斜度因素（共8篇）
斜度因素 篇1
腾讯科技讯 (悠悠/编译) 据美国太空网站报道, 一些科学家指出, 如果人们认为夏季过于炎热, 冬季过于寒冷, 那么地球远古时期极端气候则让我们对当前的环境气候感到欣慰。在6亿年前, 伴随着地球气候的平缓, 地球上出现了一些复杂生命形式。在地球之外的星球上, 极端的季节气候将调节温度, 从而决定是否生命大量出现、勉强维持或者消亡。目前, 科学家表示, 外星生命不可能存活于类似天王星高倾斜轴的星球上。
天王星的倾斜角为97度, 其赤道和行星环几乎接近垂直
当行星轴旋转相对于行星轨道平面倾斜时就会出现季节变化, 最新研究显示伴随着行星轴倾角减少, 相应地会出现季节性气候变化。这将有助于调节全球气温, 对于地外生命的生存起到至关重要的作用。同时, 科学家考虑到该现象的负面影响:这样的星球拥有炎热的夏季和非常寒冷的冬季, 这样不会形成任何复杂的生命形式。德国波茨坦市莱布尼兹天体物理学会博士后助理研究员雷内-赫勒 (Rene Heller) 说:“行星轴倾斜角度是衡量一颗行星气候和可能存在生命的至关重要因素。”据悉, 赫德是该项研究报告第一作者, 他和研究同事分析发现由于红矮星周围宜居行星的潮汐引力交互作用可导致行星倾斜度减少。
拥有适当倾斜角的行星具有鲜明的季节性变化
季节失调
许多因素和现象都会对行星的倾斜角产生显著影响, 例如:遭受较大宇宙星体碰撞, 同伴行星和中心恒星的引力牵引。对于一颗拥有倾斜轴的行星, 一年之内气候变化将非常显著, 北半球和南半球将接收到不同等级的恒星光线。
目前地球倾斜角度为23.5度, 伴随着日常旋转, 适度的倾斜使最寒冷的极地和最炎热的沙漠地区之间的温差不大。不同于我们的地球, 另一颗不超过几度倾斜度的星球则不具备鲜明的季节性变化。最寒冷的极地将导致较狭小的宜居区域, 如果这颗星球的赤道还非常炎热, 那么这颗行星则非常难以形成复杂生命。除非这颗行星位于行星系统中宜居地带, 该轨道地带可维持表面存在液态水资源。
如果一颗类地行星的倾斜轴角度接近天王星, 大约90度, 其北极在一年四分之一时间指向主恒星, 另外一年四分之一时间偏离主恒星。赫勒说:“当北极暴晒时, 赤道则较少照射恒星光线, 而南极则处于完全黑暗寒冷之中。”最终, 行星一侧半球处于灼热地狱, 而另一侧半球处于冰冷地狱。更糟糕的是, 半年之后这种“地狱环境”将颠倒, 赫德指出, 一年之内该行星的半球气温将循环变化, 或出现灼热, 或出现寒冷。很难维持生命存在。
气候极端炎热或者极端寒冷
生命总是具有很强的适应性, 或许存在着某种生命形式可以适应天王星类型的高倾斜角行星, 它们或许能够快速迁移至位于赤道周围的环境。顽强的微生物或许能够承受极端变化的温度, 例如:一些能够适宜地球恶劣气候变化的生物, 它们主要是微生物群体, 也被称为“极端微生物”。
一种叫做嗜热微生物的生命体, 能够生活在炽热温泉和海洋底部没有光线的热液喷口附近。Kandlerican菌能够在250华氏度以上的高压水环境中繁衍。另一方面, 嗜冷微生物可生存在覆盖冰层的海水中, 温度降至5华氏度。
当处于非常炽热或者非常寒冷的温度环境下, 孢子细菌则进入一种抑制状态, 自身包裹在一个恶劣环境, 它们此时状态叫做“内孢子”。这些微生物可长期潜伏在冰层之中数百万年, 当冰层融化时恢复过来开始繁衍生息。
拥有倾斜角的宜居行星
在当前的系外行星研究中, 天文学家很少掌握到多数行星除体积、质量和轨道周期之外的特征, 分辨行星轴倾斜角度及其产生的效应, 将是未来数十年在宜居行星上搜寻外星生命的重要因素。
如果某颗行星拥有类似地球的倾斜角度——23.5度, 并且环绕恒星的距离接近于地日距离, 这种宜居地带可提供存在鲜明季节性特征, 因此可像地球一样能够孕育复杂生命。
赫勒说:“太阳系中星体的倾斜角变化已经过大量的研究分析, 但对于研究系外行星却是一个全新领域。”
水平定位斜度测量尺等 篇2
我发现父亲在工作过程中常常抱怨，测量尺有许多缺点如：原来的水平定位斜度测量尺只能测量水平或一些特殊的角度；水平泡不可以调整，若水平泡移位，则水平尺报废，使用寿命较短。水平定位斜度测量尺就是改善这些缺点的一个工具。
该水平定位斜度测量尺利用的原理是：它利用了“水平泡”旋转体的中心线与物体同心圆中心线所产生的水平线与斜线相交，所得的角度值；靠水平泡边缘定位，刻度还采用了游标卡尺数值确定的原理。
