连续油管钻井井下增压技术探析

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  摘要:在油田钻井施工过程中连续油管钻井技术是一种新型技术,该技术与传统钻井技术相比有着非常多的优势。但是连续油管钻井技术在施工过程中,由于油管重量轻,强度小,会发生扭曲状况,随着油管钻井工作的不断旋转,导致油管出现的摩擦阻力更大,从而影响钻压的施加,因此通过对现有连续油管钻井技术的原理和结构进行分析,得出相应的改进方向,能够有效增加油田的经济效益和社会效益。
  关键词:连续油管;井下增压;技术
  随着科学技术的不断发展,油田钻井技术也得到了有效改善,连续油管钻井技术是石油钻井技术中的一种新技术,该技术在很多方面已经得到了广泛应用,连续油管钻井技术在水平井等技术领域有着非常多的优点。但是连续油管在实际应用过程中会受到很多因素的影响,无法向井底提供足够的钻压,井下增压技术能够有效解决这一问题,因此井下增压技术可以为连续油管钻井提供足够的钻压,进而有效降低钻井成本和提高油气采收率。
  1井下增压钻井技术概述
  1.1井下螺杆增压钻井
  井下螺杆增压钻井技术的工作原理为:利用泥浆的流动产生动能,进而带动螺杆钻具进行转动,泥浆注入注塞泵中,并通过注塞泵施加压力,在高压作用下泥浆会从喷嘴中喷出,在喷射的过程中,帮助钻头进行破岩工作。井下螺杆增压钻井工作性能稳定、可操作性简单、并且所产生的压力能够进行有效控制,该技术在硬地层中有着明显的工作效果。
  1.2井下射流增压钻井
  井下射流增压钻井技术的工作原理为:利用射流节流装置改变射流方向,从而带动下部装置形成增压效果,利用节流元件能够对泥浆形成一定的节流压降,从而带动下部装置进行往复运动,形成高压射流进行破岩工作。井下射流增压装置结构简单,并且工作性能比较稳定,所产生的能量交换率较高。
  1.3井下减振增压钻井
  井下减振增压钻井技术的工作原理为:利用在钻井过程中钻柱的纵向振动来作为钻井能量来源,钻柱的纵向振动可以带动井下钻塞进行上下运动,利用钻柱振动所形成的波动对泥浆进行增压,并且通过钻头上的喷嘴形成高压射流,从而达到破岩工作效果。
  井下减振增压钻井工具不适合用于定向井、水平井以及大位移井;该钻井技术能够应用于坚硬的地层,并且能够有效提高钻井速率。
  1.4牵引器
  牵引器的工作原理為:利用涡轮发电机进行启动,牵引器轮子从内部进行展开,接触井壁后牵引器会开始转动,从而带动管柱向前移动。利用牵引器提供牵引力,可以有效减少油管的摩擦,有效提高钻井速率,不需要依靠高压喷射来进行增压。
  2连续油管钻井井下增压技术
  2.1连续油管钻井井下增压技术特点
  常规钻井的井下增压技术和工具比较多,但是这些增压技术和工具不一定适用于有连续油管钻井,连续油管钻井形成的井眼比常规钻井形成的井眼要小,因此井下增压提出了更高的要求。连续油管钻井井下增压工具需要满足减少扭距要求,减少注入头在工作中的压力,从而提高连续油管的钻井效率。利用连续油管进行钻井会受到多种因素的影响,可以通过井下增压技术或者工具来解决这一系列因素问题,因此研究连续油管钻井井下增压技术非常重要。
  连续油管钻井井下增压工具的优势如下:
  (1)连续油管钻井井下增压不需要依靠地面设施。
  (2)能够有效降低扭矩和钻压的要求,从而有效提高机械钻井效率。
  (3)可操作性比较强、能够有效降低钻井成本、安全系数高,在钻井工程中有着广泛的应用前景。
  (4)工作性能相对稳定,能够充分利用泥浆在压降和增压过程中实现能量的交换。
  (5)能够有效克服连续油管自身问题,增压效果明显。
  2.2连续油管钻井井下增压技术
  (1)井下螺杆增压技术是我国钻井工程技术中比较常见的增压技术,该技术主要应用于连续油管钻井。井下螺杆增压装置结构简单,所形成的增压效果明显,但是在实际应用过程中超高压射流钻头比较脆弱,非常容易发生断裂现象,对于软硬交替的地层,会使井下螺杆增压装置的使用寿命减少,可以采取改变钻头材质的方式来解决超高压喷嘴小问题,进一步提高钻井效率,井下螺杆增压技术在钻井工程中的应用比较广泛。
  (2)井下射流增压技术主要依靠超高射流来提高钻井速率,由于连续油管钻井自身特点,所形成的井眼较小,因此在利用井下射流增压技术之前,需要解决排量小,寿命短等问题。可以通过增大增压比来加大射流速度,选择耐磨耐服是钢材,可以有效提高井下射流增压技术在连续油管钻井中的应用。
  (3)井下减振增压技术的主要功能包括减振和增压,钻柱在纵向运动过程中所形成的减振效果,可以保护钻头不会受到伤害,从而有效延长钻头的使用寿命;钻柱振动所产生的能量可以转化给泥浆,从而实现增压效果。钻柱振动幅度和井深成正比例关系,可以为泥浆提供更多的能量。井下减振增压技术具有非常独特的优势,因此该技术是很多钻井企业所研究的重点。对井下减振增压迅速实施之前需要解决泥浆排量小问题,可以采用提高增压比和改进喷嘴等方式,来提高井下减振增压装置的应用。
  (4)牵引器的工作原理与其他几种井下增压方式不同,牵引器主要是为油管提供牵引力,减少摩擦阻力,从而有效提高钻井速率。牵引器能够有效帮助小井眼和大位移井的钻井效率。
  虽然井下牵引器在钻井过程中的应用比较广泛,但是在连续油管钻井中的应用还是会存在很多的不足:第一,牵引器结构不紧凑,外径尺寸过大,不能完全适应井下管径。第二,牵引器所形成的牵引力太小。可以从结构上对牵引器进行优化设计,并提高牵引器的牵引力,从而有效提高牵引器在连续油管钻井过程中的应用。
  3结束语
  连续油管钻井速率会直接影响油田的经济效益,油田企业发展的趋势是降低油田钻井成本,提高油田采收率。连续油管钻井技术所涉及到的内容比较多,只有不断对连续油管钻井技术进行改进和完善,才能够在最大程度上提高油田的经济效益和社会效益,对石油行业的发展有着非常重要的影响。
  参考文献:
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