引論：我們?yōu)槟砹?3篇鉆采工藝論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
劉橋一礦位于安徽省濉溪縣境內(nèi)，煤系地層為華北晚生古生界二疊系下石盒子組及山西組地層，含3、4、6煤及三到四層發(fā)育不全的極薄煤線，以單一薄煤層為主，煤層厚度0-1.75，平均厚度0.82m，平均傾角14°，局部可采，為極不穩(wěn)定煤層。3煤儲(chǔ)量主要分布在II46上山采區(qū)東翼及六采區(qū)，可采儲(chǔ)量合計(jì)為148.8萬噸。
2 采煤工藝選擇
根據(jù)3煤賦存特點(diǎn)及煤層厚度特征，我礦3煤采用鉆采采煤工藝，邊掘邊采，掘進(jìn)與鉆采平行作業(yè)的方式施工。前方掘進(jìn)工作面至少超前鉆采工作面80米，鉆機(jī)采用烏克蘭生產(chǎn)的薄煤層三軸螺旋鉆機(jī)，采用獨(dú)頭單向鉆采。鉆采順序?yàn)榍斑M(jìn)式鉆采至迎頭。該機(jī)先在巷道下幫沿煤層傾向向下進(jìn)行鉆采，鉆采完后再退回調(diào)頭在巷道上幫沿煤層傾向向上進(jìn)行鉆采，該機(jī)適用于煤層厚度為0.5m-0.9m，煤層傾角-15°-+15°，煤層走向傾角小于8°的各種硬度的煤層。
2.1 落煤方法
①落煤方式
即一臺(tái)螺旋鉆機(jī)布置在運(yùn)輸順槽中，向煤層打鉆，鉆頭割煤，螺旋鉆桿掏煤，煤直接落在運(yùn)輸巷的刮板輸送機(jī)上運(yùn)出。該機(jī)一次采寬2.0米，三軸聯(lián)動(dòng)鉆桿1.54米一節(jié)，鉆機(jī)本身自動(dòng)接桿，達(dá)到設(shè)計(jì)采深或遇斷層時(shí)，推出鉆桿，螺旋鉆機(jī)整體前移，預(yù)留0.8±0.2米煤柱后開始下一循環(huán)鉆采。
②螺旋鉆機(jī)正常鉆進(jìn)
設(shè)計(jì)鉆采長(zhǎng)度:鉆采從運(yùn)輸巷設(shè)計(jì)位置處開始運(yùn)行，從順槽上幫向上鉆采，鉆采深度最大85米，平均80米，螺旋鉆機(jī)以2.0m/min的速度向上鉆采，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。
2.2 設(shè)備配置
①螺旋鉆
螺旋鉆機(jī)選用烏克蘭制薄煤層三軸螺旋鉆機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下:
鉆高625/725/825
鉆寬2.0m
鉆深上山方向85m，下山方向40m。
電機(jī)功率220kw
鉆進(jìn)速度0-1.0m/min
②運(yùn)輸設(shè)備
刮板輸送機(jī)一部: 型號(hào)為SGW—40T
電機(jī)功率: 40kw
運(yùn)輸能力:150t/h
中間順槽尺寸:1500mm×630mm×180mm
鏈速:0.92m/s
③運(yùn)送和安裝鉆具的設(shè)備
單軌吊車一部，起吊速度為3m/min，運(yùn)行速度為20m/min，起吊高度為3m。
④輔助運(yùn)輸設(shè)備
SGW---40T型轉(zhuǎn)載機(jī)和STJ800/2×40型皮帶和SD—150F型皮帶運(yùn)煤。
2.3 生產(chǎn)能力
按一個(gè)螺旋鉆采工作面布置，工作面每班鉆進(jìn)30m，每天鉆進(jìn)深度90m，鉆孔高度0.65m，實(shí)際采高1m ，鉆孔寬度為2.0m，鉆煤時(shí)采儲(chǔ)率為0.95，則:
W=L×S×H×r×C=90×2.0×1×1.46×0.95=250T
式中W---日產(chǎn)量，t/d;
L---日鉆進(jìn)深度，m/d;S---鉆孔寬度，m;H---鉆孔高度，m;r---煤層視密度;
C---采出率×95%; 則年生產(chǎn)能力=350×250=8.75萬噸
3 巷道布置
根據(jù)3煤賦存狀況，可充分利用II46上山采區(qū)及六采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)料，排矸，運(yùn)煤。減少了掘進(jìn)巷道工程量，在3、4煤層間距較大的地點(diǎn)可設(shè)一臨時(shí)垂直煤倉進(jìn)行連接，煤倉高度即3、4煤層間距。
4 頂板控制
由于3煤無直接頂，老頂以中細(xì)砂巖為主，平均厚17.5m，鉆采面采寬1.905m，煤柱寬0.5m，頂板來壓及下沉量不明顯，故鉆采工作面采用不支護(hù)方式。正常工作時(shí)期，在工作面鉆孔鉆采完備后，在鉆孔口以里0.3m 處支設(shè)3棵φ×H =180mm×650mm的優(yōu)質(zhì)木點(diǎn)柱，上方戴規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=400mm×200mm×40mm的木柱帽(柱帽沿傾斜使用)，并用木柵欄加緊打牢，軟底處加穿規(guī)格為1500mm×250mm×40mm的大木鞋。木點(diǎn)柱嚴(yán)禁支在浮煤、浮矸上。
隨著螺旋鉆采煤機(jī)不斷前移采煤，要隨時(shí)觀測(cè)運(yùn)輸巷的圍巖變形情況。當(dāng)巷道壓力變大，變形嚴(yán)重時(shí)，及時(shí)打錨索加強(qiáng)支護(hù)，錨索間排距300 mm×300mm，長(zhǎng)度6.0m，安設(shè)在巷道拱頂，防止冒頂或影響鉆采工作。運(yùn)輸巷采用貓網(wǎng)作永久支護(hù)。在鉆孔口以上或以下0.3m處支設(shè)3棵φ×H =180mm×650mm的優(yōu)質(zhì)木點(diǎn)柱支護(hù)頂板。
5 通風(fēng)
鉆采工作面通風(fēng)方式是利用2×15kW局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。
6 該工藝與傳統(tǒng)工藝相比的優(yōu)點(diǎn)
①在采煤面實(shí)現(xiàn)無人操作，安全生產(chǎn)。
②降低傷亡事故和職業(yè)病患者。
③可以在螺旋鉆具上安裝三種不同直徑的鉆頭625mm、725mm、825mm，增加在不同厚度煤層上的采收率。
④實(shí)現(xiàn)薄煤層采煤，其中包括從平衡的和保護(hù)煤柱上采煤，這樣增加采煤量，并降低其在礦藏中的損失。
⑤只采煤不采矸石，采出煤質(zhì)好。
⑥由于不需要支撐，從而節(jié)約了大量的木材。
⑦在相同條件下，與傳統(tǒng)工藝相比礦工的工作效率提高一倍以上。
⑧由于留煤柱，代替了支護(hù)，降低了采煤成本，由于煤柱的存在，也減少了順槽等巷道的回收費(fèi)用。
⑨在順槽中的設(shè)備維護(hù)、維修方便，避免了重體力勞動(dòng)。
⑩人工工效提高，采煤機(jī)每班需6人操作，并且大大地減輕了 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
7經(jīng)濟(jì)效益
以我礦II362鉆采面為例:
儲(chǔ)量 8.75萬噸，井巷工程 600米 (II362運(yùn)輸巷)費(fèi)用 270萬元;
螺旋鉆采煤機(jī) 1臺(tái)520萬元，輔助設(shè)備 136萬元;
人工工資/年72萬元(2500元/月)，電力消耗/年42萬元;
其他消耗/年 100萬元 ，計(jì)1140萬元，預(yù)計(jì)銷售收入 2625萬元
篇2
幾年來國(guó)家對(duì)各行各業(yè)的安全更加注重，而進(jìn)行石油鉆探時(shí)的工作環(huán)境需要經(jīng)常處于防爆區(qū)域，所以鉆采時(shí)必須使用防爆的電氣設(shè)備。
一、含爆炸性氣體的環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)的劃分
每一個(gè)國(guó)家對(duì)爆炸區(qū)域的劃分都有各自的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)將爆炸性氣體出現(xiàn)的頻率以及時(shí)間的長(zhǎng)短等內(nèi)容作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，將環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)劃分為三個(gè)區(qū)域，分別是O區(qū)、1區(qū)以及2區(qū)，劃分的具體標(biāo)準(zhǔn)如下所示：0區(qū)：環(huán)境出現(xiàn)爆炸性氣體的時(shí)間較長(zhǎng)或是連續(xù)出現(xiàn)的區(qū)域（大多數(shù)的情況下，0區(qū)只存在于密閉的空間環(huán)境中，如，貯罐，煤氣罐等等）；1區(qū)：環(huán)境中的爆炸性氣體可能由正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的區(qū)域；2區(qū)：環(huán)境中的爆炸性氣體不會(huì)由正常的工作運(yùn)行造成或者即使產(chǎn)生了氣體也不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的存在。
二、常用防爆電氣裝置的應(yīng)用
根據(jù)使用電氣設(shè)備的環(huán)境、工藝等方面的不同，應(yīng)用的防爆裝置也不同，大致可以分為以下幾種類型：增安型、隔爆型、正壓型、本質(zhì)安全型、充砂型、澆封型等。
（一）防爆電機(jī)。目前，石油鉆采的力度越來越大，機(jī)器的工作時(shí)間越來越長(zhǎng)，這樣，企業(yè)對(duì)鉆采工具的使用周期、維修時(shí)間以及次數(shù)、安全性能的要求越來越高，而防爆機(jī)又是保證以上各方面的關(guān)鍵，所以，石油鉆采系統(tǒng)越來越注重防爆機(jī)的安全性能。石油鉆采系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，無火花型電機(jī)、正壓型電機(jī)以及增安型比較實(shí)用且適用，這些電機(jī)也逐漸的進(jìn)入到行業(yè)中去。
1、增安型電機(jī)。增安型電機(jī)一般在正常的工作過程中，不會(huì)產(chǎn)生電火花、電弧或者高溫等現(xiàn)象，需要對(duì)該機(jī)器進(jìn)行電氣和熱以及機(jī)械等方面的的保護(hù)措施，避免在正常工作時(shí)產(chǎn)生電火花、電弧或者高溫等危險(xiǎn)的現(xiàn)象。該電機(jī)在進(jìn)行了一定的安全防護(hù)措施之后，可以正常的在2區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行工作。由于增安型電機(jī)將傳統(tǒng)的下水冷改變?yōu)樯纤洌友b了防潮加熱器以及監(jiān)控系統(tǒng)，所以，該電機(jī)的防爆性能更加完善，并且還能對(duì)點(diǎn)擊進(jìn)行監(jiān)控，性能更加安全，保證了石油鉆采任務(wù)的安全進(jìn)行。
2、無火花型電機(jī)。無火花型電機(jī)在正常工作的過程中不會(huì)點(diǎn)燃周圍環(huán)境中的爆炸性的氣體，而且不會(huì)將點(diǎn)燃出現(xiàn)故障的電機(jī)，遏制了爆炸的進(jìn)一步發(fā)生。該電機(jī)除了與增安型電機(jī)的一些特殊規(guī)定（如，繞組溫升、起動(dòng)電流、試驗(yàn)絕緣介電強(qiáng)度的電壓等等）外，其他方面的設(shè)計(jì)要求相同。無火花型電機(jī)符合防爆電器的設(shè)計(jì)規(guī)定，使用額定電壓超過660V的電機(jī)，加熱機(jī)以及其他接連件在接線盒內(nèi)。
3、正壓型電機(jī)。正壓型電機(jī)具有一整套完美的通風(fēng)系統(tǒng)，內(nèi)部沒有任何影響通風(fēng)正常進(jìn)行的阻礙、結(jié)構(gòu)死角等；由不能夠燃燒的材料制作而成，機(jī)械強(qiáng)度能夠達(dá)到工作需；電機(jī)外殼以及主管道的內(nèi)部能夠保證足夠大的正壓以求與外界環(huán)境的大氣壓相適應(yīng)；電機(jī)備有安全保護(hù)措施，例如，流量監(jiān)測(cè)器、時(shí)間繼電器、報(bào)警裝置等等，這些保措施既能夠保證機(jī)器的換氣量，還能夠完成電機(jī)無法正常工作時(shí)的報(bào)警任務(wù)。
（二）防爆箱。防爆箱適用于1區(qū)以及2區(qū)的爆炸氣體危險(xiǎn)區(qū)。一些防爆箱因?yàn)椴捎昧四K化設(shè)計(jì)的原理，各個(gè)回路可以根據(jù)工作環(huán)境的具體情況進(jìn)行自由的組合，防爆箱有兩種類型，即隔爆型、正壓型，本文簡(jiǎn)述隔爆型。
隔爆型的電氣一般在通用性較強(qiáng)的設(shè)備中比較常用。隔爆型防爆箱的外殼能夠承受箱體內(nèi)部氣體爆炸產(chǎn)生的壓力，遏制爆炸性的氣體向外界環(huán)境泄露，而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱體上在安裝上一個(gè)接線箱，這樣的組合儀器叫做/de0，該儀器能夠在隔爆的殼體中使用可以產(chǎn)生火花的元件，減小儀器造價(jià)，然而有利必有弊，這用儀器由于是不同設(shè)備組裝在一起形成的，所以儀器的體積較大，內(nèi)部的小零件較多，如，螺絲釘。螺絲帽等等，在檢修時(shí)步驟比未改裝的更多，較麻煩，而且組合后的儀器散發(fā)的熱量較多，散熱也就成為該設(shè)備的一個(gè)重點(diǎn)問題。還有另外一種隔爆型防爆箱體叫做/ed0，這種設(shè)備的外殼是增安型，內(nèi)部元件是隔爆型，對(duì)這種組合設(shè)備進(jìn)行拆裝時(shí)較/de0更方便，而且使用增安型的箱體裝備設(shè)備，能夠增加設(shè)備的防護(hù)等級(jí)，但是使用隔爆的電氣元件會(huì)增加設(shè)備的成本，不利于推廣使用。
（三）正壓型電氣設(shè)備。正壓型設(shè)備可以使用在存有點(diǎn)燃源或者是密閉的環(huán)境中，將氣體介質(zhì)或者惰性氣體導(dǎo)入設(shè)備的外殼中，從而形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的過壓，并且這種穩(wěn)定的過壓在實(shí)際的工作過程中依舊能夠穩(wěn)定的存在，這樣就能夠遏制可燃性的氣體或者是易燃的粉塵等物質(zhì)進(jìn)入設(shè)備的外殼中，將可爆炸的環(huán)境與引燃源分隔開，防止爆炸的產(chǎn)生。從正壓技術(shù)的原理上講，正壓技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)可燃?xì)怏w的分析。可燃?xì)怏w經(jīng)過管道進(jìn)入分析儀的正壓外殼，如果在設(shè)備工作的過程中出現(xiàn)可燃?xì)怏w泄漏等問題，不會(huì)出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象，因?yàn)椋@些泄漏的氣體在正壓外殼的內(nèi)部會(huì)形成一個(gè)可燃性氣體源，包含可燃性氣體的管道以及分析儀叫做密閉容器系統(tǒng)，而這個(gè)密閉系統(tǒng)是一個(gè)無釋放的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)能夠預(yù)見到氣體的最大釋放速度的有限以及無限性，對(duì)于氣體的無限釋放的情況下，這個(gè)系統(tǒng)能夠利用惰性氣體形成的過壓阻止氧氣進(jìn)入設(shè)備的外殼中，使設(shè)備無法形成爆炸所需的環(huán)境。
三、總結(jié)
石油鉆采使用的防爆電氣設(shè)備要從經(jīng)濟(jì)以及通用角度考慮。在電氣內(nèi)部如果會(huì)產(chǎn)生電弧或是火花，而且周圍環(huán)境為1區(qū)或是2區(qū)的氣體環(huán)境中，要采用隔爆型的防爆箱，如果電氣內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生電弧或是火花，而且所處的也為1區(qū)或是2區(qū)的氣體中，要使用防爆電機(jī)。面對(duì)著科技的發(fā)展日新月異的情況下，各種石油鉆采使用的設(shè)備也應(yīng)該不斷地完善。
參考文獻(xiàn)：
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篇3
1.1 海上鉆井可及水深方面的發(fā)展歷程