网上看到的“全方位水平尺”是一个用圆缺形封闭容器装水后，留一个水泡。利用水泡总是最高跑的原理来测量斜度，凭理论推断1，这种“水平泡”仍不可调：2测量不精准3，发明时间虽然不短，但至今尚未使用。
因此，该项目既可测出较精确的角度，而且使用简便，增加了功能。而成本未增加，有利于成批生产；另外，该尺的使用寿命也得以延长。
安全耐用拖把
何婧
现实生活中，人们常在拖把的一头钉上一颗钉子用来挂在某处(如图a)，但在拖地板时一不小心，则会把手刺破血流不止，且当拖把上的布磨损后，拖把棒没有坏也被丢掉了。
于是我想，能否在拖把的一端不钉钉子，而又可方便悬挂；能否将磨损的布换掉，循环利用。具体方法是：
1根据“代换”原理，我将钉子不钉在拖把上，而钉在墙角上某处，在拖把的端头附近挖一个小孔，如图b所示，即解决了第一个问题。
2在安装拖布的一头先固定一个比拖把棒略大的塑料圈，然后将拖把布用铁丝固定在塑料圈上(或用螺杆螺帽式连接)，当拖布磨损后，即可很方便地换掉拖布。
粉笔灰收集槽
陆吉吉
现有黑板下面的搁片太窄，且无槽，使粉笔头(灰)容易外逸，造成讲台和教室灰尘污染。再加上黑板下的搁片不能放置粉笔盒，使粉笔盒不得不放在讲桌上，使得讲桌也满是粉笔头(灰)，教师的讲义或教学设备常常沾满粉灰。
大斜度井套管开窗技术 篇3
1.1 SZ系列开窗侧钻工具
SZ系列开窗侧钻工具特点:斜向器斜面设计为3˚;斜向器斜面经过表面硬化处理, 斜面的抗磨性较好;轴向和周向有两套卡瓦、共计6片, 可以避免发生移动;活塞依靠水力打压, 使活塞锥体推动卡瓦外张嵌入套管;正转丢手, 比较安全方便;套管组合铣锥可一次完成套管开窗、修窗作业, 窗口规则;套管组合铣锥切削性好, 磨铣速度较快。优点为:工艺较简单, 工具灵活可靠, 操作方便;工具价格较低;供货及时、周期短。缺点为:无法实现与老井的封隔;无法实现与老井的封隔;大斜度井正转丢手易引发复杂情况。如图1:
1.2 Trackmaster Plus Wellbore Departure Systems (SMITH)
斜向器:最上面的斜坡保证铣锥成功开出, 开始磨铣满眼尺寸窗口;中间竖直坡面, 保证窗口满眼尺寸;下面斜坡保证5-10 m口袋。三铣锥:分领眼铣锥, 跟随铣锥和窗口修理铣锥, 领眼铣锥最大化的磨铣套管, 同时减少斜向器侧向荷载, 从而引导磨铣指向套管而不是斜向器;跟随铣锥帮助延长窗口长度, 高效磨铣清除套管;修理铣锥设计为修理打磨窗口, 减少开窗之后工具串过窗口时的阻挂。优点为:只需一趟钻就能完成开窗侧钻作业, 作业时间短;开窗、修窗时间较短;可以实现与老井的封隔;加装循环阀后, 可实现开关泵, 利用MWD确定开窗方位。缺点:对工具面摆放有要求;工具价格较高;供货慢, 供货周期长。
1.3 One Trip™Starburst™Whipstock System (Weatherford)
工具优点为:一趟钻可实现开窗作业;利用空心斜向器可使主井眼和分支井同时生产, 配合定向射孔技术, 可实现四级完井;位于导向磨鞋内, 专利的Accu Set™系统能够可靠的使斜向器卡瓦及封隔器座挂, 无需使用控制阀;通过接近2º的斜面, 提供一个平滑、完整地从主井眼到分支的通道, 可保证较长的旋转导向钻井工具顺利通过窗口;独特的导向块、轨技术保护斜向器压力盘在磨铣过程中不受损并准确地引导磨鞋在套管内作业;周全的安全脱手装置, 使斜向器和封隔器可很容易的回收。工具缺点为:开窗时间较长;工具价格较高;开泵排量限制。
2 大斜度井开窗作业难点
大斜度井开窗作业难点在于下钻时套管内磨阻大, 斜向器与铣锥连接的销钉易产生疲劳提前剪切;井斜大, 特别是老井由于套管壁不清洁 (结蜡) 造成下斜向器时遇阻;由于侧钻点以上的井眼轨迹复杂, 狗腿等原因造成斜向器遇阻;下钻时下放过猛造成销钉提前剪断;井斜大, 坐挂时由于斜向器贴壁, 坐挂不成功;井斜大造成磨阻大, 脱手时不易压断销钉;井斜基数大, 侧钻后新老轨迹不易分离。
3 开窗侧钻技术措施
3.1 开窗前作业准备
(1) 开窗点应选择固井质量良好、岩性为泥岩的井段, 上下窗口及锚定位置避开接箍及套管扶正器; (2) 搜集老井资料包括生产管柱图、油品性质 (原油粘度、含蜡程度, 井下温度等) ; (3) 对生产时间较长且含蜡量高、重质、稠油等老井, 洗井时可考虑选用地热水、柴油或套管清洗剂等, 充分清洁套管内壁残留物。
