Com evitar que la cadena de perforació s'enganxi (pèrdua de pes a la broca) durant la perforació?

El terme "pès perdut a la broca" (LWB) fa referència a un escenari durant la perforació en què el pes dissenyat a la broca (WOB) no actua sobre la broca. En canvi, a causa de la fricció excessiva entre la sarta de perforació del fons del pou i la paret del pou, tot el pes aplicat és absorbit per la sarta de perforació.

Quan s'aplica WOB, la contracció del pou sovint fa que el pes s'exerceixi completament sobrecadena de perforacióo estabilitzadors. Això requereix l'aplicació contínua de pes, però s'ha de tenir en compte la resistència a la compressió de la sarta de perforació. Cada increment de pes pot provocar un petit moviment cap avall de la sarta de perforació; l'aplicació repetida de pes permet que la sarta de perforació es mogui més enllà de la secció de pou encongida. En el moment en què la sarta de perforació surt d'aquesta secció, la broca entra en contacte ràpidament amb el fons del pou. Com que el WOB en aquest punt és més alt que el de la perforació normal, la broca penetra a la formació més profundament, cosa que provoca un augment sobtat del parell de torsió. Això pot fer que la taula giratòria o l'accionament superior s'aturin. Si es produeix un bloqueig, no aixequeu la sarta de perforació bruscament; primer allibereu el parell de torsió. La perforació normal es pot reprendre després d'ajustos repetits.

La pèrdua de pes a la broca es produeix normalment en els casos següents: perforació direccional de pous verticals amb fresat posterior o pous direccionals amb múltiples operacions de fresat posterior, fresat de finestres i perforació direccional de desviament, i perforació direccional de pous horitzontals. A causa de la trajectòria del pou i diversos factors de resistència, és difícil que la pressió aplicada a la sarta de perforació es transmeti a la broca. A partir d'instruments complets de registre de fang i indicadors de pes, això es mostra com: la posició de la broca es manté sense canvis i no es guanya metratge malgrat l'augment continu del WOB; la pressió de la bomba no augmenta i no es produeix cap bloqueig de la bomba. Tanmateix, un augment addicional del WOB pot provocar un bloqueig sobtat de la bomba. En el cas dels pous direccionals, la pèrdua de pes a la broca no només interromp les operacions direccionals normals, sinó que també corre el risc que la canonada es bloquegi si les operacions són incorrectes.

1. Enfortir el control de la trajectòria del pou i optimitzar la configuració de la cadena de perforació

Per abordar la pèrdua de pes a la broca causada per una mala trajectòria del pou, la principal mesura d'enginyeria és millorar el control de la trajectòria. Per a pous direccionals d'angle elevat i abast estès, s'hauria d'adoptar un control guiat completament per mantenir la desviació i l'azimut del pou en línia amb el disseny, evitant el fresat posterior a causa de desviacions del disseny.

Per a la pèrdua de pes a la broca resultant d'una mala trajectòria del pou, la solució més eficaç és simplificar la configuració de la columna de perforació: reduir el nombre de collars de perforació i augmentar el nombre de tubs de perforació de pes elevat (HWDP). Això redueix la rigidesa de la columna de perforació, redueix l'àrea de contacte entre la columna de perforació i el pastís de fang i evita tant la pèrdua de pes a la broca com l'enganxament diferencial.

Pel que fa a la pèrdua de pes en la broca en pous horitzontals, les mesures s'han de centrar en la neteja del pou, la lubricació i les tècniques operatives del perforador.

2. Millorar la neteja

La millora de la neteja inclou la neteja de pous i la purificació del fang superficial mitjançant equips de control de sòlids superficials.

Millorar la capacitat de càrrega de residus del fang

En projectes recents de perforació direccional, s'utilitzen habitualment broques PDC combinades amb tecnologia de motors orientables, que aconsegueixen un metratge relativament ràpid i trituren els residus en partícules fines, cosa que planteja certs reptes per a la neteja dels pous.

Requisits de desplaçament per a diferents seccions de pou:Per a la secció de pou de φ311 mm, el desplaçament ha de ser superior a 3,4 m³/min; per a la secció de pou de φ216 mm, ha de ser superior a 1,1 m³/min.

Ajust dels paràmetres reològics del fang en funció del retorn dels residus del fons del pou:Per al fluid de perforació de polímer amb baix contingut en sòlids, la relació plàstica dinàmica s'ha de controlar entre 0,42 i 0,50 per garantir un bon efecte de transport de residus. Pel que fa a la viscositat del fang i la resistència del gel, la viscositat dels pous direccionals d'angle elevat s'ha de mantenir per sobre dels 48 segons: una viscositat alta i una resistència del gel ajuden a prevenir l'assentament vertical dels residus.

En un projecte de perforació, quan la desviació del pou era de 50–60 graus, l'addició de gel orgànic positiu va reduir la viscositat del fang a aproximadament 42 segons, cosa que va provocar un mal retorn dels residus de fons de pou i una pèrdua de pes a la broca durant la perforació direccional. Les condicions normals de fons de pou es van restablir després d'augmentar la viscositat del fang a 50 segons.

Per a pous amb una profunditat superior a 200–300 metres, els pous horitzontals es poden estirar fins a la secció del pou amb una desviació de 20–30 graus. En la configuració de la columna de perforació per a la perforació direccional, normalment s'inclouen diversos grups de collars de perforació. En pous recentment perforats, la presència de collars de perforació augmenta la velocitat de retorn del fang anular, de manera que els llits de residus solen assentar-se al pou antic. Per tant, alguns equips de perforació només estiren la secció del pou recentment perforat, cosa que té poc efecte en la ruptura dels llits de residus.

3. Millorar la lubricitat del fang i la qualitat del pastís de fang

Millora la lubricitat del fang

Les mesures específiques per millorar la lubricitat del fang inclouen, primer, augmentar la dosi de lubricants i, segon, utilitzar una combinació de diferents lubricants.

En la perforació direccional, el petroli cru se sol barrejar amb el fang durant les operacions direccionals. Tot i que el petroli cru té una bona lubricitat, la seva addició degrada la qualitat del pastís de fang. Per tant, en les operacions de perforació direccional, el petroli cru s'ha d'utilitzar juntament amb lubricants a base d'aigua. Això no només resol el problema de la lubricació, sinó que també evita els pastissos de fang gruixuts causats per una dosi excessiva de petroli cru.

La fricció de lliscament augmenta amb el coeficient de fricció. Per solucionar-ho, es poden barrejar aproximadament de 3 a 5 tones de petroli cru al fang, amb un contingut de petroli cru que no superi el 9-10%.

Millorar la qualitat del pastís de fang

Per millorar la qualitat del pastís de fang, es poden afegir materials de fang com ara asfalt sulfonat i resina fenòlica. El pastís de fang d'alta qualitat redueix el risc d'enganxament diferencial causat per la pèrdua de pes a la broca.

A més dels lubricants líquids, els lubricants sòlids i els lubricants d'extrema pressió també són eficaços per reduir la pèrdua de pes a la broca. Quan es produeix una pèrdua de pes a la broca durant la perforació direccional en formacions dures, afegir 200-300 kg de grafit expandit alhora té un bon efecte per resoldre la pèrdua de pes a la broca causada per una mala lubricitat.

Contacte: May Ye

Mòbil/Whatsapp:+0086-18109206861
Correu electrònic:landrill@landrilltools.com
Web: www.landrilltools.com