正規(guī)的海上石油工業(yè)始于20世紀(jì)40年代,此后用了近20年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了在水深100m的區(qū)域鉆井并生產(chǎn)油氣,又用了20多年達(dá)到水深近2000m的海域鉆井,而最近幾年鉆井作業(yè)已進(jìn)入水深3000m的區(qū)域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢(shì)。20世紀(jì)70年代以后深水海域的鉆井迅速發(fā)展起來。在短短的幾年內(nèi)深水的定義發(fā)生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴(kuò)展到300m,第十七屆世界石油大會(huì)上將深海水域石油勘探開發(fā)以水深分為:400m以下水域?yàn)槌Ｒ?guī)水深作業(yè),水深400~1500m為深水作業(yè),大于1500m則稱為超深水作業(yè);而現(xiàn)在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動(dòng)式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀(jì)50年代初第一座自升式鉆井平臺(tái)“德朗1號(hào)”建立以來,海上移動(dòng)式鉆井裝置增長(zhǎng)很快,圖2顯示了海上移動(dòng)式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢(shì)。1986年巔峰時(shí)海上移動(dòng)式鉆井裝置擁有量達(dá)到750座左右。1986年世界油價(jià)暴跌5成,海洋石油勘探一蹶不振,持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間,新建的海上移動(dòng)式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺(tái)改裝為采油平臺(tái)),其數(shù)量逐年減少。1996年為567座,其中自升式平臺(tái)357座,半潛式平臺(tái)132座,鉆井船63座,坐底式平臺(tái)15座。此后逐漸走出低谷,至2010年,全世界海上可移動(dòng)鉆井裝置共有800多座,主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域,其中自升式鉆井平臺(tái)510座,半潛式鉆井平臺(tái)280座,鉆井船(包括駁船)130艘,鉆井裝置的使用率在83%左右。目前,海上裝置的使用率已達(dá)86%。
2我國(guó)海洋石油鉆井裝備產(chǎn)業(yè)狀況
我國(guó)油氣開發(fā)裝備技術(shù)在引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新以及國(guó)產(chǎn)化方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。
2.1建造技術(shù)比較成熟海洋石油鉆井平臺(tái)是鉆井設(shè)備立足海上的基礎(chǔ)。從1970年至今,國(guó)內(nèi)共建造移動(dòng)式鉆采平臺(tái)53座,已經(jīng)退役7座,在用46座。目前我國(guó)在海洋石油裝備建造方面技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,有國(guó)內(nèi)外多個(gè)平臺(tái)、船體的建造經(jīng)驗(yàn),已成為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(fpso)的設(shè)計(jì)、制造和實(shí)際應(yīng)用大國(guó),在此領(lǐng)域,我國(guó)總體技術(shù)水平已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2.2部分配套設(shè)備性能穩(wěn)定海洋鉆井平臺(tái)配套設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù)與陸上鉆井裝備類似,但在配置、可靠性及自動(dòng)化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國(guó)內(nèi)在電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、鉆井泵及井控設(shè)備等研制方面技術(shù)比較成熟,可以滿足7000m以內(nèi)海洋石油鉆井開發(fā)生產(chǎn)需求。寶石機(jī)械、南陽二機(jī)廠等設(shè)備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn),其產(chǎn)品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發(fā)裝備研制進(jìn)入新階段目前,我國(guó)海洋油氣資源的開發(fā)仍主要集中在200m水深以內(nèi)的近海海域,尚不具備超過500m深水作業(yè)的能力。隨著海洋石油開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步,深海油氣開發(fā)已成為海洋石油工業(yè)的重要部分。向深水區(qū)域推進(jìn)的主要原因是由于淺水區(qū)域能源有限,滿足不了能源需求的快速增長(zhǎng)需求,另外,隨著鉆井技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,已經(jīng)能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國(guó)在深海油氣開發(fā)方面距世界先進(jìn)水平還存在較大差距,但我國(guó)的深水油氣開發(fā)技術(shù)已經(jīng)邁出了可喜的一步,為今后走向深海奠定了基礎(chǔ)。
3海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)
3.1作業(yè)范圍廣且質(zhì)量要求高
移動(dòng)式鉆井平臺(tái)(船)不是在固定海域作業(yè),應(yīng)適應(yīng)移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業(yè)。移位、就位、生產(chǎn)作業(yè)、風(fēng)暴自存等復(fù)雜作業(yè)工況對(duì)鉆井平臺(tái)(船)提出很高的質(zhì)量要求。如半潛式鉆井平臺(tái)工作水深達(dá)1 500~3 500 m,而且要適應(yīng)高海況持續(xù)作業(yè)、13級(jí)風(fēng)浪時(shí)不解脫等高標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2使用壽命長(zhǎng),可靠性指標(biāo)高
高可靠性主要體現(xiàn)在:①強(qiáng)度要求高。永久系泊在海上,除了要經(jīng)受風(fēng)、浪、流的作用外,還要考慮臺(tái)風(fēng)、冰、地震等災(zāi)害性環(huán)境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進(jìn)塢維修,因此對(duì)結(jié)構(gòu)防腐、高應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質(zhì)量,采用了高強(qiáng)度或特殊鋼材(包括z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產(chǎn)管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運(yùn)輸、海上安裝甚為復(fù)雜,生產(chǎn)管理明顯地高于常規(guī)船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產(chǎn)生的海損事故十分嚴(yán)重,隨著海洋油氣開發(fā)向深海區(qū)域發(fā)展、海上安全與技術(shù)規(guī)范條款的變化、海上生產(chǎn)和生活水準(zhǔn)的提高等因素變化,對(duì)海洋油氣開發(fā)裝備的安全性能要求大大提高,特別是對(duì)包括設(shè)計(jì)與要求、火災(zāi)與消防及環(huán)保設(shè)計(jì)等hse的貫徹執(zhí)行更加嚴(yán)格。
3.4學(xué)科多,技術(shù)復(fù)雜
海洋石油鉆井平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析涉及了海洋環(huán)境、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、船舶技術(shù)等多門學(xué)科。因此,只有運(yùn)用當(dāng)代造船技術(shù)、衛(wèi)星定位與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)電與液壓技術(shù)、現(xiàn)代環(huán)保與防腐蝕技術(shù)等先進(jìn)的綜合性科學(xué)技術(shù),方能有效解決海洋石油開發(fā)在海洋中定位、建立海上固定平臺(tái)或深海浮動(dòng)式平臺(tái)的泊位、浮動(dòng)狀態(tài)的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲(chǔ)存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)發(fā)展
世界范圍內(nèi)的海洋石油鉆井平臺(tái)發(fā)展已有上百年的歷史,深海石油鉆井平臺(tái)研發(fā)熱潮興起于20世紀(jì)80年代末,雖然至今僅有20多年歷史,但技術(shù)創(chuàng)新層出不窮,海洋油氣開發(fā)的水深得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
4.1自升式平臺(tái)載荷不斷增大
自升式平臺(tái)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)是:采用高強(qiáng)度鋼以提高平臺(tái)可變載荷與平臺(tái)自重比,提高平臺(tái)排水量與平臺(tái)自重比和提高平臺(tái)工作水深與平臺(tái)自重比率;增大甲板的可變載荷,甲板空間和作業(yè)的安全可靠性,全天候工作能力和較長(zhǎng)的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進(jìn)的樁腿升降設(shè)備、鉆井設(shè)備和發(fā)電設(shè)備。
4.2多功能半潛式平臺(tái)集成能力增強(qiáng)
具有鉆井、修井能力和適應(yīng)多海底井和衛(wèi)星井的采油需要,具有寬闊的甲板空間,平臺(tái)上具有油、氣、水生產(chǎn)處理裝置以及相應(yīng)的立管系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)控制中心等。
4.3新型技術(shù)fpso成為開發(fā)商的首選
海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用fpso裝置,該裝置主要面向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。fpso在甲板上密布了各種生產(chǎn)設(shè)備和管路,并與井口平臺(tái)的管線連接,設(shè)有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復(fù)雜設(shè)備,整船技術(shù)復(fù)雜,價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出同噸位油船。它除了具有很強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力、投資低、見效快、可以轉(zhuǎn)移重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)外,還具有儲(chǔ)油能力大,并可以將采集的油氣進(jìn)行油水氣分離,處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲(chǔ)存和外輸?shù)裙δ?被譽(yù)為“海上加工廠”,已成為當(dāng)今海上石油開發(fā)的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機(jī)將得到研發(fā)和使用
由于鉆井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆,有的為了節(jié)約鉆采平臺(tái)的建造安裝費(fèi)用,需以平臺(tái)為中心進(jìn)行鉆采,將其半徑從通常的3000m擴(kuò)大至4000~5000m,乃至更遠(yuǎn),還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此發(fā)展更大提升能力的海洋石油鉆機(jī)將成為發(fā)展趨勢(shì)。
篇4
1.1 海上鉆井可及水深方面的發(fā)展歷程
正規(guī)的海上石油工業(yè)始于20世紀(jì)40年代，此后用了近20年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了在水深100m的區(qū)域鉆井并生產(chǎn)油氣，又用了20多年達(dá)到水深近2000m的海域鉆井，而最近幾年鉆井作業(yè)已進(jìn)入水深3000m的區(qū)域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢(shì)。20世紀(jì)70年代以后深水海域的鉆井迅速發(fā)展起來。在短短的幾年內(nèi)深水的定義發(fā)生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴(kuò)展到300m，第十七屆世界石油大會(huì)上將深海水域石油勘探開發(fā)以水深分為:400m以下水域?yàn)槌Ｒ?guī)水深作業(yè)，水深400~1500m為深水作業(yè)，大于1500m則稱為超深水作業(yè);而現(xiàn)在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動(dòng)式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀(jì)50年代初第一座自升式鉆井平臺(tái)“德朗1號(hào)”建立以來，海上移動(dòng)式鉆井裝置增長(zhǎng)很快，圖2顯示了海上移動(dòng)式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢(shì)。1986年巔峰時(shí)海上移動(dòng)式鉆井裝置擁有量達(dá)到750座左右。1986年世界油價(jià)暴跌5成，海洋石油勘探一蹶不振，持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間，新建的海上移動(dòng)式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺(tái)改裝為采油平臺(tái))，其數(shù)量逐年減少。1996年為567座，其中自升式平臺(tái)357座，半潛式平臺(tái)132座，鉆井船63座，坐底式平臺(tái)15座。此后逐漸走出低谷，至2010年，全世界海上可移動(dòng)鉆井裝置共有800多座，主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域，其中自升式鉆井平臺(tái)510座，半潛式鉆井平臺(tái)280座，鉆井船(包括駁船)130艘，鉆井裝置的使用率在83%左右。目前，海上裝置的使用率已達(dá)86%。
2我國(guó)海洋石油鉆井裝備產(chǎn)業(yè)狀況
我國(guó)油氣開發(fā)裝備技術(shù)在引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新以及國(guó)產(chǎn)化方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。