3.2 刮管及通井作业
通井钻具应当模拟斜向器组合刚性, 并能起到良好的清理井壁的效果。推荐钻具组合中带近满眼扶正器及可旋转刮管器 (刮管器牙板可收缩, 不能明显验证套管变形或有异物的情况) 。
3.3 下斜向器
斜向器前收集斜向器结构图、销钉弱点等相关资料;斜向器吊至钻台时做好防磕碰工作, 防止液压管线损坏;下钻过程中要严格控制遇阻吨位, 原则上不超过3t;下钻时, 严格保证钻具不转动, 下放速度控制在0.20~0.3m/s之间;斜向器等工具过防喷器及防磨衬套时, 缓慢下放钻具, 避免发生磕碰;每次接完立柱, 缓慢上提, 提活之后缓慢下放, 克服掉钻具摩阻之后, 再正常下钻, 避免钻具对下部销钉产生过大的冲击;遇阻后开泵应当缓慢, 避免因压力激动造成斜向器提早座挂。
3.4 坐挂斜向器及销钉剪切
大井斜在使用MWD找出斜向器工具面之后需确认多次。在转动钻具找工具面时每次转动角度不应过大避免转过且操作平稳 (斜向器与铣锥为销钉连接, 尽可能避免重复转动钻具) 。坐挂斜向器时应当控制悬重在中和点位置。受到磨阻影响, 下压存在无法剪断销钉风险, 应尝试多次, 最终在尝试上提脱手。 (斜向器卡瓦存在上提解封的风险) 。大斜度井由于开窗段多在稳斜段居多, 在设定开窗工具面时可考虑在原轨迹扭方位段, 通过边增斜边带方位方式离开老井眼, 建议斜向器工具面摆到45~50°为宜。
3.5 开窗作业
提前在高架槽备强磁, 以便开窗过程中搜集套管铁屑以便承重及观察铁屑形状判断井下磨铣情况。进行开窗前应当记录上提和下放重量, 空钻重量, 转速, 扭矩, 泵速和压力为下一步作业提供参数依据。开窗过程可分四个阶段: (1) 初始阶段:从铣锥磨铣斜向器顶部到铣锥底圆与套管内壁接触, 此段开始要轻压慢转, 然后中压中速磨铣; (2) 骑套阶段:从铣锥底圆接触套管内壁到底圆刚出套管外壁为开窗第二阶段, 此段重压很容易提前外滑, 但不加一定钻压又不易磨铣切削套管, 使铣锥沿套管外壁均匀磨铣, 保证窗口长度; (3) 出套阶段:从铣锥底圆出套管到铣锥最大直径全部铣过套管为开窗第三阶段, 此段是保证下窗口圆滑的关键段, 只要稍一加压就会滑出套管; (4) 修窗阶段:高转速, 平稳在窗口上下活动, 修窗完毕后, 停止转动下放管串通过窗口, 如果摩阻异常, 继续修窗直到摩阻正常。起钻后, 铣锥, 磨鞋起出后需确认最大外径处磨损在1/8''以内, 方可转入下步作业。大斜度井在开窗过程中由于老井眼轨迹复杂, 扭矩基值大, 波动幅度大现象, 在开窗过程中应设定扭矩上限确保铣锥不会蹩坏套管或造成硬卡;根据铁屑返出情况可中途及开窗完毕后扫稠塞携带铁屑;在开窗过程中, 每进尺1m活动钻具一次或者每钻进45m i n活动钻具一次;在开窗过程中, 蹩扭矩时严禁带扭矩上提钻具。如图1:
4 经验总结
下斜向器时操作需平稳, 必要时可控制下放速度;工具下至预定位置后, 需对钻具长度、工具面摆放认真复核, 避免低级失误;斜向器锚定、剪切销钉等操作时需平稳操作, 避免动作过猛;开窗时根据厂家给出技术要求, 严格控制开窗参数。
摘要：套管开窗侧钻即用专用工具将老井眼套管磨铣出一个与地层连通的窗口而后进行侧钻。套管开窗侧钻工艺技术主要应用在分支井、事故井处理和老井二次开发等。渤海地区应用的套管开窗工具主要有SZ系列开窗侧钻工具 (胜利石油管理局) 、Trackmaster Plus Wellbore Departure Systems (SMITH) 、One TripTM StarburstTM Whipstock System (Weatherford) 。
关键词：开窗,侧钻,渤海
参考文献
斜度因素 篇4
1 所需解决技术问题
(1) 在大斜度井中电缆输送作业以往需要挂接一体式滚轮加重完成下放, 但是在小曲率半径井眼处, 原有的滚轮加重由于自身不能弯曲且长度过长, 就会在小曲率半径井眼处遇阻, 电缆就无法输送到目的深度。
(2) 在斜井段距离过长或是水平井段, 采用依靠电缆和仪器自身重力是无法完成输送作业的, 这就需要采用特殊输送工艺来完成。
针对以上技术难题, 从新型柔性滚轮加重的研制和电缆泵送工艺的研究两方面入手, 有效的解决了所面临的技术难题。
2 研制新型柔性滚轮加重
根据井眼轨迹曲率半径研制新型的带柔性的滚轮加重。最初的设计是在原一体式滚轮加重本体中间加工柔性机构, 长度没有变化。这种柔性设计使滚轮加重能够成一定弧度的弯曲, 但是弯曲度不理想, 并且只能做到4方位的弯曲。
