井下套管損壞機(jī)理及圍壓分析-英文翻譯.

1、套管鉆井和階段性工具的結(jié)合：一種獨(dú)特的緩和井底條件的方法Combination of Drilling With Casing and Stage Tool Cementing: A Unique Approach to Mitigating Downhole Conditions作者：R. Robinson, SandRidge Energy, and S. R osen berg, SPE, B. L i r ette, SPE, and A. C. Odell, SPE, W eat her ford I ntl. L td . 起止頁碼：1-12出版日期（期刊號）：2007年2月20日

2、出版單位：SPE/IADC Drilli ng Conference摘要目前科羅拉多州重大挑戰(zhàn)是在派深斯盆地西北部的天然氣田鉆井和套管方案的 設(shè)計。這一地區(qū)地質(zhì)情況較為復(fù)雜，其與浸漬形成巖床，導(dǎo)致“克魯克德鉆洞“的產(chǎn) 生。因此造成的問題，包括鉆井時失去流通，并未能使水泥下到水泥工作臺的9 5/8寸套管，可能造成套管達(dá)不到總鉆探的深度。通過對問題的勘察，管理人員在該地區(qū)得出結(jié)論認(rèn)為，一種不同的方法得到授權(quán) 是和選定的套管鉆井（DWC作為以前勘察的替代。 鉆井與套管，加上固井的表面外 殼，預(yù)計將產(chǎn)生顯著有效的表面和套管鉆孔作業(yè)，從而減少了非生產(chǎn)性時間（ NPT 和相關(guān)的成本。本文回顧了在派深斯盆地

3、中遇到的問題即傳統(tǒng)的表面鉆井和套管作業(yè)。同時也審查了鉆井監(jiān)督關(guān)于套管和鉆井的實(shí)施方案。背景自2003年以來投資方已在派深斯盆地開采天然氣。圖1顯示普通區(qū)域的地圖。在遇到比較困難的鉆井和套管表面制造空穴，鉆井監(jiān)督人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)來判斷以 及解除困難。這通常是針對約3100英尺的鉆采深度。鉆井所造成的問題浸漬形成巖 床，失去了循環(huán)間隔，而且?guī)r石的強(qiáng)度不夠。常規(guī)鉆井泥漿馬達(dá)使用的做法和低重 位（鉆壓）鉆探了十二寸又四分之一深 。表面空穴因?yàn)楦咩@壓與常規(guī)鉆井測試結(jié)果 往往有嚴(yán)重的增加傾向，有時超過 7。表I列出了一個典型的常規(guī)鉆具組合，tLocatione. (60 mfleof Rrfle) CRR

4、Eq B Fa neo CountyRifled Denver 1 BO m itoeK vex1 Oftna-lMd igon4 aCrhnd - 1200 Psi以關(guān)閉）是在機(jī)械強(qiáng)度極限為9 5/8寸套管下進(jìn)行的 即36磅/英尺的J-55套 管上運(yùn)行的。圖5內(nèi)部套管驅(qū)動裝置ShearAnti-Rotation CementingScrewsScrewsClosingSeatInnerSleeveOpeningSeat圖6雙重旋啟式止回閥浮箍在固井中的應(yīng)用圖8帶有輸油管裝卸臂的鉆井裝置（六）鉆探平臺。該鉆機(jī)選定套管鉆井信息計劃是一個單打式鉆井平臺（圖 8 ）,配 備了 250噸的動滑輪和定滑

5、輪，提請工程額定 630馬力。此外，該臺有一個管道處 理臂能夠解除和轉(zhuǎn)讓管在管架上的立場垂直度，從而最大限度地減少人類于其的接 觸。管臂處理的頻繁與否被認(rèn)為是一個重要的安全功能指數(shù)。頂部驅(qū)動器具有的最好狀況是150轉(zhuǎn)/分鐘的扭矩容量2.4萬英尺/英鎊。徹底審查鉆井設(shè)施的運(yùn)營商和承包商人員設(shè)立鉆井套管的內(nèi)部套管驅(qū)動工具， 再加上最高頂部驅(qū)動的總長，只允許與一個40英尺長套管聯(lián)合。這也時在預(yù)裝配鉆具組合中長度最大的。鉆井和固井計劃程序要求設(shè)置14英寸導(dǎo)管大約120英尺的測量深度，然后鉆進(jìn)12 3/4寸 套 管。插入內(nèi)徑大約1500英尺的導(dǎo)管，利用泥漿馬達(dá)鉆具組合。在這一點(diǎn)上，常規(guī)鉆 具組合是需要拆