2.1建造技術(shù)比較成熟海洋石油鉆井平臺(tái)是鉆井設(shè)備立足海上的基礎(chǔ)。從1970年至今，國(guó)內(nèi)共建造移動(dòng)式鉆采平臺(tái)53座，已經(jīng)退役7座，在用46座。目前我國(guó)在海洋石油裝備建造方面技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，有國(guó)內(nèi)外多個(gè)平臺(tái)、船體的建造經(jīng)驗(yàn)，已成為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)的設(shè)計(jì)、制造和實(shí)際應(yīng)用大國(guó)，在此領(lǐng)域，我國(guó)總體技術(shù)水平已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2.2部分配套設(shè)備性能穩(wěn)定海洋鉆井平臺(tái)配套設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù)與陸上鉆井裝備類似，但在配置、可靠性及自動(dòng)化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國(guó)內(nèi)在電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、鉆井泵及井控設(shè)備等研制方面技術(shù)比較成熟，可以滿足7000m以內(nèi)海洋石油鉆井開發(fā)生產(chǎn)需求。寶石機(jī)械、南陽二機(jī)廠等設(shè)備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)，其產(chǎn)品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發(fā)裝備研制進(jìn)入新階段目前，我國(guó)海洋油氣資源的開發(fā)仍主要集中在200m水深以內(nèi)的近海海域，尚不具備超過500m深水作業(yè)的能力。隨著海洋石油開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，深海油氣開發(fā)已成為海洋石油工業(yè)的重要部分。向深水區(qū)域推進(jìn)的主要原因是由于淺水區(qū)域能源有限，滿足不了能源需求的快速增長(zhǎng)需求，另外，隨著鉆井技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，已經(jīng)能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國(guó)在深海油氣開發(fā)方面距世界先進(jìn)水平還存在較大差距，但我國(guó)的深水油氣開發(fā)技術(shù)已經(jīng)邁出了可喜的一步，為今后走向深海奠定了基礎(chǔ)。
3海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)
3.1作業(yè)范圍廣且質(zhì)量要求高
移動(dòng)式鉆井平臺(tái)(船)不是在固定海域作業(yè)，應(yīng)適應(yīng)移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業(yè)。移位、就位、生產(chǎn)作業(yè)、風(fēng)暴自存等復(fù)雜作業(yè)工況對(duì)鉆井平臺(tái)(船)提出很高的質(zhì)量要求。如半潛式鉆井平臺(tái)工作水深達(dá)1 500~3 500 m，而且要適應(yīng)高海況持續(xù)作業(yè)、13級(jí)風(fēng)浪時(shí)不解脫等高標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2使用壽命長(zhǎng)，可靠性指標(biāo)高
高可靠性主要體現(xiàn)在:①強(qiáng)度要求高。永久系泊在海上，除了要經(jīng)受風(fēng)、浪、流的作用外，還要考慮臺(tái)風(fēng)、冰、地震等災(zāi)害性環(huán)境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進(jìn)塢維修，因此對(duì)結(jié)構(gòu)防腐、高應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質(zhì)量，采用了高強(qiáng)度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產(chǎn)管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運(yùn)輸、海上安裝甚為復(fù)雜，生產(chǎn)管理明顯地高于常規(guī)船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產(chǎn)生的海損事故十分嚴(yán)重，隨著海洋油氣開發(fā)向深海區(qū)域發(fā)展、海上安全與技術(shù)規(guī)范條款的變化、海上生產(chǎn)和生活水準(zhǔn)的提高等因素變化，對(duì)海洋油氣開發(fā)裝備的安全性能要求大大提高，特別是對(duì)包括設(shè)計(jì)與要求、火災(zāi)與消防及環(huán)保設(shè)計(jì)等HSE的貫徹執(zhí)行更加嚴(yán)格。
3.4學(xué)科多，技術(shù)復(fù)雜
海洋石油鉆井平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析涉及了海洋環(huán)境、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、船舶技術(shù)等多門學(xué)科。因此，只有運(yùn)用當(dāng)代造船技術(shù)、衛(wèi)星定位與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)電與液壓技術(shù)、現(xiàn)代環(huán)保與防腐蝕技術(shù)等先進(jìn)的綜合性科學(xué)技術(shù)，方能有效解決海洋石油開發(fā)在海洋中定位、建立海上固定平臺(tái)或深海浮動(dòng)式平臺(tái)的泊位、浮動(dòng)狀態(tài)的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲(chǔ)存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)發(fā)展
世界范圍內(nèi)的海洋石油鉆井平臺(tái)發(fā)展已有上百年的歷史，深海石油鉆井平臺(tái)研發(fā)熱潮興起于20世紀(jì)80年代末，雖然至今僅有20多年歷史，但技術(shù)創(chuàng)新層出不窮，海洋油氣開發(fā)的水深得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
4.1自升式平臺(tái)載荷不斷增大
自升式平臺(tái)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)是:采用高強(qiáng)度鋼以提高平臺(tái)可變載荷與平臺(tái)自重比，提高平臺(tái)排水量與平臺(tái)自重比和提高平臺(tái)工作水深與平臺(tái)自重比率;增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業(yè)的安全可靠性，全天候工作能力和較長(zhǎng)的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進(jìn)的樁腿升降設(shè)備、鉆井設(shè)備和發(fā)電設(shè)備。
4.2多功能半潛式平臺(tái)集成能力增強(qiáng)
具有鉆井、修井能力和適應(yīng)多海底井和衛(wèi)星井的采油需要，具有寬闊的甲板空間，平臺(tái)上具有油、氣、水生產(chǎn)處理裝置以及相應(yīng)的立管系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)控制中心等。
4.3新型技術(shù)FPSO成為開發(fā)商的首選
海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。FPSO在甲板上密布了各種生產(chǎn)設(shè)備和管路，并與井口平臺(tái)的管線連接，設(shè)有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復(fù)雜設(shè)備，整船技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出同噸位油船。它除了具有很強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力、投資低、見效快、可以轉(zhuǎn)移重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)外，還具有儲(chǔ)油能力大，并可以將采集的油氣進(jìn)行油水氣分離，處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲(chǔ)存和外輸?shù)裙δ埽蛔u(yù)為“海上加工廠”，已成為當(dāng)今海上石油開發(fā)的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機(jī)將得到研發(fā)和使用
由于鉆井工作向深水推移，有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆，有的為了節(jié)約鉆采平臺(tái)的建造安裝費(fèi)用，需以平臺(tái)為中心進(jìn)行鉆采，將其半徑從通常的3000m擴(kuò)大至4000~5000m，乃至更遠(yuǎn)，還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此發(fā)展更大提升能力的海洋石油鉆機(jī)將成為發(fā)展趨勢(shì)。
篇5
由于切削具硬度及耐磨性的原因，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)只適用于中等硬度以下的軟巖層；金剛石鉆進(jìn)可鉆性級(jí)別較高，但金剛石產(chǎn)量少，價(jià)格昂貴，普及于日常生產(chǎn)有相當(dāng)?shù)碾y度，并且，金剛石受到太大的沖擊容易破碎，也不適用于裂隙、溶巖溶洞地層鉆進(jìn)。
鋼粒鉆進(jìn)是鉆進(jìn)堅(jiān)硬巖層的另一種主要方法，這種施工方式具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作工藝易行，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于鋼粒不固定在鉆頭上，在裂隙、巖溶溶洞地層，鋼粒容易大量漏失、流失，使得鉆頭底唇面下沒有足夠的鋼粒破碎巖石，鉆具無法克取巖石取得進(jìn)尺，所以，鋼粒鉆進(jìn)在裂隙、巖溶溶洞地層中的應(yīng)用也受到很大的限制。
我們?cè)阡来ㄋ吹亓严丁r溶溶洞地層鉆井施工中，經(jīng)過技術(shù)分析與攻關(guān)，采用鋼粒鉆進(jìn)工藝，順利完成了施工任務(wù)，在鋼粒鉆進(jìn)裂隙、巖溶溶洞地層方面，取得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1. 概述
1.1工程概況
由于工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，淅川縣城段水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，超出了國(guó)家Ⅳ級(jí)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，且水量供給日益萎縮。飲用水對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、人民的日常生活已經(jīng)造成嚴(yán)重的影響。為此，經(jīng)多方論證，開辟、建設(shè)新的、水質(zhì)良好的飲用水水源地，成為必然。
1.2地層情況簡(jiǎn)介
水源地位于淅川縣城西北一公里處。地層情況大致如下：
上部第四系坡洪積層，主要為松散中粗砂、砂礫（卵）石層、砂質(zhì)粘土，其中賦存豐富的第四系松散巖類孔隙水；該層底部砂礫（卵）石層泥質(zhì)含量較高，膠結(jié)較致密，該層不整合覆蓋于寒武—奧陶系老地層之上，為隔水層。
基巖為奧陶、寒武、震旦系巖層，巖層局部為火山角礫巖、砂質(zhì)粘土巖、頁巖、砂巖、泥巖、板巖、灰?guī)r等，含微弱基巖裂隙水，富水性差；地層巖性大部分為白云巖、白云質(zhì)大理巖、灰質(zhì)白云巖等，節(jié)理裂隙及溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，賦存豐富的碳酸鹽巖裂隙巖溶水。碳酸巖層為鉆井取水的主要目的層。
1.3施工設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)井孔數(shù)25眼，單井供水量50噸/小時(shí)；
單井井孔結(jié)構(gòu)為：上部第四系覆蓋層井孔直徑為φ600mm，下φ377×7 mm螺旋鋼管；下部基巖：井孔直徑為φ290mm，裸眼成孔。
井孔深度200米左右，具體井深視地層實(shí)際情況而定。
井孔上部第四系松散巖類孔隙水全部封隔，水源地用水主要取下部基巖的碳酸巖裂隙、巖溶溶洞水。
2.鉆進(jìn)工藝
上部第四系地層：一鉆采用φ300mm三翼刮刀鉆頭開孔，二鉆用φ600mm三翼刮刀鉆頭擴(kuò)孔，最后用φ377mm鋼粒鉆頭鉆入基巖2米，下入φ377×7 mm螺旋鋼管，止水固井管；
下部基巖：采用φ290×10mm鋼粒鉆頭，一徑鉆至終孔。
鋼粒選擇：選直徑為3mm的鋼粒。
鉆壓：24KN， 轉(zhuǎn)速：90rpm， 泵量：110 L/min， 回次投鋼砂量：16Kg。
3.施工生產(chǎn)
3.1前期生產(chǎn)情況
機(jī)臺(tái)進(jìn)入工地后，第一眼井的前期，施工順利，鉆進(jìn)至49.5米處鉆穿第四系地層，然后又往下鉆2米基巖，下入φ377×7 mm表層套管，止水、固定表層套管后，改用φ290×10 mm鋼粒鉆頭鉆進(jìn)基巖。
當(dāng)鉆進(jìn)至83米時(shí)，生產(chǎn)出現(xiàn)了兩個(gè)棘手的問題，a：所用的清水沖洗液出現(xiàn)了迅猛的減少，即清水沖洗液大量漏失，導(dǎo)致工地施工所需的清水供不應(yīng)求；b：在沖洗液出現(xiàn)大量漏失的同時(shí)，鉆具也出現(xiàn)了劇烈的“竄動(dòng)”和“阻卡”，致使鉆具難以回轉(zhuǎn)作業(yè)，施工設(shè)備“鱉車”嚴(yán)重。
在這兩個(gè)因素的阻礙下，施工機(jī)臺(tái)堅(jiān)持運(yùn)行2天，基本不能取得進(jìn)尺。生
產(chǎn)被迫停頓。
3.2原因分析
就施工所出現(xiàn)的問題結(jié)合具體地質(zhì)情況，我們判斷沖洗液的漏失與鉆具的“阻卡”、“竄動(dòng)”現(xiàn)象，都是鋼粒鉆頭鉆至裂隙、巖溶溶洞地層的反應(yīng)：
a:經(jīng)測(cè)量，井孔內(nèi)的靜水位相對(duì)地面高度為-52.5米；循環(huán)池內(nèi)沖洗液液面高度為-0.8米。井孔內(nèi)液面高度比循環(huán)池內(nèi)沖洗液面高度低51.7米。當(dāng)泥漿泵將清水沖洗液打入井孔后，沖洗液柱就在循環(huán)管路中形成負(fù)壓，負(fù)壓將清水沖洗液快速的由循環(huán)池吸入井孔內(nèi)，井孔內(nèi)又由于裂隙、大溶洞的存在，進(jìn)入井孔內(nèi)的循環(huán)液從裂隙、溶洞漏失。最終循環(huán)池內(nèi)的沖洗液大量被吸入井孔內(nèi)流失，導(dǎo)致工地清水沖洗液供應(yīng)不及，不能持續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)的需求。沖洗液流動(dòng)示意圖見圖一。
b:當(dāng)沖洗液大量流失時(shí)，恰好說明施工鉆到了大裂隙、溶洞地層，在沖洗液大量流失的同時(shí)，鋼粒也大量的漏失或被沖走。這種情況使得沒有足夠的鋼粒被壓在鉆頭唇面下面破碎巖石，導(dǎo)致鋼粒鉆頭唇面直接與巖石相接觸；大裂隙、巖溶溶洞地層處的井孔底部又凹凸起伏、參差不平，致使鉆具劇烈的“竄動(dòng)”和“阻卡”，無法回轉(zhuǎn)作業(yè)。論文格式。
3.3解決方案
就生產(chǎn)中遇到的問題，我們進(jìn)行了各種各樣的嘗試。
a:對(duì)于沖洗液大量漏失的問題，在保證滿足鋼粒鉆進(jìn)所需沖洗液量的前提下，控制流入井孔內(nèi)的沖洗液量，使得沖洗循環(huán)液以一定的流量源源不斷的被輸送入井孔內(nèi)。