经过在井上试用后效果不理想, 又进行第二次的改进。将滚轮加重长度缩短;使用“和尚头”结构进行挂接。这种改进后的设计使滚轮加重的弯曲程度加大, 长度可以通过挂接加重数量来控制, 增加了在小曲率半径井眼的通过能力。根据井下斜度情况可以多个滚轮加重串接, 增加电缆的配重, 使电缆顺利下放到目的深度。
3 电缆旁通泵送工艺的应用
在井斜段距离过长和水平井段无法完成输送电缆作业的, 借鉴了水平井测井技术当中的泵出法, 将电缆旁通短节应用到射孔电缆输送中。
(1) 与水平井测井技术泵出法不同的是, 在射孔校深施工中, 只使用电缆旁通接头 (包含旁通水眼的三件套) , 其他配套工具无需使用。操作时, 先将电缆穿入旁通侧面的水眼, 再从旁通下端穿出, 然后在穿出的电缆前端制作电缆头, 连接井下仪器。随后将旁通三件套配合电缆安装到旁通侧面的水眼中。电缆和旁通连接好后, 把电缆头及井下仪器放入油管 (钻杆) 内, 旁通下端与井口处的油管 (钻杆) 拧紧, 旁通上端连接泵入管线。
(2) 一般的泵送施工, 只要在油管 (钻杆) 内建立正常的循环即可, 依靠循环的液体推力就能将电缆输送到目的深度。也有特殊情况, 如造斜点早斜井段距离长、井内压井液密度大、油管 (钻杆) 内不干净等就需要加大泵入的压力, 使井下电缆向前行进。但在射孔校深施工中, 枪身已经下到井内, 起爆器为加压方式起爆, 这就要采取必要的措施来避免枪身误起爆事故的发生。一是严格控制泵入井下的压力值。根据井深 (垂直深度) 、压井液性质等控制合理的泵入压力值, 能使井下电缆平稳运行即可。二是提高压力起爆器的安全压力值。在正常的起爆器销钉计算时, 增加安全压力值。
(3) 在电缆泵送过程中, 绞车工要掌控好电缆的运行速度。由于井况 (井斜、井斜段长度、井深、压井液等) 不同, 向井下泵入的压力也不同, 对电缆的下放速度也要与泵压进行适应性调整。并与操作工程师密切配合, 时刻注意曲线光标和张力变化。
4 现场应用
2013年初到年底, 利用新型柔性滚轮加重完成笔架岭、海南等多口浅海平台小曲率半径大斜度井的射孔作业;利用旁通泵送电缆工艺完成1口射孔井和3口钻杆爆炸松扣作业。通过以上工艺的应用, 电缆输送全部一次到位, 施工一次成功。
4.1 新型柔性滚轮加重应用实例
架岭X-X-X:完钻井深3915.0m;最大井斜73.6°/1946.08m (此处为小曲率半径处) ;射孔井段3608.6m-3613.2m;102枪127弹多脉冲TCP (二次校深) 。测套标时在1940m处遇阻, 后改CCL+GR一次校深方式施工, 同样仪器下到1900m处遇阻, 多次上提下放电缆遇阻位置未发生变化。在这种情况下, 研制新型加重并进行试用获得成功。这口井目前已经顺利完成3次射孔作业。
4.2 电缆旁通泵送工艺输送电缆应用实例
海南X-X:人工井底4554.0m;最大井斜78.13°/3423.13m;射孔井段4535.0m-4506.6m;102枪127弹TCP;本井从2127.06m至射孔井段的井斜都在75°以上, 该斜井段长度达到2500m。施工中使用油管旁通采用泵送方式传输井下GR仪及电缆。在枪身上方油管接一根1m长的筛管使油套连通。在井口安装好油管旁通后, 首先利用电缆自重配合绞车动力下放电缆, 在井下2100m时磁定位信号接箍呈直线, 张力减小, 说明井下电缆停止向前运行。此时通知协作方从油管旁通上方向井下泵入压力, 建立油套循环, 监测到压力为2-3Mpa, 电缆运行速度为1500m/h左右, 后来逐步加到5Mpa, 电缆运行速度为2000m/h。90min后下到定位短节深度, 上提测量曲线, 顺利完成校深。
由于安装有压力起爆器的枪身已经下到井内, 避免泵送压力大造成误起爆事故的发生, 在整个泵送电缆过程中采取两种措施:一是严格控制泵入的压力, 只要在井下建立油套循环即可, 始终保持在5Mpa推动电缆前行;二是在计算起爆器井口加压数值时, 提高起爆器的安全压力数值, 由原来的9Mpa增加到12Mpa, 这样就有效的确保泵送过程枪身的安全。
5 结论
(1) 新型柔性滚轮加重不但弯曲程度更大, 而且还可以达到全方位的弯曲, 更利于在小曲率半径的井眼内顺利通过。加重连接采用“和尚头”挂接设计, 起到柔性和防脱落的作用。多个加重串联增加自身重力, 便于克服井壁摩擦力, 拖拽电缆向下运行。
