadku utraty masy na wiertle wynikającej z nieprawidłowej trajektorii otworu wiertniczego, najskuteczniejszym rozwiązaniem jest uproszczenie konfiguracji przewodu wiertniczego: zmniejszenie liczby kołnierzy wiertniczych i zwiększenie liczby rur wiertniczych o dużej masie (HWDP). Zmniejsza to sztywność przewodu wiertniczego, zmniejsza powierzchnię styku przewodu wiertniczego z plackiem płuczkowym oraz zapobiega zarówno utracie masy na wiertle, jak i przywieraniu różnicowemu.

Aby uzyskać mniejszą masę wiertła w poziomych odwiertach, działania powinny koncentrować się na czyszczeniu otworu wiertniczego, smarowaniu i technikach operacyjnych wiertacza.

2. Ulepsz czyszczenie

Poprawa czyszczenia obejmuje czyszczenie otworu wiertniczego i oczyszczanie powierzchniowego osadu przy użyciu urządzeń kontrolujących zawartość ciał stałych na powierzchni.

Poprawa nośności błota na sadzonki

W ostatnich projektach wierceń kierunkowych powszechnie stosuje się wiertła PDC w połączeniu z technologią silników sterowanych, co pozwala na osiągnięcie stosunkowo szybkich wyników i rozdrabnianie zwiercin na drobne cząsteczki, co stwarza pewne wyzwania w zakresie czyszczenia otworu wiertniczego.

Wymagania dotyczące przemieszczenia dla różnych odcinków odwiertu:W przypadku przekroju studni φ311 mm wyporność musi być większa niż 3,4 m³/min, a w przypadku przekroju studni φ216 mm musi być większa niż 1,1 m³/min.

Dostosuj parametry reologiczne płuczki wiertniczej na podstawie zwrotu z odwiertu:W przypadku polimerowych płuczek wiertniczych o niskiej zawartości części stałych, dynamiczny współczynnik plastyczności powinien być utrzymywany w zakresie od 0,42 do 0,50, aby zapewnić dobre przenoszenie zwiercin. Jeśli chodzi o lepkość płuczki i wytrzymałość żelu, lepkość w odwiertach kierunkowych o dużym kącie nachylenia powinna być utrzymywana powyżej 48 sekund – wysoka lepkość i wytrzymałość żelu pomagają zapobiegać pionowemu osiadaniu zwiercin.

W jednym z projektów wiertniczych, gdy odchylenie otworu wynosiło 50–60 stopni, dodanie organicznego żelu dodatniego zmniejszyło lepkość płuczki wiertniczej do około 42 sekund, co prowadziło do słabego powrotu zwiercin w głąb otworu i utraty masy świdra podczas wiercenia kierunkowego. Normalne warunki w otworze wiertniczym zostały przywrócone po zwiększeniu lepkości płuczki wiertniczej do 50 sekund.

W przypadku odwiertów o głębokości przekraczającej 200–300 metrów, odwierty poziome mogą być wyciągane do sekcji odwiertu z odchyleniem 20–30 stopni. W konfiguracji przewodu wiertniczego do wierceń kierunkowych zazwyczaj stosuje się kilka zestawów kołnierzy wiertniczych. W nowo wywierconych odwiertach obecność kołnierzy wiertniczych zwiększa prędkość powrotu płuczki wiertniczej, przez co złoża zwiercin zazwyczaj osiadają w starym odwiercie. Dlatego niektóre ekipy wiertnicze wyciągają tylko nowo wywiercony odcinek odwiertu, co ma niewielki wpływ na rozbicie złóż zwiercin.

3. Poprawa smarowności błota i jakości ciasta błotnego

Zwiększa smarowność błota

Konkretne działania mające na celu poprawę smarowności błota obejmują, po pierwsze, zwiększenie dawki środków smarnych, a po drugie, stosowanie kombinacji różnych środków smarnych.

W przypadku wierceń kierunkowych, ropa naftowa jest zazwyczaj mieszana z płuczką wiertniczą. Chociaż ropa naftowa ma dobrą smarowność, jej dodatek pogarsza jakość placka płuczkowego. Dlatego w przypadku wierceń kierunkowych, ropa naftowa powinna być stosowana w połączeniu ze środkami smarnymi na bazie wody. Rozwiązuje to nie tylko problem smarowania, ale także zapobiega powstawaniu grubych placków płuczkowych spowodowanych nadmierną dawką ropy naftowej.

Tarcie ślizgowe rośnie wraz ze współczynnikiem tarcia. Aby temu zaradzić, do płuczki można dodać około 3–5 ton ropy naftowej, przy czym zawartość ropy naftowej nie może przekraczać 9–10%.

Popraw jakość ciasta błotnego

Aby poprawić jakość masy mułowej, można dodać materiały takie jak asfalt sulfonowany i żywica fenolowa. Wysokiej jakości masa mułowa zmniejsza ryzyko nierównomiernego przywierania spowodowanego utratą masy wiertła.

Oprócz smarów płynnych, smary stałe i smary do ekstremalnych ciśnień również skutecznie redukują utratę masy wiertła. W przypadku utraty masy wiertła podczas wiercenia kierunkowego w twardych formacjach, dodanie 200–300 kg grafitu ekspandowanego jednorazowo skutecznie niweluje utratę masy wiertła spowodowaną słabą smarownością.

Kontakt: May Ye

Mobilny/WhatsApp:+0086-18109206861
E-mail:landrill@landrilltools.com
Sieć: www.landrilltools.com