我們?cè)谀酀{池的進(jìn)水管上安裝一個(gè)閥門和水表，控制、測(cè)量流入循環(huán)池的進(jìn)水量；在高壓管的前端安裝一個(gè)球型高壓閥門，用以控制進(jìn)入井孔內(nèi)的循環(huán)液量。每一回次，當(dāng)水泵將循環(huán)水少量打入井孔后，即關(guān)閉水泵，利用循環(huán)液在井孔內(nèi)、外的高差，讓循環(huán)液自然被吸入井孔內(nèi)，同時(shí)，利用高壓管前端的球型閥門，控制流入井孔內(nèi)的循環(huán)液量；再利用泥漿池進(jìn)水管的水表，在保證泥漿池液面穩(wěn)定的情況下，檢測(cè)進(jìn)入井孔內(nèi)的循環(huán)液量，使得流入井孔內(nèi)的循環(huán)液量即不太大，又能滿足施工生產(chǎn)工藝要求。
為配合生產(chǎn)中用含鋼粒的粘土球施工鉆進(jìn)生產(chǎn)，防止水流太大沖蝕含鋼粒的粘土球，控制流入井孔內(nèi)的循環(huán)液量減少為60 L/min。
b:對(duì)于鋼粒大量漏失、流失問題，我們做了如下嘗試：①在大裂隙、巖溶溶洞地層井孔段，舍棄鋼粒鉆進(jìn)法，采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)。結(jié)果不理想，不能取得進(jìn)尺，且鉆具“蹦跳”、“阻卡”更為嚴(yán)重；②試用液壓控制連續(xù)投砂器進(jìn)行連續(xù)投砂法施工，結(jié)果也不甚理想。由于裂隙、溶洞比較大，投進(jìn)井孔內(nèi)的鋼粒幾乎都漏失或被循環(huán)液沖走，鉆具依然“蹦跳”、“阻卡”嚴(yán)重；③我們?cè)谡惩燎虻膯l(fā)下，利用稍微干些的粘土泥和鋼粒進(jìn)行攪拌，最后制成含有鋼粒的粘土球。粘土球直徑大致為φ40mm，粘土泥與鋼粒的體積比例大致為7:3，然后在每一回次鉆具放入井孔前，將粘土球投入井孔內(nèi)，往井孔內(nèi)輸送的供水量降至60 L/min，轉(zhuǎn)速90 rpm。施工運(yùn)行結(jié)果相對(duì)比較理想。鉆具回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，進(jìn)尺也較為理想。缺點(diǎn)是正常鉆進(jìn)的時(shí)間不長(zhǎng)，只能維持25分鐘左右，就需要重新往井孔內(nèi)投含鋼粒的粘土球，較為繁瑣。
c:在裂隙比較小、溶洞比較小的地層，只要鋼粒漏失、流失的少，還是采用由鉆具內(nèi)徑一次投砂法或者結(jié)合投砂法，輸送井孔循環(huán)液量110 L/min，鉆進(jìn)效率與完整地層鋼粒鉆進(jìn)效率基本相同，比較理想。
3.4施工效果
經(jīng)過分析和嘗試，在裂隙、巖溶溶洞地層，采用鋼粒鉆進(jìn)時(shí)，控制循環(huán)液輸入井孔流量，并且制取粘土與鋼粒比例為7:3（體積比）的粘土球，采用一次投球（粒）或者結(jié)合投球（粒）法進(jìn)行施工，施工效果還是比較理想的。論文格式。
施工進(jìn)度由前期的常規(guī)施工2天沒進(jìn)尺，改變?yōu)槊刻炷苋〉?米左右的進(jìn)尺。并且，由于施工工藝改進(jìn)后，施工設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)械故障大為減少。
施工工藝改進(jìn)前后各2天的施工主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況，詳見表一。
表一 施工工藝改進(jìn)前后主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比
施工 鋼粒 施工 純鉆 輔助機(jī)械 待水 平均 單位進(jìn)尺鋼粒
進(jìn)尺用量 時(shí)間 時(shí)間時(shí)間 事故 時(shí)間 鉆速 消耗量
h Kg hh hh h m.h-1Kg.m-1
改進(jìn)前0.15 150 48 2210 6 100.0031 1000
改進(jìn)后 13.8 5048 28 164 0 0.2883.62
由上表可以看出：施工工藝經(jīng)過改進(jìn)后，進(jìn)尺、純鉆時(shí)間、平均鉆速都得到很大的提高，而鋼粒等材料消耗卻大幅下降，單位進(jìn)尺鋼粒消耗量趨于正常值，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)械事故也減少了；由于供水“細(xì)水長(zhǎng)流”，能夠滿足施工需水供應(yīng)，待水時(shí)間降為0。
由此說明，施工工藝改進(jìn)后，效果是顯著的。工藝改進(jìn)是成功的。
在隨后24眼井的施工中，一直沿用了上述施工工藝，施工非常順利。各方面均取得了滿意的效果。我們圓滿完成了全部施工任務(wù)。
4.結(jié)語
鋼粒鉆進(jìn)是一種比較老的鉆進(jìn)施工方式，針對(duì)比較堅(jiān)硬的巖層，具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、事故率低等很多優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其本身工藝特點(diǎn)，在大裂隙、溶巖溶洞地層，這種施工工藝的應(yīng)用受到了很大的限制。本文從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，采用鋼粒鉆進(jìn)工藝在大裂隙、巖溶溶洞地層施工，總結(jié)出了以下方法與經(jīng)驗(yàn)：
①發(fā)生循環(huán)液大量漏失時(shí)，在供水管路上安裝一個(gè)高壓閥門，利用高壓閥門控制循環(huán)液輸送流量，使進(jìn)入循環(huán)管路的沖洗液量既滿足施工工藝要求，又不大量漏失。論文格式。使生產(chǎn)能持續(xù)地進(jìn)行。我們工地經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，循環(huán)液供應(yīng)量降低至平常施工生產(chǎn)時(shí)的五分之三，即60L/min。
②當(dāng)所施工地層存在大裂隙、溶蝕溶洞情況，導(dǎo)致鉆粒大量漏失、流失時(shí)，按照7:3（體積比）比例，將粘土與鋼粒混合搓制成直徑φ40mm左右、比較硬的粘土球，在每一個(gè)回次下鉆具前，采用一次投球（砂）法或者結(jié)合投球（砂）法將含鋼粒的粘土球投入井孔內(nèi)，施工鉆進(jìn)能獲得不錯(cuò)的施工效果。
③當(dāng)裂隙、溶洞不大，鋼粒漏失、流失不太嚴(yán)重時(shí)，采用一次投粒法或者結(jié)合投粒法等正常、傳統(tǒng)的施工工藝方式，鉆進(jìn)效率基本能恢復(fù)到完整巖層相同的正常水平。
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篇6
（1）對(duì)直斜井熱采防砂工藝模式進(jìn)行了補(bǔ)充、完善。針對(duì)陳南薄層稠油油藏特點(diǎn)，形成了以封隔高壓一次充填為主，預(yù)充填+高低壓充填、逆向充填、二次補(bǔ)砂技術(shù)，先注汽后防砂等多種工藝為輔的機(jī)械防砂方式，適應(yīng)不同條件油井的防砂需求，有效的提高防砂效果，延長(zhǎng)防砂有效期。
（2）水平井完井防砂工藝的推廣應(yīng)用。水平井裸眼篩管防砂完井技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)。①完井工藝的選擇--篩管頂部注水泥完井技術(shù)。研究確定了稠油熱采完井配套工藝為防砂篩管加熱力補(bǔ)償器配套TP110H套管，水泥返高至地面。②防砂篩管的優(yōu)選--精密微孔復(fù)合防砂篩管。優(yōu)選了精密微孔濾砂管為水平井防砂完井濾砂管，并試驗(yàn)確定了適合陳373塊油藏濾砂管的擋砂精度。③ 鉆井泥漿的清除--酸洗解堵技術(shù)。改進(jìn)了泥餅清洗解堵工藝，集成應(yīng)用了酸洗酸化一體化技術(shù)與二次酸洗技術(shù)。水平井變密度射孔完井與管內(nèi)充填防砂技術(shù)配套模式。①針對(duì)油水關(guān)系復(fù)雜的稠油油藏，為了防止底水錐進(jìn)，開展水平井分段變密度射孔優(yōu)化研究，確定采用127槍127彈，端部16孔/m，跟部10孔/m的射孔方式，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度。②采用水平井精密復(fù)合濾砂管逆向充填配套工藝，并對(duì)防砂工藝、防砂管柱、防砂施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究，確定施工參數(shù)為每米加砂量0.4～0.8m、排量1200～1500L/min、砂比5%～35%，有效提高了防砂成功率與應(yīng)用效果。
2 注汽工藝的優(yōu)化與改進(jìn)
（1）注汽管柱的優(yōu)化：
①隔熱技術(shù)：采用高真空隔熱油管，每根隔熱油管接箍處加裝密封圈及隔熱襯套，絲扣抹高溫密封脂。可以降低井筒熱損失，提高井底蒸汽干度。
②防鐵銹落井裝置：針對(duì)隔熱管使用頻次高，日益老化結(jié)垢嚴(yán)重，鐵銹容易落井造成注汽管柱的堵塞，為此在熱采注汽管柱增設(shè)了防鐵銹落井裝置。截止目前每口注汽井都應(yīng)用了該裝置，效果良好。
③試驗(yàn)推廣應(yīng)用注采一體化管柱：稠油注采一體化工藝技術(shù)是根據(jù)稠油注蒸汽的特點(diǎn)，為減少作業(yè)施工所造成的熱損失，簡(jiǎn)化施工工序和減少油層污染而研究設(shè)計(jì)的注汽轉(zhuǎn)抽配套技術(shù)。該工藝適應(yīng)于陳莊地層能量不足，地層漏失嚴(yán)重；易造成冷傷害，吞吐周期短的多輪次井。
④裸眼篩管完井的水平井注汽管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要采用多點(diǎn)分配注汽管柱進(jìn)行注汽，盡可能使水平段均勻動(dòng)用，提高油層動(dòng)用程度，從而提高產(chǎn)油量和采收率。
（2）注汽參數(shù)的優(yōu)化。通過數(shù)值模擬預(yù)測(cè)結(jié)果顯示：注汽強(qiáng)度、采液強(qiáng)度對(duì)吞吐效果的影響較大；注汽速度、燜井時(shí)間對(duì)吞吐效果影響雖然不大，但都有一定規(guī)律。 不同周期注汽量按5%～10%的比例遞增，可取較好的注汽效果。
3 開發(fā)輔助熱采試驗(yàn)
3.1 開展CO2 輔助熱采試驗(yàn)
針對(duì)低品位油藏地層能量低，油汽比低，熱采周期短的問題，在陳莊薄層稠油水平井井開展了CO2 化學(xué)輔助熱采試驗(yàn)。
（1）二氧化碳改善特超稠油開采機(jī)理。室內(nèi)作了不同化學(xué)方法輔助蒸汽驅(qū)替效率試驗(yàn)，二氧化碳同薄膜擴(kuò)展劑相結(jié)合大幅度提高驅(qū)替效率；驅(qū)替效率由30%提高到90%；波及系數(shù)由68%提高到81%，大大改善熱采開發(fā)效果。
（2）二氧化碳輔助熱采方案設(shè)計(jì)與施工。注汽前先向地層注入液態(tài)CO2 約100t，以降低稠油粘度，增能助排，增加驅(qū)替效率；在注汽過程中伴注薄膜擴(kuò)展劑8t，改變油水潤(rùn)濕性，增加驅(qū)替效率。
（3）二氧化碳輔助熱采實(shí)施效果。陳371-平2采用該項(xiàng)工藝后，燜井7天后轉(zhuǎn)抽，累增油1000t。周期累油已超過前兩周期的累油之和，已推廣應(yīng)用3口井，平均單井日增油10.0t。適合于多輪次吞吐，地層虧空大，油汽比偏低的超稠油井。
3.2 開展水平井雙管注汽試驗(yàn)
針對(duì)陳莊薄層稠油油藏水平井，受油層非均質(zhì)及周邊采出程度的影響，存在蒸汽局部突進(jìn)、水平段動(dòng)用不均的問題。為此開展了勝利油田第一口水平井雙管分注試驗(yàn)，進(jìn)一步提高水平段的動(dòng)用程度。
（1）工藝原理。采用井口 “雙懸掛”，管中管注汽方式，蒸汽從兩個(gè)通道注入，一個(gè)是從2″無接箍油管注到水平段B點(diǎn)，一個(gè)是從4 1/2″真空隔熱管和2″無接箍油管環(huán)空井注到水平段A點(diǎn)。通過地面流量調(diào)解閥門進(jìn)行流量控制，實(shí)現(xiàn)二個(gè)出汽點(diǎn)不同排量的控制，另外在內(nèi)管和外管分流前通過旋流器及混相器實(shí)現(xiàn)蒸汽的等干度分配。
（2）配套技術(shù)。①水平井隨油管全井段井溫、壓力剖面測(cè)試技術(shù)。儀器置于保護(hù)拖筒內(nèi)，接在連續(xù)油管底部，隨管柱下井。當(dāng)儀器下至測(cè)試起點(diǎn)深度，進(jìn)入測(cè)試程序，靜置5min停點(diǎn)測(cè)試，直至水平段末端，完成測(cè)試過程后，儀器隨管柱提至地面，回放測(cè)試數(shù)據(jù)。②雙管注汽井口。雙管注汽井口上部四通采用雙流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)外管注汽流道相互獨(dú)立；閥門閘板采用楔形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高密封效果；各部件連接采用法蘭連接，保證井口安全長(zhǎng)效。③2″無接箍油管。 2″無接箍油管采用外徑52.4mm內(nèi)徑42.4mm的N80油管加工而成，最大外徑59.06mm。④蒸汽等干度分配。將鍋爐過來蒸汽等干度分成兩股蒸汽，通過旋流器、混相器、干度流量計(jì)和流量調(diào)節(jié)閥對(duì)雙管注汽的內(nèi)管及外管進(jìn)行注汽；在注汽過程中調(diào)節(jié)內(nèi)外管注汽比例；記錄各流道的溫度、壓力、流量等數(shù)值。
（3）施工參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。①注汽前測(cè)試。由測(cè)試資料顯示，該井A點(diǎn)和B點(diǎn)動(dòng)用較好，尤其是B點(diǎn)，單是水平井段中間部位動(dòng)用相對(duì)較差，所以在注汽的設(shè)計(jì)上A點(diǎn)設(shè)計(jì)60%，B點(diǎn)設(shè)計(jì)40%，而且設(shè)計(jì)位置上盡量避開溫度的突出部則保留著對(duì)數(shù)據(jù)；否則就放棄這對(duì)數(shù)據(jù)。重復(fù)這個(gè)過程，直到數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)達(dá)到25個(gè)，并令前12個(gè)為有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。令這組數(shù)據(jù)為C2。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中， 取 ■ 。
采用三種方法來訓(xùn)練半監(jiān)督支持向量機(jī)。第一種是最速下降法 ，第二種是自適應(yīng)遺傳算法 ，第三種是前兩種方法的結(jié)合，先用自適應(yīng)遺傳算法得到的解 作為最速下降法的初始值，然后通過最速下降法得到更精確解。在優(yōu)化函數(shù)中，取C=10，C*=100。在自適應(yīng)遺傳算中，采用浮點(diǎn)小數(shù)編碼，種群規(guī)模為500，最大迭代次數(shù)為1000，自適應(yīng)參數(shù)取值為a=0.9，b=0.1，c=0.6，d=0.001。核函數(shù)采用徑向基函數(shù)，取c=0.72。三種算法的分類精度如表1所示。
從表1可以看出， 改進(jìn)后的自適應(yīng)遺傳算法和自適應(yīng)遺傳算法與最速下降法結(jié)合的算法的分類精度要比最速下降法好許多，結(jié)果是令人較為滿意的。
4 結(jié)束語
本文提出了半監(jiān)督支持向量機(jī)的非線性分類法的自適應(yīng)遺傳算法和自適應(yīng)遺傳算法與最速下降法結(jié)合的算法。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這兩種算法遠(yuǎn)優(yōu)于最速下降法，有令人較為滿意的分類準(zhǔn)確率。
參考文獻(xiàn)
[1] 文嵐 提高陳家莊南區(qū)薄層稠油油藏開采效果的技術(shù)及應(yīng)用《鉆采工藝》 2009年04期
篇7
在水平井及大斜度井中，由于管柱自重及井眼彎曲等多種因素的作用，導(dǎo)致了較大的摩阻力。管柱的摩阻計(jì)算雖是整個(gè)磨銑打撈管柱力學(xué)分析的一小部分，但提高其摩阻計(jì)算精度仍是完成井下作業(yè)修井工作的一個(gè)重點(diǎn)，這主要是因?yàn)?①精確計(jì)算出摩阻，可以預(yù)側(cè)套管柱下入的難度，以便選擇合理套管柱組合和正確的下入方法，或考慮是否需采用特殊工具;②能夠準(zhǔn)確計(jì)算套管柱的軸向載荷,以便進(jìn)行套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核。