(2) 电缆旁通泵送电缆工艺的应用, 操作简单实用, 能够有效的将电缆及仪器输送到目的深度完成测量作业。泵送压力的严格控制和起爆器安全压力值的提高, 使得枪身在泵送过程中处于安全压力数值范围内, 避免误起爆事故。
(3) 新型加重和电缆旁通泵送的应用能够将电缆及仪器输送到目的深度, 也就可以实现在射孔顶界附近下入校深短节, 缩短了油零的长度进而减小深度误差, 射孔深度的精确性有了可靠保障。
摘要：在斜度小的井中一般采用下挂滚轮加重的方式和外加绞车向下的推力来输送电缆。但在大斜度井、水平井中以上的方式就难以实现电缆的输送。另外, 在油管输送射孔中, 由于造斜井段过长致使油零数据相应过长, 这就势必造成射孔深度的准确性难以控制, 射孔误差大。针对以上难题, 从新型柔性滚轮加重的研制和电缆旁通泵送工艺的研究两方面入手, 并通过现场实际应用, 获得良好的效果。
大斜度定向井、水平井泥浆技术 篇5
随着资源开发技术和手段的日益进步, 资源的在勘探开发中取得了一定的成绩。尤其是水平井钻井技术在油井的勘探开发中起着举足轻重的作用。近年来, 随着国内外定向井、水平井钻井技术的日益多元和细化, 定向钻井技术有了一定的发展, 尤其是水平钻井与大斜度钻井的泥浆技术的进步, 为石油钻井增添了新的血液, 也对钻井施工工程产生重要的影响。
大斜度井和上翘井在实际的勘探中较为常见, 大斜度井即指达到预定井斜后稳斜钻成斜井段。若其井斜达到90, 则就称为上翘井。
水平井由常规水平井 (也称长曲率半径, 曲率半径300一400m) 、中曲率半径水平井 (曲率半径小于100m) 、小曲率半径水平井 (曲率半径5~15m) 三种基本类型。基于水平井的不同类型, 就泥浆和所用技术而言, 泥浆不但要能支持井壁、携带岩屑, 还要能够降低井眼与钻柱之间的摩擦, 保证减少摩阻, 降低摩阻和扭矩, 以期施工的正常进行。泥浆技术在细分散泥浆、粗分散泥浆的基础上, 注重借鉴和吸收国内外的先进工艺技术, 将聚合物泥浆、钾盐防塌泥浆、正电胶泥浆、可循环泡沫泥浆和定向井、水平井泥浆技术相结合, 以期满足油田不同地区, 不同地质的钻井作业, 在实践中不断地进行试验与总结, 将泥浆技术进行完善, 以期使其应用在更广的领域。
2 浅谈定向井、水平井泥浆技术在实际应用中存在的问题
技术只有运用到实际中, 才方显其蕴含的力量与潜在的不足, 定向井、水平井泥浆钻井技术也不例外。在创造实际价值的同时, 也要掌握其可开发与挖掘的方向与空间。泥浆钻井技术在实际开发中成效显著。但就水平钻井的特殊性方面必须予以考虑。例如, 钻屑的下滑方向再从轴向下滑转变为水平井径向下滑的过程中会给悬浮物产生一定的影响;钻柱在斜井段下钻过程中其偏心会移向井壁, 斜井段的增斜、稳斜、纠斜及多次测量与多次下钻等, 都可能影响井眼的稳定, 造成坍塌、遇阻、卡钻等一系列不安全因素的产生。
现就施工过程中出现的影响因素做以简要的分析。一般而言, 井斜段要形成稳定沉积层, 但沉积层的厚度会随着井斜角的增大而加厚;泥浆轴向偏心向上移会增加一定的难度。而钻井过程中产生的钻屑等非均相的悬浮物随空气的流动, 使泥浆的流型等变得更复杂, 影响泥浆悬浮液的均匀性;一旦钻屑沉积层落入井内, 将会使情况更加复杂, 甚至会出现卡钻等现象。若钻柱在斜井段的扭矩增大, 也可能造成摩阻升高, 导致无法钻进, 因超大负荷和钻杆强度的不断增加, 导致卡钻现象, 从而影响钻进程度与速度。钻井过程中斜井的悬空, 对层理发育或者胶结不好的砂层极易发生坍塌事故。
具体而言, 泥浆技术主要存在摩阻、润滑、携屑洗井、井眼稳定、井漏与井堵等问题。通过室内模拟试验和现场实践, 上行摩阻在钻具的使用中拉力大, 从而使井壁的推靠力变大, 在卡钻情况下, 增大拉力可使被卡钻具得以解脱, 但会使摩阻增大, 而产生“猫头效应”。同时, 下行段的摩阻也会因水平段的增长而增大。润滑问题需要在泥浆的选择上和钻具的类型及地质的不同而选择合适的润滑剂。携屑洗井问题经过一系列的研究与试验证明, 岩屑携砂率随井斜角的增加而降低。因此, 在层流下保证泥浆与井斜相应的最低屈服值, 能够收到很好的洗井效果。例如, 层流下塑性流型的泥浆洗井。影响井眼稳定的因素很多, 包括地质结构、钻井工艺、化学物理等。研究表明, 页岩、砂岩由于其比较坚硬, 所以稳定效果较好。同时, 下钻过程中的碰撞与摩擦也可能会影响井眼的稳定程度。受地层等因素的影响, 施工过程中若地下油层压力下降, 压力激动等也会造成坍塌、井漏或堵漏现象。
