银参4井防斜打直工艺

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摘要：井斜问题是油气钻井生产中一个非常重要的实际问题。井斜不仅造成很低的机械钻速，导致钻井周期长，钻井成本高，而且往往造成井身质量差，严重时导致中途填井重钻或报废，延长钻井周期，甚至达不到预定的勘探开发目的。所以，直井的井斜控制问题，不仅在理论上，而且在生产实践中都具有重要意义。

关键词：银参4井 井斜 钻具组合 钟摆钻具

银川盆地位于阿拉善地块、北祁连褶皱带与鄂尔多斯地块之间的南北向逆冲推覆构造带之北段，是贺兰山与鄂尔多斯西缘褶皱之间的新生代断陷盆地。盆地整体上呈现在前第三系复合基底上走滑拉张形成的双断结构。银参4井位于银川盆地东部断阶带平罗南反向断块构造高部位，钻探目的是为了了解银川盆地地层层序及清水营组烃源岩发育情况。清水营组岩性以棕色、灰色、灰绿色泥岩为主，夹灰色细砂岩、中砂岩及泥质粉砂岩等，下部地层泥岩中见夹杂膏盐层，在钻进施工中易发生井斜。

一、防斜打直技术

钻井实践表明，井斜的原因是多方面的，如地质条件、钻具结构、钻井操作技术措施以及设备安装质量等。归纳起来，造成井斜的原因主要有以下两方面：一是钻头与岩石的相互作用，即因所钻地层的倾斜和非均质性使钻头受力不衡而造成井斜；二是钻具组合面，即下部钻具受压发生弯曲变形使钻头偏斜并加剧其受力不平衡而造成井斜。其中地层因素是客观条件，无法改变，而钻具因素是主观条件，可以通过技术措施加以改进，控制井斜也只能从钻具方面入手。

目前常用的防斜打直技术主要有：钟摆钻具组合、满眼钻具组合、偏重偏心防斜钻具组合、偏心钻铤钻具组合、塔式钻具组合、方钻铤钻具、扁钻铤防斜等。通过分析，银参4井施工过程主要选择了钟摆钻具组合来进行直井防斜以及井斜后的纠斜。

钟摆钻具是利用斜井内钻柱切点以下钻铤重量的横向分力把钻头压向井眼下方，以逐渐达到减小井斜的效果。这个横向分力的作用犹如钟摆一样，故称之为钟摆力。增加钟摆力的一个办法是尽可能使用较大尺寸的钻铤，这样钻铤不容易被压弯，切点位置相对较高，利于减斜。另一个办法是在此切点略高的位置上安装稳定器，以提高切点位置，增大减斜力。同时，也能减小钻头外侧倾角（指产生增斜效果的钻头倾角）。可以看出钟摆钻具组合主要是利用倾斜井眼中钻头与稳定器之间的钻铤重量之横向分力，迫使钻头趋向井眼底边降斜钻进，以达到纠斜和防斜的效果。这个横向分力通常称为“钟摆力”，它使钻头产生降斜力以抵抗地层及钻具弯曲产生的造斜力。研究与实践表明加大钻压及钻具弯曲均不利于防斜打直，因此在易斜地区，往往通过吊打来实现防斜或纠斜目的。

银参4井清水营组地层软硬交错，当钻头从软地层钻入硬地层或从硬地层钻入软底层时，由于钻头在软硬交界面附近的破岩阻力不均，使钻头的钻进方向总是向地层上倾方向倾斜。底部钻具组合在钻压作用下发生平面屈曲是引起井斜的另一个重要原因，平面屈曲对井斜的影响主要有两个方面：一是使钻头轴线偏离井眼轴线，直接导致井斜；二是迫使钻压改变其作用方向，偏斜了一定的角度，使钻压的降斜力分量减少，导致井斜。

二、银参4井防斜打直施工措施

（2）钻压选择，使用0～40KN和100～120KN，避免40～100KN之间的钻压。选择钻压的理论依据，使用0～40KN的钻压是依据静力学防斜原理，保持下部钻具不弯曲，起到防斜的作用；使用100～120KN的钻压是依据动力学防斜原理，动力学降斜就是加大钻压，使底部钻具处于螺旋屈曲的动力学状态，增加降斜力和轴向附加力。动力学降斜的主要动力来自于惯性力、钟摆力和周期性轴向附加力的合力：惯性力使钻头产生很大的侧向力，侧向力与重力分量共同起到降斜作用；钟摆力与钻具支撑点以下钻具的重量成正比；在斜井段靠近钻头的弯曲钻铤随着钻柱旋转产生一个周期性的轴向附加力，它只有降斜作用，没有增斜作用。

（3）取得的效果

三、结论

防斜打直是钻井作业过程中关键的一环，控制好了井斜，才能获得高质量的井身质量。钟摆钻具是目前应用最广泛的一种防斜工具。为了充分发挥钟摆钻具的作用，应尽可能采用大尺寸钻铤加稳定器，在具体操作中应严格控制钻压。由于钟摆钻具的降斜机理是“钟摆效应”，所以它在大井斜下使用比在小井斜下使用效果要好。钟摆钻具的缺点是：工作钻压范围很小，只能轻压吊打。若增大钻压，钟摆钻具的降斜力会减小甚至变成造斜力，同时大钻压又引发地层造斜力。