1.大斜度井三維摩阻扭矩模型
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)摩阻扭矩進(jìn)行了大量的研究工作,分別建立了軟繩模型和剛桿模型。兩種模型各有自己的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，軟繩模型忽略了鉆柱剛度及穩(wěn)定器的影響，在曲率不大的光滑井眼條件下，用來計(jì)算由剛度較小的常規(guī)鉆桿組成的鉆柱段的摩阻扭矩能夠給出足夠的精度。因此，現(xiàn)在有的商業(yè)軟件仍在采用，但應(yīng)用在井眼曲率變化較大或鉆柱剛性較大的單元，會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差；剛桿模型
在曲率較大的井眼或由剛度較大的加重鉆桿組成的鉆柱段條件下，其計(jì)算結(jié)果具有更高的精度，但用于曲率較小剛度較小的平滑井眼中，計(jì)算結(jié)果收斂困難，對(duì)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)敏感，解的穩(wěn)定性較差。
1.1大斜度井三維摩阻扭矩分析剛桿模型
建立如圖1所示的坐標(biāo)系。N軸、E軸、H軸分別指向地理北向、地理東向、重力方向,它們相互垂直,組成固定坐標(biāo)系。、、分別是井眼軸線的切線方向、主法線方向、副法線方向的單位矢量，它們相互垂直，組成自然坐標(biāo)系。
圖1 三維摩阻分析的坐標(biāo)系圖
在鉆柱上取一單元段ds,通過力學(xué)分析,可得下面方程組:
其中：
式中：T為軸向拉力;為彎矩；為扭矩；EI為抗彎剛度;q為鉆柱單位長(zhǎng)度有效重量;分別為管柱在井眼內(nèi)的軸向和周向摩阻系數(shù);為管柱外徑;N為鉆柱單位長(zhǎng)度所受的橫向支承力;分別為鉆柱變形線的曲率和撓率。
將由方程(1)~(4)組成的微分方程組進(jìn)行有限差分變換，考慮鉆柱不同工作狀態(tài)下的邊界條件，可以應(yīng)用數(shù)值方法對(duì)所得到的方程組求解。從而可以得到鉆柱的軸力及橫向支撐力沿鉆柱長(zhǎng)度的分布規(guī)律，進(jìn)而可以求得地面大鉤拉力及轉(zhuǎn)盤扭矩。
1.2大斜度井三維摩阻扭矩分析軟繩模型
如果鉆柱剛度較小，井眼不出現(xiàn)嚴(yán)重狗腿度，則井眼曲率和管柱剛度對(duì)其受力的影響較小，在分析計(jì)算中采用軟繩模型將會(huì)得到精度足夠的解，這時(shí)，式(1)~(4)變?yōu)椋?/p>
應(yīng)用同樣的方法可以算出采用軟件桿模型時(shí)鉆柱的軸力及橫向支撐力沿鉆柱長(zhǎng)度的分布規(guī)律，并進(jìn)而求得地面大鉤拉力及轉(zhuǎn)盤扭矩。
2摩阻分析模型的建立與分析
2.1水平井段
由于實(shí)際水平井水平段井眼并不是絕對(duì)水平的，可以按斜直井眼進(jìn)行分析，總正壓力，為井斜角, 為單位長(zhǎng)度管柱浮重，該段管柱摩阻力為：
圖2 水平井段管柱受力分析
而軸力增量為：
式中，起升管柱時(shí)，取“+”號(hào)；下放管柱時(shí)取“-”號(hào)
則軸向載荷：
2.2垂直井段部分
可認(rèn)為垂直井段磨銑打撈管柱無接觸摩阻，而只受浮重作用，這時(shí)計(jì)算井段管柱摩阻力為零，軸力增量為管柱浮重，即
2.3彎曲井段
在大斜度井中,若忽略動(dòng)態(tài)因素,則管柱受到軸向拉力、徑向擠壓力、浮力及摩擦阻力等外部作用力的影響。建立如下假設(shè)：①.井眼尺寸不隨時(shí)間而變化。②.不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)的影響。③.管柱與井壁連續(xù)接觸,并且彎矩、剪力、接觸力連續(xù)分布。④.管柱在下入過程中與井眼內(nèi)壁為滑動(dòng)摩擦。⑤.將整個(gè)管柱簡(jiǎn)化為連續(xù)梁。
取管柱一微元段進(jìn)行受力分析
管柱受到的力分別為：考慮泥漿浮力后的重力G，摩擦阻力，與井壁接觸力F，軸向力，當(dāng)管柱下入到落魚處，其軸向拉力為零。
坐標(biāo)系中，軸沿井眼軸線切線方向，軸垂直于井眼軸線切線方向，軸采用右手坐標(biāo)系法確定。圖3取管柱一微元段進(jìn)行受力分析
由梁中性層的曲率與彎矩關(guān)系:
曲率
可以得到此微元中x、y、z方向的彎矩方程:
最后可得到接觸力F
已假設(shè)管柱與井壁為滑動(dòng)摩擦，
-摩擦因素
最終可以得到軸向力:
上式中，摩擦系數(shù)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它的變化將會(huì)引起套管軸向力的變化，也會(huì)影響管柱是否能順利下入，因此正確合理的確定摩擦系數(shù)是摩阻分析中的一個(gè)重要內(nèi)容,考慮到管柱主要是在套管內(nèi)工作，摩擦為鋼與鋼之間的摩擦，所以摩擦系數(shù)取0.25，起鉆柱取“+”，下鉆柱取“-”。
3.結(jié)束語
摩阻的綜合計(jì)算是確定大斜度井作業(yè)管柱最大下入深度的關(guān)鍵因素,可較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和分析大斜度井作業(yè)管柱在三維井眼中的摩阻,研究大斜度井作業(yè)管柱在下入井底以后是否會(huì)發(fā)生強(qiáng)度破壞,對(duì)保證大斜度井作業(yè)管柱作業(yè)的成功率有重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)
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篇8
為了提高石油鉆井管理水平，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，以降低開發(fā)成本和降低生產(chǎn)成本為目標(biāo)，建設(shè)全新的數(shù)字化鉆井施工模式有著重要意義。
2 數(shù)字化鉆井信息平臺(tái)框架
石油鉆井的主流程是從市場(chǎng)信息的收集與分析開始，在構(gòu)建過程中，全面考慮了鉆井全過程所涉及到的數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，以鉆井生產(chǎn)的主流程為線索，從數(shù)字化鉆井隊(duì)、鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心、鉆井輔助決策平臺(tái)和遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)等四個(gè)方面設(shè)計(jì)了數(shù)字化鉆井信息平臺(tái)框架，本文著重從前三個(gè)方面闡述數(shù)字鉆井施工模式的構(gòu)建方法。
3 數(shù)字化鉆井隊(duì)
數(shù)字化鉆井隊(duì)主要通過數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)將安裝在各關(guān)鍵部位的傳感器連接起來，再由井場(chǎng)局域網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理與傳輸計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及其他應(yīng)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)攝像監(jiān)控解碼器等設(shè)備連接起來，然后通過部署在這些機(jī)器上的軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)人工錄入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場(chǎng)工況監(jiān)測(cè)等工作。這些軟硬件集成起來構(gòu)建了數(shù)字化鉆井隊(duì)。
3.1數(shù)字化鉆井隊(duì)的硬件設(shè)施
（1）數(shù)據(jù)采集儀器
數(shù)據(jù)采集儀器一般是鉆井參數(shù)儀或者地質(zhì)錄井儀，鉆井參數(shù)儀一般包括鉆井儀表主機(jī)、傳感器、電纜及附件。另外，對(duì)于定向井、水平井，還需要配備有關(guān)的測(cè)斜儀器，便于進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向監(jiān)控。
（2）計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
數(shù)字化鉆井隊(duì)需要在井場(chǎng)組建一個(gè)小型的局域網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)由一臺(tái)服務(wù)器和若干客戶機(jī)組成。計(jì)算機(jī)的連接方式采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)都連接到一個(gè)共享式hub或交換機(jī)上。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單，也比較容易擴(kuò)充。
3.2數(shù)字化鉆井隊(duì)的配套軟件
（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理軟件
本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源于綜合錄井儀或鉆井參數(shù)儀實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。為鉆井工程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與井場(chǎng)信息系統(tǒng)服務(wù)器軟件平臺(tái)提供規(guī)范格式的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),以不同方式為客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)等。
（2）鉆井過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸軟件
鉆井過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分為鉆進(jìn)過程和起下鉆過程兩個(gè)模塊。
井場(chǎng)與基地間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的通訊形式，目前經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的通訊方式為利用普通有線電話網(wǎng)和gprs移動(dòng)通訊網(wǎng)，其次是微波通訊和衛(wèi)星通訊。本軟件可實(shí)現(xiàn)以上集中網(wǎng)絡(luò)的靈活選用。
（3）工程數(shù)據(jù)手工錄入維護(hù)軟件
該軟件主要實(shí)現(xiàn)鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護(hù)和統(tǒng)計(jì)。這些數(shù)據(jù)包括日常管理數(shù)據(jù)、鉆井設(shè)備數(shù)據(jù)、鉆井隊(duì)伍數(shù)據(jù)等20余類。
（4）地層壓力監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)軟件
該軟件是根據(jù)國(guó)外室內(nèi)研究的最新成果差壓和巖石彈性力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系建立的，根據(jù)鉆井參數(shù)計(jì)算地層壓力，實(shí)現(xiàn)地層壓力數(shù)據(jù)的采集、管理、處理計(jì)算、數(shù)據(jù)圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預(yù)測(cè)、檢測(cè)精度，合理設(shè)計(jì)鉆井液密度，提高鉆井安全性，保護(hù)油氣層。[1]
4 鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心
鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心建設(shè)包括鉆井綜合數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)軟件等方面。
4.1鉆井綜合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)庫以井的工程生命周期為路線，包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數(shù)據(jù)以及形成上報(bào)統(tǒng)計(jì)鉆井資料的數(shù)據(jù)。既能夠適應(yīng)高速發(fā)展的鉆井系統(tǒng)現(xiàn)狀，同時(shí)又具有較好的擴(kuò)充能力。
鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫共設(shè)計(jì)了355個(gè)數(shù)據(jù)表，3654個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，可分為鉆井標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫、鉆井編碼數(shù)據(jù)庫、鉆井工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫、鉆井iadc報(bào)表數(shù)據(jù)庫、鉆井工程數(shù)據(jù)庫、鉆井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、鉆井井史數(shù)據(jù)庫等大類。
4.2數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載
所有的鉆井?dāng)?shù)據(jù)在源頭一次錄入，遠(yuǎn)程傳輸至鉆井公司，經(jīng)過公司技術(shù)人員審核后進(jìn)入鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心。鉆井?dāng)?shù)據(jù)的審核流程和交換流程下圖所示：
數(shù)據(jù)庫及配套的錄入系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，在勝利油田分別部署了鉆井分公司數(shù)據(jù)中心、總公司數(shù)據(jù)中心和局級(jí)數(shù)據(jù)中心。各級(jí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心運(yùn)行平穩(wěn)，并發(fā)揮著越來越重要的作用。
4.3數(shù)據(jù)軟件
建立了強(qiáng)大的鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心，就必須發(fā)揮作用。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鉆井綜合數(shù)據(jù)庫的/fazhan/">發(fā)展。
篇9
川渝地區(qū)是我國(guó)大型綜合含油氣地區(qū)之一，整個(gè)地區(qū)有著豐富的天然氣與石油資源，為我國(guó)的油氣勘探以及工業(yè)的發(fā)展提供了寬廣的平臺(tái)。但就當(dāng)前川渝地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)條件來看，這些地質(zhì)難題嚴(yán)重的阻礙了我國(guó)油氣開采的步伐，主要體現(xiàn)在鉆井速度慢，鉆井施工難度大兩個(gè)方面。從上世紀(jì)70年代開始，我國(guó)就對(duì)川渝地區(qū)鉆井技術(shù)的科技攻關(guān)以及新技術(shù)試驗(yàn)就從未中斷過，也取得了一系列重大的技術(shù)突破，發(fā)展了一整套適合于川渝地區(qū)惡劣地質(zhì)條件的油氣配套鉆井技術(shù)。在廣大川渝油氣井的開采方面，全面開展了以提高機(jī)械鉆速為整個(gè)鉆井工程核心的鉆井新技術(shù)配套難題攻關(guān)試驗(yàn)以及試驗(yàn)推廣應(yīng)用等策略，但隨著油氣儲(chǔ)備勘探技術(shù)的不斷完善，一些深層油氣井和更為復(fù)雜地質(zhì)條件油氣井的發(fā)現(xiàn)，也為我國(guó)乃至整個(gè)川渝地的鉆井速度不斷提高帶來了很大的難題。