通过对其泥浆钻井技术的现状及运行因素的了解, 从其产生的原因等方面进行分析与研究, 才能对症下药, 找到解决问题的方法, 提高钻井的进度与勘探效率, 实现效益的最大化。
3 简析如何改善定向井、水平井泥浆钻井技术的不利因素
技术在实践中才能不断地进行完善, 使其更好的得以运用与推广。针对以上存在的问题与不足, 需要明确大致的发展方向, 挖掘其潜在的价值与空间。以下的几点建议与意见仅供参考:
(1) 为了解决摩阻问题, 造斜从深井度 (即钻具压力较低的位置) , 逐渐增加斜度, 在钻具中装两个震击器, 减轻下部钻具结构, 使用高效润滑泥浆, 降低摩阻系数等;
(2) 井眼稳定方面, 选择对钻地层有防坍塌能力的泥浆, 选择合适的密度, 保证井眼的清洁, 避免冲蚀井壁, 把握起下钻的节奏, 防止井漏和井塌, 保持泥浆的稳定, 使用水基泥浆, 将降低泥浆密度和堵漏相结合能够解决井漏的相关问题;
(3) 选择与地层稳定相适应的泥浆类型, 选择合适的泥浆流变参数, 满足携屑洗井方面的相关要求, 确保施工的安全;
(4) 对不同的地质类型, 不同井深、井斜、泥浆因对环空流速的要求不同, 需要具体情况具体分析, 做出科学、合理、正确的选择;
(5) 起下钻的过程中要时刻保证井眼的清洁, 提高泥浆的润滑性, 防止坍塌、卡钻等隐患的发生;必要时破坏键槽, 防止摩擦等因素造成的卡钻问题, 方便岩屑携带;
(6) 配其相关的净化设备设施, 净化泥浆, 确保泥浆的质量等。
总之, 在实际运用中要不断的大胆创新, 借鉴和吸收的国内外先进的科技, 不断地实践中进行经验的积累与总结, 不断地挖掘技术背后的潜在价值与能量, 为其创造一个更广阔的应用领域, 为缓解资源紧张, 提高社会经济效益, 促进现代化建设和工业化建设更好、更快的发展。
参考文献
[1]范维庆, 苏长明.大斜度定向井、水平井泥浆技术.钻井液与完井液, 1995 (03) [1]范维庆, 苏长明.大斜度定向井、水平井泥浆技术.钻井液与完井液, 1995 (03)
[2]谢辉.大斜度大位移定向井岩屑录井技术研究与应用.石油天然气学报, 2003 (S2) [2]谢辉.大斜度大位移定向井岩屑录井技术研究与应用.石油天然气学报, 2003 (S2)
斜度因素 篇6
1 水平井测井技术存在的问题分析
1.1 需借助其他驱动
在石油生产中, 多数的水平测井仪器工作能力有效, 根本无法借助重力条件达到井内待测的水平层次, 需要借助一些专用的设备或者装置才能继续进行工作。
1.2 应用范围有所限制
垂直井中的流体流动状态和水平条件下的情况是不相同的, 对于垂直井中经常采用的测井仪器以及技术等, 在水平井或大斜度井上由于技术或者技术等原因, 是不能直接进行运用的。
1.3 单井产量低
下井仪器在输送空间上的要求非常的严格, 最为主要的原因就是, 在石油生产的过程中, 普遍采用的方式是机器开采并向上举升, 这种方式使得单井的产量相对比较低。
1.4 重力分异作用大
由于多相流产生的流型较多, 使得重力的分异作用不断的加大, 造成对非常细小的井斜变化敏感的感知, 使很多数据得不到准确的测量和实现。因此, 想要转变石油的开发方式, 使油气田等得到合理利用, 全面促进我国资源的可持续利用和发展, 就必须深入研究石油生产水平及大斜度井测井技术。
2 水平及大斜度井测井仪器
随着国外在石油生产中水平及大斜度井测井技术上的飞速发展, 对于其相应的测井仪器性能也不断的在提升, 使得国外测井仪器的发展趋向于标准化和技术上的系统化特点。阵列电容的合理利用能够测量出多相流分相流速, 而且能够依据介电常数的不同划分进行分项组分。对于不同测量仪器的研制成功和相继推出等情况, 逐步实现了全井眼流体测量技术, 可以在不受井内外物质的影响下, 实现对其持气率的测量, 这些仪器的应用在石油生产水平及大斜度井的测井技术中有着非常重要的意义。
3 水平及大斜度井测井仪器输送形式
根据近几年来的测井技术进行分析, 当前情况下的测井仪器输送形式主要有钻杆和电缆输送两种。其中, 钻杆传送有钻杆和电缆组合传送等形式, 而电缆传送有重力传送等形式。