6、卸的和套管（12 1/4英寸）鉆井作業(yè)開始。套管的設(shè)置和硬質(zhì)合金 分兩個階段進(jìn)行。歷史上用于這種情況的是聯(lián)邦 399-1-5油井，在2006年6月開鉆。經(jīng)過14項(xiàng)工 作完成。導(dǎo)管被定在約120英尺深，內(nèi)徑為12 3/4寸。鉆1540英尺的孔，傳統(tǒng)的 方式是采用泥漿馬達(dá)鉆具組合。 插入牙輪位和淡水流體系統(tǒng)使用。據(jù)觀察1470英尺 并發(fā)生3.75。傾斜的鉆孔（12 3/4寸）是12 3/4寸而不是傳統(tǒng)的12 1/4英寸，被 用來最大限度地減少絆鉸孔中的12 1/4寸套管傾斜度，套管鉆井鉆具組合。圖9非旋轉(zhuǎn)鉆井套管扶正器9 5/8英寸X 12 1/4英寸DS3線程鎖定的第一次聯(lián)合套管接走使用常規(guī)套管

7、邊 門梯。非旋轉(zhuǎn)式套管鉆井扶正器（圖9），跨越了兩個止動環(huán)，被安放在中間的第二級聯(lián)合套管的雙重?fù)醢彘y浮動領(lǐng)上。這個扶正器的定位是在DS3鉆頭以上的86英尺處。總共有6個非旋轉(zhuǎn)式套管扶正器運(yùn)行。扶正器運(yùn)行兩邊有階段性工具。用鉆機(jī)的 管裝卸臂和下12 1/4寸套管。套管鉆井鉆具組合的運(yùn)行是在 12 3/4寸套管。然而 在1057英尺深的鉆洞套管是洗滌和擴(kuò)通過間歇緊點(diǎn)上下的工具。定位機(jī)械階段工具 是在套管柱定為1404英尺深。套管鉆井開始，用9 5/8英寸 套管。套管鉆井在2068 英尺深市沒有任何事故的。聯(lián)系前面的知識，每個關(guān)節(jié)都很重要，以及前面的兩個高粘度得鉆井泵。在2068 英尺深，總流通丟失

8、。該鉆機(jī)的水泵安放在套管的環(huán)形空間，并且抽取120桶的水用 來填補(bǔ)9 5/8寸X 12 1/4寸的油套管環(huán)形空間。把空氣壓縮機(jī)放在網(wǎng)上，空氣泵水約600轉(zhuǎn)/分鐘，并獲得了回潰。套管鉆井業(yè)作業(yè)繼續(xù)鉆至2473英尺，空氣泵幾乎完全停止使用。表面觀察到了鉆壓和扭矩達(dá)到到 8至15千磅和6至10千英尺/磅, 旋轉(zhuǎn)速度為60至80轉(zhuǎn)/分鐘.套管鉆井如果沒有發(fā)生任何事故就持續(xù)鉆進(jìn)到計劃的總 深度的3075英尺。被安放在內(nèi)部套管驅(qū)動工具的中心，和 3英寸酚醛轉(zhuǎn)換球（3.45SG）被替代。內(nèi) 部套管驅(qū)動工具的中心重新參與到套管和鉆井平臺，水泵是用來分DS3球座的渠道。在施加壓力至2700PS后,替換DS叨片。

9、通過葉片位移來觀察鉆機(jī)的立場管壓力表的 升降情況。內(nèi)部套管驅(qū)動工具中心被顯示是下降的，之后籌備固井，安裝頂部水泥。第一階段的水泥漿包括12.0（ 310袋）和“G級水泥混合，隨后進(jìn)行的尾礦漿 由是一類“ &級（190袋）和15.8進(jìn)行混合。由水泥泥漿流失失去 231桶水。分接 工具打開錐體手動下降套管。循環(huán)水是每分鐘循環(huán)5.5桶水利用鉆井泵進(jìn)行分界。經(jīng) 過4小時的循環(huán)，第二階段是水泥漿料泵。第二階段的泥漿包括12.0 （215袋）-和“G級混合，其次是尾水泥漿由15.8（ 80袋）和“G級結(jié)合，大約17噸水泥 分發(fā)表面。截止插頭下降，成功地實(shí)現(xiàn)了6.4桶/分鐘。一位土地管理局的代表見證固井工作

10、，任何補(bǔ)救井都是需要的.圖10是一個示意圖序列的鉆探 DS3鉆頭替代，以 及雙級固井工藝。IIStageCemeniingToolDoubleVatveFloat CollarDS3Hill1. Drill lo TD2. Drop ball & pcessure to displace DS3 hl日des3. Pump down top wip&r plug4. Drop) opening cone, pressure up.圧 shift stags lool ports5. Pump 4own closing plug6. Drill out shoe & drill OSS with