二、鉆井提速技術(shù)簡(jiǎn)介
從目前鉆井技術(shù)的發(fā)展來看，國(guó)內(nèi)外提高機(jī)械鉆速的方法很多，所有的鉆井工程都必須根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)情況，提出相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，最終合理的選擇不同的鉆井方式來達(dá)到整個(gè)鉆井工程提速的目的。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外常用的鉆井提速技術(shù)主要有專門針對(duì)鉆頭的鉆頭優(yōu)選技術(shù)，從鉆井增加強(qiáng)度以期望達(dá)到提高鉆井速率的欠平衡鉆井技術(shù)（氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井液鉆井等），從鉆井工藝該進(jìn)方面采取的垂直鉆井系統(tǒng)應(yīng)對(duì)井斜問題，復(fù)合鉆井提速的PDC鉆頭配合螺桿鉆具復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井液等輔助措施提高鉆井效率的鉆井提速技術(shù)。
三、川渝地區(qū)地質(zhì)狀況分析
就本論文研究的川渝地區(qū)而言，近些年已經(jīng)勘探出來的油氣埋藏均較深，其表層的碳酸鹽層可鉆性特別差，高陸地層直井井斜的問題又特別突出，整個(gè)鉆井過程中因?yàn)殂@頭使用效果不佳而導(dǎo)致的井下復(fù)雜事故頻發(fā)以及相關(guān)工程施工的管理效率低等問題，嚴(yán)重的制約著我國(guó)川渝地區(qū)鉆井速率，整個(gè)鉆井的投資不斷增大。由于我國(guó)川渝地區(qū)的深井主要為氣井，整個(gè)地層的壓力高，部分氣藏表現(xiàn)出超高壓特性的難題。而當(dāng)前的鉆井技術(shù)對(duì)于底層氣壓壓力的控制問題，仍然很難得到有效的解決。再者，我國(guó)川渝地區(qū)已探明油氣田的含硫數(shù)量很多，目前我國(guó)川渝地區(qū)的油氣田除個(gè)別的碎屑巖氣田以外，各產(chǎn)氣區(qū)的主力氣田均是含硫量很高的氣田。因此針對(duì)當(dāng)前我國(guó)川渝地區(qū)氣田深度大以及高含硫的嚴(yán)重制約其鉆井效率的難題，通過研究形成一整套有效的專門針對(duì)我國(guó)川渝地區(qū)優(yōu)快的鉆井技術(shù)來替代機(jī)械鉆速低的難題的方法是十分必要的，對(duì)于我國(guó)川渝地區(qū)在縮短鉆井周期、減少鉆井成本，以及使整個(gè)鉆井工程能夠快速高效地完成具有十分重要的意義。
四、關(guān)于提高川渝地區(qū)鉆井技術(shù)的探討
1.施工前期的準(zhǔn)備工作
施工人員要認(rèn)真做好鉆井前期的工程論證工作，在整個(gè)鉆井工程開工之前，鉆井技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照鉆井設(shè)計(jì)方案來制定周全的作業(yè)計(jì)劃以及具體落實(shí)物質(zhì)器材的施工前期的工程準(zhǔn)備工作。為了避免工程施工過程中出現(xiàn)停工待料、遇到突發(fā)地質(zhì)問題而臨時(shí)改變鉆井方案的設(shè)計(jì)或是改變鉆井作業(yè)計(jì)劃的情況，工程技術(shù)人員必須做到對(duì)全井的物資器材，尤其是那些關(guān)鍵的、大宗的、比較難以解決的施工材料和鉆井機(jī)械的準(zhǔn)備工作，都要在開鉆以前全部得到落實(shí)。
2.施工過程中的應(yīng)注意的問題
對(duì)于我國(guó)川渝地區(qū)普遍出現(xiàn)的高壓含硫氣井完井，工程技術(shù)人員要做好充分的試油基礎(chǔ)理論以及工藝技術(shù)的研究，在整個(gè)工程施工過程中加強(qiáng)完井和試油裝備的改進(jìn)工作，注意解決套管強(qiáng)度以及油氣井氣密封的同時(shí)，工程技術(shù)人員還要注意對(duì)所有工程中應(yīng)用的油管的強(qiáng)度和油管密封的問題。在所有的超深超高壓含硫氣井中，必須使用高強(qiáng)度的經(jīng)過特殊工藝處理過的防硫的油扣和油管，對(duì)于川渝地區(qū)高壓防硫氣井的井套管頭和采氣井口的工程施工要嚴(yán)格按照事先擬定的工程要求來施工，與整個(gè)含硫井相配套的完井封隔器，以及地面降壓、分離裝置和試井裝備的使用安裝要有嚴(yán)格的使用方法，做到在保證安全施工的基礎(chǔ)上，提高整個(gè)油氣井的鉆井速率的目的。
3.施工技術(shù)研究分析
因地層出水、出油、垮塌等復(fù)雜情況而制約了氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用，有的井因介質(zhì)轉(zhuǎn)換不及時(shí)還造成了卡鉆甚至側(cè)鉆。為擴(kuò)大氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍，進(jìn)一步完善氣體鉆井配套技術(shù)，應(yīng)重點(diǎn)開展對(duì)氣體鉆井適應(yīng)性（包括地應(yīng)力、淺層油氣水分布規(guī)律）研究、地層出水（油）風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及對(duì)策研究、氣體鉆井鉆具組合及鉆具受力分析、氣體鉆水平井技術(shù)研究，同時(shí)要不斷完善泡沫鉆井、霧化鉆井工藝。
五、小結(jié)
繼續(xù)發(fā)揮欠平衡鉆井技術(shù)對(duì)提速的貢獻(xiàn)，在那些含油氣水甚至易坍塌層大膽開展欠平衡鉆井探索，盡力提高鉆井速度，減少井漏等復(fù)雜情況的發(fā)生。進(jìn)一步完善欠平衡鉆井工藝技術(shù)，配套試驗(yàn)多種欠平衡鉆井介質(zhì)，如油包水乳化鉆井液、空心玻璃球等，以擴(kuò)大欠平衡鉆井技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。進(jìn)一步完善并大力推廣優(yōu)質(zhì)鉆井液技術(shù)，根據(jù)不同構(gòu)造的地層特點(diǎn)，嚴(yán)格控制井下適應(yīng)條件和體系轉(zhuǎn)化時(shí)間，達(dá)到以快制勝。
參考文獻(xiàn)：
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篇10
前 言
由于水平井在增大泄油面積、提高采收率等方面較直井具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于開發(fā)低滲油氣藏、薄層油氣藏、復(fù)雜斷塊油氣藏和稠油油藏。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。而水平井開發(fā)油藏儲(chǔ)層建模技術(shù)的目標(biāo)之一，就是建立能真實(shí)反映儲(chǔ)層非均質(zhì)性的地質(zhì)模型。
本文以塔河一區(qū)三疊系下油組水平井為例，在建模過程中，結(jié)合油藏構(gòu)造、沉積和測(cè)井物性解釋等資料和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等特征，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，使建立的三維模型既能更精確的刻畫儲(chǔ)層非均質(zhì)性，又能適當(dāng)減少網(wǎng)格單元密度，控制計(jì)算量。
1、塔河一區(qū)三疊系下油組基本地質(zhì)特征
1.1 構(gòu)造特征
圖1 塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造頂面圖
塔河一區(qū)三疊系下油組位于塔里木盆地塔東北坳陷區(qū)沙雅隆起阿克庫勒凸起南部，是艾協(xié)克南—桑塔木鹽邊構(gòu)造帶上的一個(gè)局部構(gòu)造。塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造為一長(zhǎng)軸近SW-NE向的低幅背斜，構(gòu)造南北兩翼近于對(duì)稱，南翼相對(duì)較陡，整個(gè)構(gòu)造的平面形態(tài)為棒槌狀（西部寬緩，東部逐漸變窄）（圖1）。背斜長(zhǎng)軸8km，短軸2.5km，長(zhǎng)短軸之比為3.2，閉合面積為15.61km2，閉合高度可以達(dá)到37m。
1.2 儲(chǔ)層基本特征
塔河一區(qū)三疊系下油組孔隙度主要分布在18%～25.5%之間，平均22.06%；滲透率主要集中在18×10-3μm2～5245×10-3μm2之間，平均899×10-3μm2；屬中孔、高滲儲(chǔ)層。
塔河一區(qū)三疊系下油組大部分井都打在了1小層，1小層平面上孔隙度的分布以西面和中部TK107H、TK117H、TK120H三口井周圍及其水平段上孔隙度較高；而S29-S41井沿線以北孔隙度小于18%，TK110H井周圍孔隙度小于16%，屬于低孔隙度發(fā)育區(qū)。
塔河一區(qū)三疊系下油組1小層滲透率的變化特征總體趨勢(shì)與孔隙度相似，但所不同的是滲透率值的變化差異較大，低值區(qū)和高值區(qū)可以相差數(shù)百。滲透率在TK109H、TK121H、TK118H井點(diǎn)上及其水平段上滲透率達(dá)到400～1000×10-3um2，而在東面、北面以及TK102井附近滲透率小于100×10-3um2，屬于相對(duì)低滲區(qū)。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。因此對(duì)比孔隙度和滲透率的變化可以發(fā)現(xiàn)滲透率平面差異性較孔隙度大。
2、塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造模型的建立
構(gòu)造模型由斷層模型和層面模型組成。本次油藏的斷層模型是根據(jù)“斷層線→斷層組→斷層網(wǎng)→斷層模型”的流程建立的，而層面模型是在矢量化修編的砂體頂面總體構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上，通過井點(diǎn)處測(cè)井分層數(shù)據(jù)加以控制，采用井間普通確定性克里金插值建立的（圖2）。
圖2塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造模型
3、塔河一區(qū)三疊系下油組屬性模型的建立
常規(guī)建模方法主要應(yīng)用于直井。目前應(yīng)用Petrel軟件的建模方法一般是在平面生成頂部、中部、底部三個(gè)骨架，建立邊界圈閉、斷層方向和趨勢(shì)線來控制網(wǎng)格單元，設(shè)置網(wǎng)格單元的密度，最后對(duì)中部骨架進(jìn)行網(wǎng)格化并外推到其余兩個(gè)骨架。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。其優(yōu)點(diǎn)是基于斷層建立，添加新的層位和分層數(shù)據(jù)之后更新模型很快。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。但是該方法僅僅來源于表面的斷層信息而不是基于“面”的概念，網(wǎng)格基于平均插值的計(jì)算，網(wǎng)格單元密度是自行設(shè)置的固定值，顯然不適用于水平井生產(chǎn)層段受平面非均質(zhì)性影響較大時(shí)的建模。
本次研究中，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，即在儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)區(qū)域，適當(dāng)提高該區(qū)網(wǎng)格數(shù)，而在儲(chǔ)層非均質(zhì)性較弱區(qū)域，設(shè)置較低的網(wǎng)格數(shù)，使建立的三維模型既能更精確的刻畫儲(chǔ)層非均質(zhì)性，又能適當(dāng)減少網(wǎng)格單元密度，控制計(jì)算量。
3.1 屬性參數(shù)概念模型的建立
選取了TK106、TK107共2口水平井，根據(jù)滲透率、孔隙度、突進(jìn)系數(shù)、變異系數(shù)的疊合（圖3），設(shè)置了不同密度的斷塊分級(jí)，建立一個(gè)水平井概念模型（圖4、圖5）。圖4中看到平面網(wǎng)格在左、中、右位置的單元數(shù)不同。
圖3概念模型物性疊合分布圖
圖4概念模型網(wǎng)格單元示意圖 圖5 概念模型的構(gòu)造模型
概念模型的孔隙度和滲透率屬性模型見圖6、圖7。
圖6孔隙度概念模型 圖7 滲透率概念模型
通過與物性平面圖對(duì)比，可以證明對(duì)水平井生產(chǎn)層段分?jǐn)鄩K劃分，能夠有效利用水平段上測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)周邊范圍的精確控制，以此建立的屬性參數(shù)模型能夠最大程度模擬儲(chǔ)層非均質(zhì)性，更加逼近儲(chǔ)層真實(shí)屬性。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。
3.2 油藏屬性參數(shù)模型的建立
結(jié)合油藏構(gòu)造、沉積和測(cè)井物性解釋等資料和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等特征，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，選用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中適用于連續(xù)變量模擬的序貫高斯模擬算法，采用隨機(jī)過程的相控建模技術(shù)模擬得到了塔河一區(qū)三疊系下油組屬性參數(shù)分布模型（圖8、圖9）。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。
圖8 塔河一區(qū)三疊系下油組孔隙度三維模型
圖9 塔河一區(qū)三疊系下油組滲透率三維模型
4、結(jié)論
本文以塔河一區(qū)三疊系下油組水平井為例，在建模過程中，充分考慮油藏構(gòu)造、沉積和測(cè)井物性解釋等資料和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等特征，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，使建立的三維模型能夠最大程度模擬儲(chǔ)層非均質(zhì)性，更加逼近儲(chǔ)層真實(shí)屬性。
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篇11
黃家場(chǎng)構(gòu)造位于川東南中隆構(gòu)造帶自流井構(gòu)造群。其北平緩過渡為廟壩向斜,西北面以家西①號(hào)斷層與靈音寺潛高為界,東南與龍市鎮(zhèn)圣燈山背斜相鄰,西南與瓦市潛高相望。
黃家場(chǎng)構(gòu)造以茅口組、長(zhǎng)興組及嘉二段為主力油氣藏,上報(bào)儲(chǔ)量73.12×108m3,可采儲(chǔ)量58.71×108m3。
側(cè)鉆目的層茅口組是以縫洞型為主要的儲(chǔ)層。勘探實(shí)踐和研究成果表明,茅口組裂縫主要發(fā)育在構(gòu)造頂部、軸部、斷層帶和構(gòu)造陡緩轉(zhuǎn)折帶等受力強(qiáng)的部位,在同一氣田相同氣層橫向上被致密圍巖分割為互不連通的多個(gè)縫洞系統(tǒng),縫洞系統(tǒng)具有分布極不均質(zhì)的特征。
構(gòu)造特點(diǎn)決定了本區(qū)塊為了挖掘老井產(chǎn)層資源潛力、增加井口產(chǎn)能,利用老井眼開窗側(cè)鉆連通剩余縫洞性氣層無疑是最經(jīng)濟(jì)高效的措施。
二、本區(qū)塊側(cè)鉆井鉆井技術(shù)(以家38-C1井側(cè)鉆井為例)