电缆的重力传送主要是借助重力的作用将测井仪器传送到目的地, 由于井内情况的不同, 仪器与井内部的摩擦力也随着井自身斜度的增大而增加, 这一传送方式可能会因为这些因素而不能将仪器顺利传送到目的地。钻杆传送则是将钻杆底部和测井仪器相互结合起来, 在井内的复杂部分, 通过钻杆将测井仪器进行传送, 并且通过一系列的压力脉冲进行命令的传送工作, 最后将测量数据反馈到地面, 从而提高钻井作业的总体质量。
当前的石油生产工作逐渐的深入和复杂, 所以, 对于测井技术需要得到不断地完善和发展, 使其更加的先进和实用。
4 水平及大斜度井测井参数
对多相流流动特性的认知关键是对流动参数的准确检测。由于水平及大斜度井的多相流流动特性比较复杂, 所以, 对于其中的一些参数的测量显得尤为重要。对于流型的划分需要采取专业的方法来进行, 对不同流型我们也要采取相应的分析方式, 由于流型的不同, 我们则需要采取不同的测量方式。另外, 对于相含率的准确检测也是我们需要重视的问题, 因为相含率的准确性决定了多相流的控制和预防, 对于相含率准确性的检测当前有许多的方法, 但是主要的发展趋势是检测的精度越来越精确。
5 结语
综合全文分析, 水平及大斜度井测井技术相比较垂直井测井技术来说在难度更大了一些, 再加上当前测井技术的落后, 对水平及大斜度井的测井技术有了更高的要求, 所以, 石油生产行业的发展和进步, 离不开对水平及大斜度井测井技术的不断提高。综上所述, 我们对石油生产水平及大斜度井测井技术有了一定的了解和认识, 随着当前我国水平及大斜度井测井技术的完善和进步, 使水平井和大斜度井的原油开采率及单井的产量得到了大幅度的提高。虽然我国已经对水平及大斜度井测井技术有所研究并加以运用, 但是和国外的先进水平相比, 在技术的运用过程中, 依旧存在着一些不足需要我们去弥补。
摘要：随着我国当前的非常规油气藏的逐渐增多, 对于常规垂直井测井技术的应用已经开始不能满足当前的发展需要。水平及大斜度井测井技术与常规的垂直井测井技术相比不但能够大大降低生产成本, 还可以提高原油的收采率和一些油层的单井产量。但是, 水平及大斜度井测井技术相对比较复杂, 体现在是集操作的各个方面。文章对石油生产的现状及开展进行了归纳, 并对水平及大斜度井的技术进行解析, 为今后的石油生产活动提供了有力的借鉴。
关键词：石油生产,水平及大斜度井测井技术,解析
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斜度因素 篇7
1.1 钻井液封堵技术
在进行开采时, 水平井和大斜度井的钻井过程中经常会出现液体渗到油页岩的裂缝中的情况, 从而加大钻井作业的难度。由于钻井液具有很强的封堵能力, 其原理是利用其液柱的压力来支撑井壁, 从而保证液体不会进入到油页岩的裂缝中, 使钻井作业能够顺利进行。另外, 由于钻井液的液柱产生的压力主要作用于井壁, 因而使钻井液能够充分的发挥其对井壁的支撑能力, 尤其是在大斜度井和水平井的钻井作业中发挥作用。因此, 目前, 我国科研人员将提高钻井液的封堵能力作为研究重点, 不断创新, 并研发出了封堵能力出众的新型钻井液。
1.2 钻井液密度控制技术
在油田的开采过程中, 油页岩的强度普遍比较低, 在钻井作业时一旦没有控制好钻井液的密度, 就会带来各种危险。当密度过大时, 就会导致岩层浸泡在钻井液中, 从而降低井壁的支撑强度, 导致钻井坍塌事故, 产生安全隐患。但是, 当钻井液的密度较小时, 反而会在井壁的内部产生一定的应力, 用以抵抗外界对井壁的压力, 来保证钻井中的各个结构受力均匀, 但会使油页岩沿着节理和裂缝产生崩裂和坍塌。因此, 我国始终致力于研究如何提高钻井中的上部地层井眼的承重能力和抗压技术。
2 钻井作业的安全技术现状
2.1 钻井设计安全技术
钻井设计主要是指钻井工程设计、完井设计、井控设计, 充分参考作业地区的地质材料和相关的钻井资料, 遵守国家的各项法律法规, 坚持安全第一的原则, 将环境保护作为重点, 优质高效的进行作业, 保证设备和人身安全, 定期检查钻井作业的器具是否完好, 并及时维修, 杜绝使用报废设备。
2.2 固井安全技术
完井作业是指按照设计好的流程, 钻至固定的深度, 并调整好钻井液的密度, 检测其封堵性能后, 并对井壁和钻井设备进行统一测试, 保证作业的后续中人员参与时的安全。同时, 在作业时要认真执行各项规章制度, 并保证技术措施的完善。完井中的重要工序是固井施工, 即保证井壁的稳固, 从而保证井的继续开钻, 在进行固井时, 必须注意将油、气和水层进行隔离, 保证在钻井作业中不会出现压力失衡。完井作业对油井的产量以及设备的以及人员的安全都有着重要的影响, 因此, 固井时的安全是不可忽略的。
