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鉆井泥漿泵實用小知識(基礎、實用)

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鉆井泥漿泵實用小知識(基礎、實用)

發布日期:2018-03-28 作者: 點擊:

鉆井泥漿泵

概述

鉆井技術發展的最高階段是自動化鉆井。所謂自動化鉆井就是:鉆井全部過程依靠傳感器測量各種參數,并采用計算機采集,進行綜合解釋與處理,然后再發出指令,最后由各相關設備自動執行,使整個鉆井過程變成一個無人操作的自動控制過程。在鉆井泥漿泵自動控制過程當中,井下隨鉆測量和井下自動控制是關鍵環節,同時也是關鍵技術,二者結合起來實際上是井眼軌跡自動控制技術—導向鉆井技術。

導向鉆井技術

導向鉆井技術是鉆井工程領域的高新技術,代表著世界最先進的鉆井發展方向。目前,在世界范圍內水平井、大位移井,分支井等高難度的復雜井蓬勃發展,并得到大規模應用,傳統的鉆井技術難以適應這些高難度井的作業需要,必須依靠先進的導向技術才能保證井眼軌跡的準確無誤。

鉆井泥漿泵導向方式

導向方式主要有兩種:

1)幾何導向:

由井下隨鉆測量工具(MWD/LWD)測量幾何參數,井斜、方位和工具面的數值傳給控制系統,由控制系統及時糾正和控制井眼軌跡。

2)地質導向:

地質導向是在擁有幾何導向能力的同時又能根據隨鉆測井(LWD)得出的地質參數(地層巖性、地層層面、油層特點等),實時控制井眼軌跡,使鉆頭沿著地層的最優位置鉆進。這樣可在預先不掌握地層特性的情況下實現最優控制。

地質導向可利用近鉆頭處實時采集的地質地層參數,超前預測和識別油氣層,并根據需要調整井眼軌跡,引導鉆頭準確鉆達油氣富集區域。 地質導向的技術關鍵是近鉆頭處地層參數、井眼軌跡參數和鉆頭工作參數的實時測量。

導向工具

導向鉆井的實現主要靠導向工具,導向工具分兩大類:

1)滑動式導向工具

滑動式導向工具的特征是導向作業時鉆柱不旋轉 ,鉆柱隨鉆頭向前推進,沿井壁滑動。 滑動式導向存在許多缺點:鉆柱的扭矩、摩阻大;井眼清洗不徹底;械鉆速慢等等,但目前仍占主導地位。

定向鉆井大多使用井下動力鉆具,主要的滑動式導向工具有:彎外殼馬達、可調彎接頭、可變徑穩定器等。滑動式導向工具組合方式:鉆柱+MWD/LWD+動力鉆具+鉆頭。

2)旋轉式導向系統 (RSS)

旋轉式導向工具直接引導鉆頭沿期望的軌跡鉆進,從而避免鉆柱躺在井壁上滑動,使井眼得到很好的清洗,同時允許根據地層選擇合適的鉆頭。這樣可顯著地減輕或消除滑動式導向工具的不足。

目前旋轉式導向工具主要有:VDS自動垂直直井鉆井泥漿泵系統、SDD自動直井鉆井系統、ADD自動定向鉆井系統、RSD旋轉導向鉆井系統,RCLS旋轉閉環鉆井系統等。

旋轉導向鉆井特點

1)在鉆柱旋轉的情況下,具有導向能力;

2)可以與井下馬達一起使用;

3)配有全系列標準的地層參數及鉆井泥漿泵參數檢測儀器;

4)配有地面&井下雙向通訊系統,可根據井下傳來的數據,在不起鉆的情況下從地面發出指令改變井眼軌跡;

5)工具設計制造模塊化、集成化;

6)可以在150℃以上的高溫井中使用;

7)不需要特殊的鉆井參數,就可以保證最優的鉆井過程;

8)導向自動控制,以保證準確光滑的井眼軌跡。

旋轉導向主要技術參數

1)測量井深:指井口至測點間的井眼實際長度。  

2)垂直井深:通過井眼軌跡上某點的水平面到井口的距離。

3)造斜點:從垂直井段開始傾斜的起點。  

4)井斜角:測點處的井眼方向線與重力線之間的夾角。  

5)方位角:以正北方向線為始邊,順時針旋轉至方位線所轉過的角度,該方向線是指在水平面上,方位角可在0—360°之間變化。

6)井斜變化率: 井斜變化率是指單位長度內的井斜角度變化情況。以度/100米來表示也可使用度/30米或度等)。 

7)方位變化率:方位變化率是指單位長度內的方位角變化情況,以度/100米來表示(也可使用度/30米等)。  

8)狗腿嚴重度:狗腿嚴重是用來測量井眼彎曲程度或變化快慢的參數(以度/30米表示),狗腿嚴重度 既包括了井斜角的變化也包括了方位角的變化,是鉆進過程當中需要重點關注的數據

9)GR-自然伽馬

GR是測量地層里面的放射性含量,巖石里粘土含放射性物質最多。通常,泥巖GR高,砂巖GR低。

10)CAL-井徑

井徑就是測量井眼尺寸的大小。比如用八寸半的鉆頭鉆的井眼,測量的井徑或為八寸半,或大于八寸半(稱擴徑),或小于八寸半(稱縮徑)。測量的井徑是對所鉆井泥漿泵眼尺寸大小的直觀認識。

11)AC-聲波

人們常說的聲波即是聲波時差,單位為毫秒每英尺,聲波時差小,也就是聲波在地層傳播的時間少,說明地層比較致密和堅硬。反之地層比較疏松。

12)CN-中子

用放射源向地層發射高能粒子轟擊地層的原子來測量中子,我們也叫中子孔隙度,也叫總孔隙度,測量的是流體體積占整個巖石的百分比。

13)電阻率 resistivity

電阻率分為微側向和雙側向(包括淺側向和深側向),它們的區別就在于探測深度不一樣,深側向探測深度最大,淺側向次之,微側向最小。由于泥漿對地層的侵入不同,井眼為圓心在不同的半徑范圍內,地層有完全被泥漿侵入、部分被泥漿侵入、未被泥漿侵入,這分別對應微側向、淺側向、深側向探測的地層。


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