目前,常用的開窗方法有兩種:套管斷銑開窗和磨銑套管開窗,兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。斷銑法效率較高,但是容易斷刀片卡死鉆具;磨銑法效率較低,但更安全可靠。家38-C1井采用磨銑法在原家38井中Ø178mm油層套管內(nèi)開窗側(cè)鉆,據(jù)原家38井井史和電測(cè)資料提示的水泥返高和開窗側(cè)鉆目的設(shè)計(jì)在1980m開窗。其基本原理是:先用177.8mm套管刮管器修刮管壁,保證管壁干凈;再在開窗位置注水泥塞,隔開側(cè)鉆點(diǎn)以下井眼;掃水泥塞后再下入斜向器,擺好方位后座掛好;下入復(fù)式銑錐磨鞋完成套管開窗工作。
1、套管開窗工藝
1.1 側(cè)鉆位置優(yōu)選原則
側(cè)鉆位置的選擇與原井套管完好情況、地層巖性、油水層縱向分布狀況、工具造斜能力、開窗方式、地質(zhì)設(shè)計(jì)有關(guān)。側(cè)鉆位置的選擇遵循以下原則:①側(cè)鉆開窗位置要盡可能深,充分利用老井套管,避開上部井段復(fù)雜的壓力層系;②確保側(cè)鉆位置以上套管完好,無變形、破裂和漏失;③側(cè)造位置盡量選擇在砂巖和非膨脹泥巖地層,最好能避開膨脹頁巖和巖鹽井段;④側(cè)鉆位置不宜選在套管接箍處,盡可能避開射孔井段以保證開窗和鉆進(jìn)施工安全。
據(jù)原家38井井史和電測(cè)資料提示的水泥返高和側(cè)鉆目的,本井開窗井段定為1980～1990m。
1.2 修刮套管壁
為保證斜向器座掛牢靠,需用177.8mm套管刮管器修刮管壁,保證管壁干凈。
刮管鉆具組合:152mm通井規(guī)+ 177.8mm套管刮管器+120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱+88.9mm鉆桿;
1.3 注水泥塞
為保證斜向器座掛牢靠,開窗前在開窗位置注G級(jí)油井水泥塞,措施如下:
①水泥塞面設(shè)計(jì)在1930m,側(cè)鉆點(diǎn)(1980m)以下水泥塞段長(zhǎng)控制在100m以上。
②為確保水泥塞質(zhì)量,減少混漿段,應(yīng)注2m3左右的前置液和后置液,且候凝72h以上。
③注水泥時(shí),確保水泥漿的密度在1.85g/cm3以上。
④為增加水泥塞的強(qiáng)度,應(yīng)適當(dāng)添加水泥強(qiáng)度添加劑。
1.4 通井鉆塞
采用下面鉆具組合通井鉆塞至側(cè)鉆井深(1980m)。
鉆塞鉆具組合:152.4mm鉆頭+配合接頭+止回閥+120.7mm鉆鋌3根+旁通閥+120.7mm鉆鋌5根+88.9mm加重鉆桿24根+120.7mm隨鉆震擊器+88.9mm加重鉆桿6根+88.9mm鉆桿。
鉆塞措施:
①下鉆通井過程中預(yù)防阻卡,遇阻超過30kN即掛水龍頭劃眼,嚴(yán)防鉆具被卡。
②通井過程中,要特別注意工具的管理,防掉落物。
③通井完畢后,充分循環(huán)鉆井液兩周以上,確保井眼暢通無阻和井眼干凈。
④鉆至離開窗點(diǎn)最近的一個(gè)套管接箍上2～3米,對(duì)水泥塞質(zhì)量進(jìn)行檢查,水泥塞能承受100kN鉆壓(扣除摩阻后的靜壓值),壓縮距小于0.5m為合格,否則應(yīng)重新注水泥塞。
⑤鉆塞完后,用通井刮管鉆具組合通井刮管,在斜向器座刮位置進(jìn)行反復(fù)刮管,確保套管上無水泥環(huán)。
⑥通井鉆塞后,對(duì)套管試壓35MPa(套管腐蝕情況不詳,實(shí)際套管試壓值根據(jù)套管電測(cè)資料解釋結(jié)果請(qǐng)示決定),穩(wěn)壓30min壓力下降不超過0.7Mpa為合格。
1.5 安放斜向器
鉆具組合:152mmDXQ斜向器+斜向器送入接頭+120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱+88.9mm鉆桿。
安放措施:
①送入斜向器時(shí),要求操作平穩(wěn),下放速度要慢(1柱/5分)不得猛剎猛放,且時(shí)刻注意指重表,遇阻不得超過20kN,以防在下鉆中途斜向器固定錨先期工作,造成支撐斜向器失敗或過早剪斷懸掛螺栓,導(dǎo)致不必要的打撈斜向器作業(yè)。
②下鉆至1980m時(shí),停止下鉆,下入單點(diǎn)陀螺進(jìn)行定向,完成定向后再緩慢下鉆,座放斜向器,斜向器的方位與套管的方位一致,然后緩慢開泵釋放斜向器,完成斜向器的錨定。
1.7 開窗磨銑
為開好窗口,保護(hù)導(dǎo)斜器頂不受破壞,應(yīng)采取強(qiáng)剛性鉆具結(jié)構(gòu)。
鉆具組合:152mmGMX高效復(fù)式銑錐+ 120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱+88.9mm鉆桿。
磨銑參數(shù)為:鉆壓5～20kN,轉(zhuǎn)速55～60r/min,泵壓10～12Mpa,排量10～12l/s。
磨銑措施:
①劃放至初始磨進(jìn)方入,加壓5～10kN,轉(zhuǎn)速50～60轉(zhuǎn)/分的參數(shù)磨銑30～40分鐘造臺(tái)階,然后控制10～15kN磨進(jìn)0.2m,最后以10～30kN鉆壓正常磨銑。
②每磨進(jìn)0.1～0.2m,應(yīng)上提鉆具劃眼,反復(fù)修磨窗口,并定時(shí)撈取鉆井液中返出的鐵屑,及時(shí)分析磨進(jìn)情況。
③開窗過程中如鉆速太慢,應(yīng)加強(qiáng)分析判斷,確認(rèn)是銑鞋齒磨鈍,則起鉆更換。
④每次下鉆提前于窗口頂開始輕壓劃眼,反復(fù)修磨開出的窗口,再接觸窗底按正常磨進(jìn)參數(shù)繼續(xù)磨進(jìn)。
⑤磨銑過程中要求操作平穩(wěn),均勻送鉆,并注意轉(zhuǎn)盤負(fù)荷的變化,如發(fā)現(xiàn)負(fù)荷增加,則上提鉆具反復(fù)修磨窗口。每30min撈取鉆井液中的返出物,分析砂樣中鐵屑所占的百分比及形狀,判斷銑鞋磨損程度。
⑥窗口開出后,用錐形銑鞋繼續(xù)鉆進(jìn)4～5m,作為修整與加長(zhǎng)窗口的口袋。
1.7 修整與加長(zhǎng)窗口
下入152mm復(fù)式銑鞋+150mm柱形銑鞋,對(duì)窗口進(jìn)行修整與加長(zhǎng),清除窗口上的毛刺與毛口,確保窗口光滑,并保證鉆進(jìn)鉆具順利下入。
鉆具結(jié)構(gòu)為:152mmGMX高效復(fù)式銑鞋+150mm柱形銑鞋+120.7mm鉆鋌2柱+120.7mm隨鉆震擊器+120.7mm鉆鋌1柱88.9mm鉆桿。
修磨參數(shù):鉆壓10～20kN,轉(zhuǎn)速60～65r/min。
該組合有較大的剛性,主要目的是依靠柱形磨鞋的側(cè)面接觸窗口,使窗口擴(kuò)大、加長(zhǎng),得到修整。柱形磨鞋的側(cè)面接觸參差不齊的窗口時(shí)會(huì)產(chǎn)生扭矩,所以只要發(fā)現(xiàn)有扭矩,就必須在該點(diǎn)繼續(xù)磨銑窗口,直到扭矩消失,上提下放不阻不掛,開窗工作即順利完成。
下部鉆進(jìn)過程提下鉆時(shí),井下鉆具組合通過窗口也應(yīng)注意不能轉(zhuǎn)動(dòng),因鉆頭或扶正器很可能掛住造斜器邊沿使造斜器轉(zhuǎn)動(dòng)或磨壞造斜器。
2 小井眼軌跡控制技術(shù)
2.1 工藝措施
家38-C1井設(shè)計(jì)使用直、增、穩(wěn)三段制井身剖面定向側(cè)鉆,井身結(jié)構(gòu)為:177.8mm×1980m+ Ø152mm×2652m+ Ø104.8mm×2715m,側(cè)鉆造斜率4.78°/(30m),閉合方位331°,閉合位移269.4m,最大井斜45.55°。因開窗側(cè)鉆井眼直徑僅為152.4mm(6 in),較小的井徑會(huì)給定向井井眼軌跡控制帶來很多困難,經(jīng)研究后,決定在工藝上采取以下措施。
(1)使用MWD無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)定向造斜。目的是保證有足夠的井眼跟蹤能力,減少起下鉆次數(shù),達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。同時(shí)利用單彎單扶螺桿+PDC復(fù)合鉆進(jìn)自然境斜鉆井工藝,提高機(jī)械鉆速、降低起下鉆次數(shù),提高純鉆時(shí)效。
(2)由于套管是強(qiáng)磁體,而MWD無線隨鉆工具是利用磁性工具面來控制井眼方向的。因此套管磁干擾嚴(yán)重,需改用高邊控制造斜工具的裝置角,跟井眼方向保持一致。用高邊控制到6°,按1°單彎螺桿造斜率4.5°/(30m)計(jì)算,新井眼離開套管達(dá)2m左右后,可以避開磁干擾,改用磁性工具測(cè)量精度較高。
2.2 施工情況
2.2.1 定向造斜
采用有MWD無線隨鉆定向,用單彎螺桿鉆具造斜。實(shí)現(xiàn)了深部位定向、造斜工藝過程的連續(xù)控制,并使井斜和方位達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
鉆具組合:Ø152.4mmPDC鉆頭+ Ø 120.7mm1°單彎單扶螺桿6.59m+止回閥+311×310定向接頭MWD×0.90m+ Ø 120.7mm無磁鉆鋌9.19m+120.7mm鉆鋌107.91m+88.9mm加重鉆桿138.23m+88.9mm鉆桿
鉆進(jìn)參數(shù):鉆壓30～60KN,轉(zhuǎn)速40r/min,排量10～12L/s,泵壓17～21MPa。
穩(wěn)斜段每50m 測(cè)一點(diǎn),及時(shí)掌握井斜數(shù)、方位的變化趨勢(shì)。
由于小井眼環(huán)空間隙小和鉆進(jìn)施加的鉆壓小,使扶正器上部鉆鋌受壓后向下彎曲幅度過小和受到限制,所以鉆頭產(chǎn)生的斜向力小,造成增斜鉆具的造斜能力降低。所以用無線隨鉆測(cè)斜儀配合單彎螺桿進(jìn)行造斜,然后下增斜鉆具,利用復(fù)合鉆進(jìn)自然增斜為主,滑動(dòng)鉆進(jìn)為輔,井眼軌跡控制效果非常好,復(fù)合鉆進(jìn)自然增斜率為4.5°～5.5°/(30m),通過適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆壓達(dá)到設(shè)計(jì)增斜率,盡可能多地采用復(fù)合鉆進(jìn)少用滑動(dòng)鉆進(jìn),提高了機(jī)械鉆速,降低了增斜鉆進(jìn)段的卡鉆風(fēng)險(xiǎn),也避免了重復(fù)起下鉆和倒換鉆具組合,大大節(jié)約了時(shí)間。
2.2.2 穩(wěn)斜鉆進(jìn)
為抑制本區(qū)地層自然降斜趨勢(shì),采用MWD無線隨鉆+上扶正器比下下扶正器外徑小的雙扶螺桿鉆具,在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)達(dá)穩(wěn)斜鉆進(jìn)的目的。
鉆具組合:Ø152.4mmPDC鉆頭+ Ø 120.7mm1°單彎單扶螺桿6.59m+止回閥+311310定向接頭MWD×0.90m+ Ø 120.7mm無磁鉆鋌×9.19m+ Ø 120.7mm鉆鋌107.91m+ Ø 88.9mm加重鉆桿138.23m+88.9mm鉆桿(下扶正器150mm,上扶正器146mm)
鉆進(jìn)參數(shù):鉆壓30～60KN,轉(zhuǎn)速40r/min,排量10～12L/s,泵壓17～21MPa。
2.2.3 三開井段
家38-C1井用先期裸眼完井方式,三開目的層為茅二段,鉆進(jìn)時(shí)用104.8mm 鉆頭和部分73mm 鉆桿,鉆具尺寸小,抗扭能力小,考慮到所鉆地層堅(jiān)硬,且為開窗定向井,鉆具在井下的作業(yè)環(huán)境惡劣,為預(yù)防因復(fù)雜情況造成的斷鉆具事故發(fā)生,決定茅二段鉆進(jìn)使用井下動(dòng)力鉆具+PDC鉆頭,施工中有效地改善井下鉆具的受力情況,提高機(jī)械鉆速,防止鉆具扭斷。
鉆具組合為:Ø 104.8mmPDC鉆頭+2A30×231接頭+ Ø 73mm螺桿+231×2A10接頭+ Ø 88.9mm鉆鋌+2A11×XT29接頭+ Ø 73mm鉆桿+310×XT29接頭+ Ø 88.9mm鉆桿
鉆進(jìn)參數(shù):鉆壓20～40KN,轉(zhuǎn)速40r/min,排量8L/s,泵壓15～17Mpa。
3 其他配套技術(shù)
3.1鉆頭與鉆具選擇
由于該井鉆進(jìn)大部分用螺桿鉆具,很難判斷牙輪鉆頭使用壽命。容易掉牙輪,而且掉牙輪事故較難處理。因此在造斜段和穩(wěn)斜段均使用PDC鉆頭,以利于提高鉆頭在井下的作業(yè)時(shí)間,減少起下鉆具次數(shù)和防止掉牙輪事故的發(fā)生,以利于提高機(jī)械鉆速。使用鉆鋌時(shí),少下Ø 120mm鉆鋌,使用Ø 89mm加重鉆桿代替鉆鋌可減少粘卡事故。
3.2 泥漿技術(shù)
177.8mm套管開窗側(cè)鉆的井眼是Ø 152.4mm,因井眼的環(huán)空間隙小,泥漿的流動(dòng)阻力大,故井下泥漿循環(huán)是建立在小排量、高泵壓的小井眼條件下,泥漿要具有較強(qiáng)的抑制造漿能力和防塌防粘卡性能,并具有較低的濾失量、摩擦系數(shù)以及良好的流動(dòng)性。
根據(jù)側(cè)鉆井的工藝要求和地層巖性的構(gòu)成情況,在定向側(cè)鉆中采用了具有抑制性的聚磺鉆井液體系。嚴(yán)格控制鉆井液粘切性能,保證攜砂性良好;配合使用PHP、KJ-888等高分子聚合物抑制粘土水化分散,使細(xì)小巖屑能及時(shí)除出;及時(shí)補(bǔ)充LV-CMC、PAMS-900等降失水劑,嚴(yán)格控制鉆井液失水量;適量補(bǔ)充SMC等磺化物的含量,維護(hù)高溫情況下聚磺鉆井液性能穩(wěn)定;根據(jù)磨阻和定向加壓顯示,加入固體和液體劑,確保定向安全順利;易塌井段使用足量防塌劑,鞏固井壁,保證井下安全;參照地層壓力系數(shù),逐步提高鉆井液比重,滿足井控要求。泥漿的主要性能參數(shù):粘度35～45s,API失水量
3.3 固井工藝
該井設(shè)計(jì)Ø 152mm鉆頭進(jìn)茅口頂5米后掛Ø127mm尾管固井。因?yàn)殚_窗側(cè)鉆井眼與所下套管的間隙比較小,過小的間隙則會(huì)造成下套管困難和泥漿過早脫水形成水泥橋,特別是在斜井段中,套管難以居中,下套管和固井施工難度較大,為了保證尾管順利下井并能懸掛住,以確保固井質(zhì)量,在工藝上采取下列幾項(xiàng)措施。
(1)認(rèn)真做好通井準(zhǔn)備工作。通井時(shí)對(duì)縮徑井段反復(fù)劃眼,下鉆到底后循環(huán)泥漿,調(diào)整好泥漿性能,當(dāng)泥漿性能良好、井壁穩(wěn)定、井下正常、泥漿凈化無沉砂后,泥漿中混入固體和液體液,同時(shí)在井底段打入稠漿以確保井底無沉砂,短起下15 柱,確實(shí)不阻不掛沒有問題后,起鉆下尾管。
(3)采用可靠的尾管懸掛工具及合理的下部結(jié)構(gòu),以確保尾管下得去、掛得住、倒得開,尾管一次下至預(yù)定位置,開泵小排量循環(huán)泥漿,并逐漸加大排量,循環(huán)2周后,調(diào)整好泥漿性能,做好泥漿凈化工作。
(3)把握好水泥質(zhì)量及化驗(yàn)關(guān)。在小間隙、高泵壓狀態(tài)下固井,對(duì)水泥漿提出了更高的要求,必須很好地控制水泥漿失水、稠化時(shí)間和流變性能,控制水泥漿失水量
(4)保證在高壓狀態(tài)下水泥漿密度均勻,替泥漿用大功率水泥車,提高頂替效率,保證固井質(zhì)量。
4 認(rèn)識(shí)與體會(huì)
(1)磨銑開窗方法具有開窗速度快、磨銑套管少、鐵屑容易帶出地面等優(yōu)點(diǎn)。這種開窗方法適合開窗點(diǎn)深、難度大、多層套管的定向側(cè)鉆工藝要求。使用復(fù)式銑錐可以克服磨鞋磨銑工藝上的死點(diǎn)區(qū),提高開窗速度。
(2)該井在井深、高溫條件下,使用陀螺儀準(zhǔn)確測(cè)量并定準(zhǔn)開窗窗口的方位。
(3)小井眼增、穩(wěn)斜困難,不宜用轉(zhuǎn)盤大幅度增斜,我們采用無線隨鉆測(cè)量技術(shù),配合單扶單彎螺桿的自然增斜功能、雙扶單彎螺桿的穩(wěn)斜功能以克服小尺寸鉆具剛性較弱的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了井眼軌跡的良好控制,沒有發(fā)生扭方位或中途倒換鉆具組合的現(xiàn)象。
(4)小井眼使用動(dòng)力鉆具和104.8mmPDC鉆頭,有利于提高鉆井速度,減少起下鉆次數(shù),保證鉆具安全工作。
(5)本井配套的鉆頭鉆具優(yōu)選、泥漿技術(shù)、固井技術(shù)有力地輔助了側(cè)鉆井施工的順利進(jìn)行。
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篇12
鋼粒鉆進(jìn)是鉆進(jìn)堅(jiān)硬巖層的另一種主要方法，這種施工方式具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作工藝易行，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于鋼粒不固定在鉆頭上，在裂隙、巖溶溶洞地層，鋼粒容易大量漏失、流失，使得鉆頭底唇面下沒有足夠的鋼粒破碎巖石，鉆具無法克取巖石取得進(jìn)尺，所以，鋼粒鉆進(jìn)在裂隙、巖溶溶洞地層中的應(yīng)用也受到很大的限制。