11、 conventional drill bit圖10鉆頭3工具轉(zhuǎn)換和連接步驟套管鉆井結(jié)合多個一級固井技術(shù)被證明是比較優(yōu)越的做法。平均時間節(jié)約2.72以及減少21 %已經(jīng)實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金鉆套管鉆井階段使用的工具與技術(shù)，表面洞鉆井與常手段的間隔是5.75天和7.38天這項(xiàng)技術(shù)使運(yùn)營商，在計劃套管深度下大大減少了工作時間。套管鉆井技術(shù)工具結(jié)合固井工具使每三口井的進(jìn)行表面鉆洞工作的非作業(yè)性時間減少3天，使非作業(yè)性時間減少了 47 %，在兩個井，非作業(yè)性時間減少了 0和 0.35 天。套管鉆井的流體損失顯著小于表面常規(guī)鉆洞，據(jù)記載在失水中的損失節(jié)省多達(dá)4.0萬美元常規(guī)鉆井有兩項(xiàng)工作是套管在 300英尺和42

12、7英尺的距離以及深度進(jìn)行的。每 口井使用套管鉆井技術(shù)可以使表面套管到達(dá)到計劃的深度所有階段的工作的固井工具的是在套管鉆井水泥返回地面后完成的套管鉆井技術(shù)使平均井斜減少44 %所有使用DS3鉆頭PDC刀片的環(huán)沒有發(fā)生任何事故。全部DS3的鉆采用常規(guī)牙輪 鉆頭。結(jié)論套管鉆井使用一級固井確保主要的水泥工作表面。套管鉆井相比以往的常規(guī)鉆井減少了非作業(yè)性時間。套管鉆井可以使所有的套管放入油井預(yù)定深度DS3鉆頭是一個成熟的套管鉆井工具，鉆探完成孔科，鉆頭與常規(guī)鉆頭被置換成PDC刀具。專業(yè)術(shù)語BHA=井底管柱結(jié)構(gòu)BLM-土地管理局CBL=水泥膠結(jié)測井DS3=鉆頭3DwC=鉆井與套管ICDT=內(nèi)部套管驅(qū)動工具

13、MD=測量深度NPT=非作業(yè)性時間ROP=滲透速度RPM=轉(zhuǎn)/分鐘SCF=標(biāo)準(zhǔn)立方央尺TD=總深度ucs =無側(cè)限抗壓強(qiáng)度WOB =鉆頭重量表1.套管鉆具使用之前鉆具的擺動情況井底管柱結(jié)構(gòu)長度（ft）累計長度（英尺）外徑（英寸）內(nèi)徑（英寸）鉆頭（國際鉆井 承包商協(xié)會系列 415X）1.501.5012.75鉆井馬達(dá)27.0928.598.008寸鉆鋌29.3957.987.883.00At宀酥 穩(wěn)定器5.8863.868.002.81減震裝置13.7077.568.192.758寸鉆鋌29.86107.427.883.068寸鉆鋌r30.27137.697.312.87轉(zhuǎn)換接頭3.18140.

14、878.02.626 1/4寸鉆鋌31.04171.916.252.256 1/4寸鉆鋌31.00202.916.252.256 1/4寸鉆鋌31.09234.006.192.256 1/4寸鉆鋌31.03265.036.252.316 1/4寸鉆鋌31.05296.086.252.256 1/4寸鉆鋌31.04327.126.252.25表2在地表井段最大化傾斜的數(shù)據(jù)比較井名套管鉆井測量深度（英尺）最大井斜角度（度）聯(lián)邦 298-18-1否7342聯(lián)邦 299-26-1否3.0113聯(lián)邦 299-23-1否2.1597.25聯(lián)邦 299-27-1否2.4506聯(lián)邦 299-27-2否2.99

15、26聯(lián)邦 299-23-2是3.2524聯(lián)邦 299-22-1是3.2992.5聯(lián)邦 299-23-3是3.3502聯(lián)邦 398-7-3是3.2852聯(lián)邦 399-2-1是3.0774.2聯(lián)邦 399-1-5是3.0403.75聯(lián)邦 399-1-2是3.0001.3表3地表鉆井和非作業(yè)性時間的比較油井鉆井類型表面深 度和測 量深度（英尺）9 5/8-寸 套管測量 深度（英 尺）總深度與 坐封深度 之差（英 尺）開鉆到固 井完成時間（天）非作業(yè)性 時間伏）聯(lián)邦29818-1常規(guī)170216168612.388.07聯(lián)邦29926-1常規(guī)30112976359.382.79聯(lián)邦29923-1常規(guī)346533828313.693.92聯(lián)邦29927-1常規(guī)3127270042720.7915.00聯(lián)邦29927-2常規(guī)300227023007.381.89聯(lián)邦29923-2套管鉆井32663263311.753.96聯(lián)邦23-3 -3b套管鉆井33243321311.003.04聯(lián)邦29922-1b套管鉆井2992298939.652.29聯(lián)邦398-7-3c套管鉆井2964296136.790.35聯(lián)邦