我們?cè)阡来ㄋ吹亓严丁r溶溶洞地層鉆井施工中，經(jīng)過技術(shù)分析與攻關(guān)，采用鋼粒鉆進(jìn)工藝，順利完成了施工任務(wù)，在鋼粒鉆進(jìn)裂隙、巖溶溶洞地層方面，取得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1.概述
1.1工程概況
由于工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，淅川縣城段水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，超出了國(guó)家Ⅳ級(jí)飲用水標(biāo)準(zhǔn)，且水量供給日益萎縮。飲用水對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、人民的日常生活已經(jīng)造成嚴(yán)重的影響。為此，經(jīng)多方論證，開辟、建設(shè)新的、水質(zhì)良好的飲用水水源地，成為必然。
1.2地層情況簡(jiǎn)介
水源地位于淅川縣城西北一公里處。地層情況大致如下：
上部第四系坡洪積層，主要為松散中粗砂、砂礫（卵）石層、砂質(zhì)粘土，其中賦存豐富的第四系松散巖類孔隙水；該層底部砂礫（卵）石層泥質(zhì)含量較高，膠結(jié)較致密，該層不整合覆蓋于寒武—奧陶系老地層之上，為隔水層。
基巖為奧陶、寒武、震旦系巖層，巖層局部為火山角礫巖、砂質(zhì)粘土巖、頁巖、砂巖、泥巖、板巖、灰?guī)r等，含微弱基巖裂隙水，富水性差；地層巖性大部分為白云巖、白云質(zhì)大理巖、灰質(zhì)白云巖等，節(jié)理裂隙及溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，賦存豐富的碳酸鹽巖裂隙巖溶水。碳酸巖層為鉆井取水的主要目的層。
1.3施工設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)井孔數(shù)25眼，單井供水量50噸/小時(shí)；
單井井孔結(jié)構(gòu)為：上部第四系覆蓋層井孔直徑為φ600mm，下φ377×7mm螺旋鋼管；下部基巖：井孔直徑為φ290mm，裸眼成孔。
井孔深度200米左右，具體井深視地層實(shí)際情況而定。
井孔上部第四系松散巖類孔隙水全部封隔，水源地用水主要取下部基巖的碳酸巖裂隙、巖溶溶洞水。
2.鉆進(jìn)工藝
上部第四系地層：一鉆采用φ300mm三翼刮刀鉆頭開孔，二鉆用φ600mm三翼刮刀鉆頭擴(kuò)孔，最后用φ377mm鋼粒鉆頭鉆入基巖2米，下入φ377×7mm螺旋鋼管，止水固井管；
下部基巖：采用φ290×10mm鋼粒鉆頭，一徑鉆至終孔。
鋼粒選擇：選直徑為3mm的鋼粒。
鉆壓：24KN，轉(zhuǎn)速：90rpm，泵量：110L/min，回次投鋼砂量：16Kg。
3.施工生產(chǎn)
3.1前期生產(chǎn)情況
機(jī)臺(tái)進(jìn)入工地后，第一眼井的前期，施工順利，鉆進(jìn)至49.5米處鉆穿第四系地層，然后又往下鉆2米基巖，下入φ377×7mm表層套管，止水、固定表層套管后，改用φ290×10mm鋼粒鉆頭鉆進(jìn)基巖。
當(dāng)鉆進(jìn)至83米時(shí)，生產(chǎn)出現(xiàn)了兩個(gè)棘手的問題，a：所用的清水沖洗液出現(xiàn)了迅猛的減少，即清水沖洗液大量漏失，導(dǎo)致工地施工所需的清水供不應(yīng)求；b：在沖洗液出現(xiàn)大量漏失的同時(shí)，鉆具也出現(xiàn)了劇烈的“竄動(dòng)”和“阻卡”，致使鉆具難以回轉(zhuǎn)作業(yè)，施工設(shè)備“鱉車”嚴(yán)重。
在這兩個(gè)因素的阻礙下，施工機(jī)臺(tái)堅(jiān)持運(yùn)行2天，基本不能取得進(jìn)尺。生產(chǎn)被迫停頓。
3.2原因分析
就施工所出現(xiàn)的問題結(jié)合具體地質(zhì)情況，我們判斷沖洗液的漏失與鉆具的“阻卡”、“竄動(dòng)”現(xiàn)象，都是鋼粒鉆頭鉆至裂隙、巖溶溶洞地層的反應(yīng)：
a:經(jīng)測(cè)量，井孔內(nèi)的靜水位相對(duì)地面高度為-52.5米；循環(huán)池內(nèi)沖洗液液面高度為-0.8米。井孔內(nèi)液面高度比循環(huán)池內(nèi)沖洗液面高度低51.7米。當(dāng)泥漿泵將清水沖洗液打入井孔后，沖洗液柱就在循環(huán)管路中形成負(fù)壓，負(fù)壓將清水沖洗液快速的由循環(huán)池吸入井孔內(nèi)，井孔內(nèi)又由于裂隙、大溶洞的存在，進(jìn)入井孔內(nèi)的循環(huán)液從裂隙、溶洞漏失。最終循環(huán)池內(nèi)的沖洗液大量被吸入井孔內(nèi)流失，導(dǎo)致工地清水沖洗液供應(yīng)不及，不能持續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)的需求。
b:當(dāng)沖洗液大量流失時(shí)，恰好說明施工鉆到了大裂隙、溶洞地層，在沖洗液大量流失的同時(shí)，鋼粒也大量的漏失或被沖走。這種情況使得沒有足夠的鋼粒被壓在鉆頭唇面下面破碎巖石，導(dǎo)致鋼粒鉆頭唇面直接與巖石相接觸；大裂隙、巖溶溶洞地層處的井孔底部又凹凸起伏、參差不平，致使鉆具劇烈的“竄動(dòng)”和“阻卡”，無法回轉(zhuǎn)作業(yè)。
3.3解決方案
就生產(chǎn)中遇到的問題，我們進(jìn)行了各種各樣的嘗試。
a:對(duì)于沖洗液大量漏失的問題，在保證滿足鋼粒鉆進(jìn)所需沖洗液量的前提下，控制流入井孔內(nèi)的沖洗液量，使得沖洗循環(huán)液以一定的流量源源不斷的被輸送入井孔內(nèi)。
我們?cè)谀酀{池的進(jìn)水管上安裝一個(gè)閥門和水表，控制、測(cè)量流入循環(huán)池的進(jìn)水量；在高壓管的前端安裝一個(gè)球型高壓閥門，用以控制進(jìn)入井孔內(nèi)的循環(huán)液量。每一回次，當(dāng)水泵將循環(huán)水少量打入井孔后，即關(guān)閉水泵，利用循環(huán)液在井孔內(nèi)、外的高差，讓循環(huán)液自然被吸入井孔內(nèi)，同時(shí)，利用高壓管前端的球型閥門，控制流入井孔內(nèi)的循環(huán)液量；再利用泥漿池進(jìn)水管的水表，在保證泥漿池液面穩(wěn)定的情況下，檢測(cè)進(jìn)入井孔內(nèi)的循環(huán)液量，使得流入井孔內(nèi)的循環(huán)液量即不太大，又能滿足施工生產(chǎn)工藝要求。
為配合生產(chǎn)中用含鋼粒的粘土球施工鉆進(jìn)生產(chǎn)，防止水流太大沖蝕含鋼粒的粘土球，控制流入井孔內(nèi)的循環(huán)液量減少為60L/min。
b:對(duì)于鋼粒大量漏失、流失問題，我們做了如下嘗試：①在大裂隙、巖溶溶洞地層井孔段，舍棄鋼粒鉆進(jìn)法，采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)。結(jié)果不理想，不能取得進(jìn)尺，且鉆具“蹦跳”、“阻卡”更為嚴(yán)重；②試用液壓控制連續(xù)投砂器進(jìn)行連續(xù)投砂法施工，結(jié)果也不甚理想。由于裂隙、溶洞比較大，投進(jìn)井孔內(nèi)的鋼粒幾乎都漏失或被循環(huán)液沖走，鉆具依然“蹦跳”、“阻卡”嚴(yán)重；③我們?cè)谡惩燎虻膯l(fā)下，利用稍微干些的粘土泥和鋼粒進(jìn)行攪拌，最后制成含有鋼粒的粘土球。粘土球直徑大致為φ40mm，粘土泥與鋼粒的體積比例大致為7:3，然后在每一回次鉆具放入井孔前，將粘土球投入井孔內(nèi)，往井孔內(nèi)輸送的供水量降至60L/min，轉(zhuǎn)速90rpm。施工運(yùn)行結(jié)果相對(duì)比較理想。鉆具回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，進(jìn)尺也較為理想。缺點(diǎn)是正常鉆進(jìn)的時(shí)間不長(zhǎng)，只能維持25分鐘左右，就需要重新往井孔內(nèi)投含鋼粒的粘土球，較為繁瑣。
c:在裂隙比較小、溶洞比較小的地層，只要鋼粒漏失、流失的少，還是采用由鉆具內(nèi)徑一次投砂法或者結(jié)合投砂法，輸送井孔循環(huán)液量110L/min，鉆進(jìn)效率與完整地層鋼粒鉆進(jìn)效率基本相同，比較理想。
3.4施工效果
經(jīng)過分析和嘗試，在裂隙、巖溶溶洞地層，采用鋼粒鉆進(jìn)時(shí)，控制循環(huán)液輸入井孔流量，并且制取粘土與鋼粒比例為7:3（體積比）的粘土球，采用一次投球（粒）或者結(jié)合投球（粒）法進(jìn)行施工，施工效果還是比較理想的。
施工進(jìn)度由前期的常規(guī)施工2天沒進(jìn)尺，改變?yōu)槊刻炷苋〉?米左右的進(jìn)尺。并且，由于施工工藝改進(jìn)后，施工設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)械故障大為減少。
施工工藝改進(jìn)前后各2天的施工主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況。
施工鋼粒施工純鉆輔助機(jī)械待水平均單位進(jìn)尺鋼粒
進(jìn)尺用量時(shí)間時(shí)間時(shí)間事故時(shí)間鉆速消耗量
hKghhhhhm.h-1Kg.m-1
改進(jìn)前0.151504822106100.00311000
改進(jìn)后13.850482816400.2883.62
由上表可以看出：施工工藝經(jīng)過改進(jìn)后，進(jìn)尺、純鉆時(shí)間、平均鉆速都得到很大的提高，而鋼粒等材料消耗卻大幅下降，單位進(jìn)尺鋼粒消耗量趨于正常值，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)械事故也減少了；由于供水“細(xì)水長(zhǎng)流”，能夠滿足施工需水供應(yīng)，待水時(shí)間降為0。
由此說明，施工工藝改進(jìn)后，效果是顯著的。工藝改進(jìn)是成功的。
在隨后24眼井的施工中，一直沿用了上述施工工藝，施工非常順利。各方面均取得了滿意的效果。我們圓滿完成了全部施工任務(wù)。
4.結(jié)語
鋼粒鉆進(jìn)是一種比較老的鉆進(jìn)施工方式，針對(duì)比較堅(jiān)硬的巖層，具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、事故率低等很多優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其本身工藝特點(diǎn)，在大裂隙、溶巖溶洞地層，這種施工工藝的應(yīng)用受到了很大的限制。本文從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，采用鋼粒鉆進(jìn)工藝在大裂隙、巖溶溶洞地層施工，總結(jié)出了以下方法與經(jīng)驗(yàn)：
篇13
1 前言
風(fēng)城油田超稠油資源豐富，在借鑒國(guó)內(nèi)外稠油開發(fā)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身油藏特點(diǎn)，創(chuàng)新應(yīng)用SAGD稠油開采技術(shù)。在長(zhǎng)期的探索過程中風(fēng)城油田SAGD技術(shù)取得較大突破，效益日益顯著，規(guī)模日益凸顯。但是，風(fēng)城油田SAGD井區(qū)抽油桿偏磨情況較為嚴(yán)重，下行阻力很大，下沖程經(jīng)常出現(xiàn)光桿不下而脫抽停機(jī)的現(xiàn)象。同時(shí)，由于油藏埋深較淺，井下桿柱較短，而抽油機(jī)平衡配重箱較重，使得在配重箱空載的情況下，抽油機(jī)依然處于過平衡狀態(tài)。因此，為了降低抽油機(jī)脫抽停機(jī)的頻率，解決抽油機(jī)過平衡問題，著手進(jìn)行抽油桿柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得十分有意義。
2 抽油桿優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1 加重桿設(shè)計(jì)
由于SAGD采用水平井生產(chǎn)，對(duì)于水平井來說，下沖程中加重桿的重量在其軸向上的分量應(yīng)該等于抽油桿柱底端所受到的總阻力。現(xiàn)將加重桿分為n份，則加重桿長(zhǎng)度計(jì)算式為：
式中：Pw――下沖程中抽油桿柱底端所受總阻力，N；即P0down的最小值的絕對(duì)值
ρr――加重桿材料密度，kg/m3；
Lwi――第i段加重桿長(zhǎng)度，m；
Aw――加重桿截面積，m2。
2.2 加重桿上部抽油桿柱組合設(shè)計(jì)
抽油桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)方案包括：最輕桿柱方案和完全等強(qiáng)度方案等，本文采用最輕桿柱方案進(jìn)行桿柱設(shè)計(jì)。
抽油桿柱許用應(yīng)力計(jì)算公式為：
式中：Sall――每一級(jí)抽油桿柱頂端面許用應(yīng)力，MPa；
σb――抽油桿柱抗張強(qiáng)度，MPa；
σmin――每一級(jí)抽油桿柱頂端面最小應(yīng)力，MPa；
SF――考慮井液腐蝕性等因素的使用系數(shù)。
修正Goodman應(yīng)力圖給出的是許用應(yīng)力范圍，為了分析抽油桿柱的使用情況，引入了應(yīng)力范圍PL（――）：
式中：σmin――每一級(jí)抽油桿柱頂端面最小應(yīng)力，MPa；
σmax――每一級(jí)抽油桿柱頂端面最大應(yīng)力，MPa；
Sall――每一級(jí)抽油桿柱頂端面許用應(yīng)力，MPa；
PL（――）――應(yīng)力范圍。
3扶正器間距優(yōu)化設(shè)計(jì)
單個(gè)測(cè)段與整個(gè)桿柱相比長(zhǎng)度較小，所以在計(jì)算測(cè)段桿柱正壓力時(shí)，提出以下假設(shè)，即該測(cè)段桿柱自重可以忽略；測(cè)段正壓力Fcn是沿桿柱軸線均勻分布的橫向力；桿柱兩端軸向力Fτ近似相等；在單個(gè)測(cè)段上狗腿角一般較小，所以可用其弧度值代替正弦值。
式中：fmax――間距中點(diǎn)處的彎曲撓度，cm；
E――材料彈性模量，對(duì)于鋼材E=21×106；
I――截面慣性矩，對(duì)于圓截面I=πd4/64cm4；
Ffn――扶正器間距上的正壓力合力Ffn，N；
Δlf――扶正器間距，cm。
4 實(shí)例設(shè)計(jì)
某蒸汽輔助重力泄油（SAGD）生產(chǎn)井井深622m，下泵處斜深237.43m，垂深202.78m，利用生產(chǎn)井實(shí)際井眼數(shù)據(jù)，對(duì)該井抽油桿柱及扶正器間距進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用上文中所提到的抽油桿柱設(shè)計(jì)方法以及扶正器間距設(shè)計(jì)方法，得出抽油桿柱組合為：Φ95mm柱塞+Φ38mm拉桿1根+Φ38mm加重桿（136m）+Φ19mm抽油桿（89m）+Φ25mm光桿，扶正器間距為：5m，經(jīng)重新計(jì)算抽油機(jī)平衡度為94.2%。
5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)
（1）經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，抽油桿柱重量更大，使得下沖程中電機(jī)做功減少，抽油機(jī)平衡度由之前的過平衡狀態(tài)變?yōu)?4.2%，較好的滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。
（2）加重桿（38mm）和抽油桿（19mm）相比之前的設(shè)計(jì)來講，直徑更細(xì)，在同等井況條件下，發(fā)生偏磨的可能性以及偏磨程度會(huì)降低。
（3）新設(shè)計(jì)加重桿的重力在軸向上的分力平衡了下行程中桿柱底端的總阻力，使得桿柱下行更順暢，減小了桿柱的彎曲程度，從而減小了桿柱偏磨。
（4）對(duì)偏磨嚴(yán)重井段扶正器重新進(jìn)行配置，通過計(jì)算，扶正器間距由之前的6m縮短為5m。使得在同等彎曲力下，桿柱彎曲度會(huì)相對(duì)減小，一定程度上起到減小偏磨的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]李穎川.抽油桿柱設(shè)計(jì)數(shù)值方法[J].西南石油學(xué)報(bào)，1993，15（2）：75～78.