3 大斜度井及水平井钻井作业的安全问题分析
大斜度钻井技术是指使用一定的钻井动力工具, 并使用固定的钻头和定向仪器进行施工, 保证钻井的斜面长度和深度的比值大于2, 并使斜面角度控制在60°~80°。大斜度井可以从距离钻井点一定长度的地方开始进行勘探, 并主要用于做救援井, 但其成本较高, 开采难度大。
水平井钻井技术是指使用规定的钻井动力工具和测量仪器, 在钻井时保持其倾斜角大于80°, 并在控制好这一角度开始钻井的定向钻井技术。在油、气田钻井作业中, 水平井可以增长目的层的长度, 并增大开采勘探的面积, 大大提高油、气的开采量。目前, 国、内外应用的水平井钻井作业技术主要包括:随钻测量技术、井壁稳定技术、钻井完井液技术等, 但从检测的数据可以看出, 水平井的钻井半径越小, 开采难度越大。
大斜度井的钻井和水平井的钻井作业中, 由于钻井的设备需要长期放置于井下, 因此加大了井眼的钻屑清洗难度, 从而加重岩屑床的不稳定性。另外, 钻井设备在作业时会产生研磨效应, 即残留的钻屑会在设备中进行反复碾压直至破碎, 导致大量的钻屑粉末进入钻井液内, 造成钻井液的密度升高, 增大井内的摩擦力和旋转扭矩, 产生黏着性增加。水平井钻井时, 地层的应力分布不平衡, 使水平井产生井漏, 甚至导致井塌。
4 大斜度井及水平井钻井作业的安全控制策略
4.1 提高钻井液性能
钻井作业时, 在选择钻具的结构时, 要注意简化过程, 使钻井的轨迹和设计更简单, 除此之外, 还要根据钻井采用的方式, 在一定程度上减少阻力来保障钻井安全。钻井液设计大斜井钻井作业的关键, 在钻井作业时, 钻井液的性能好坏会直接影响钻井的成功与否, 钻井液有三种形态:水基、油基和气基, 合理的选择和使用钻井液对钻井的作业速度和钻井作业的质量以及安全都有较大的应先个, 性能优良的钻井液可以保持井眼的清洁和润滑度, 减少阻力的产生, 防止井塌, 保持井壁的支撑能力和稳定性。
4.2 提高安全管理技术
在钻井作业中, 必须要不断的完善安全技术管理, 创新发展, 使用科学技术并结合实践进行研究探索, 才能更好的完成每口井的作业任务。钻井作业的安全隐患较多, 例如:设备安全隐患、环境潜在危险、人员的责任心、材料的性能问题等, 对于以上的种种危险因素, 可以采用一定的安全技术对策来解决, 例如:提高员工的责任心, 并对员工的作业技术进行考核和培训;设备在作业前都必须全面的检测, 排除危险因素;材料的配制和选择必须保质保量, 不能偷工减料, 防止出现安全隐患等。
结语
随着石油开采的力度加深, 其钻井作业的安全技术控制得到人们的广泛关注。本文重点对大斜井和水平井的特点、安全问题以及解决措施进行分析, 以期对我国的石油钻井开发提供帮助。
参考文献
[1]刘永祥.大斜度和水平井钻井作业的安全控制[J].中国石油和化工标准与质量, 2012 (11) .
水平井和大斜度井钻井技术应用 篇8
1 油田石油钻井的难点分析
在我国油田钻井工程作业中,由于地势相对复杂,钻井过程中常遇到井眼轨迹准确度控制难度大、钻井滑动调整能力差、油田钻井倾斜率高、钻具机械钻速波动大、滑动钻进粘阻大、工具面调整难度大等技术难题,导致工程延期、效率低。
同时,钻井地势本身亦会给工程带来难题,如油页地层岩大面积坍塌、油页岩中黏土矿物含量低、地层多节裂隙分布密集、水敏性差、微缝隙系统复杂、地层完整性不足等缺点,加大了油田石油钻井难度。
由于石油钻井难度大,工程所需器材易在施工过程中损坏、失灵,也会影响工程进度。在石油探勘工程中,斜井段关键设备牙轮钻失效是目前行业内普遍的技术难题。
2 水平井和大斜度井钻井技术策略
(1)优选钻井液体系水平井和大斜度井钻井技术中最核心的一环。为了让钻井液在钻井作业中发挥最优性能,最大程度适应钻井作业中复杂多变的经验特点,根据水平井与大斜度井钻钻井技术要求,建议优选有以下类型特点的钻井液体系:井眼清洗性能优、耐用时间长;润滑性能优、耐用时间长;抑制性能强,可适应多种环境;泥浆密度范围可控,数值小;油气层保护效果好;滤失性能较好。
目前,最常用的钻井液体系有油基泥浆或(油包水乳化体系)、聚合物泥浆、驱替桨、颗粒盐体系,笔者在工作实践经验中发现,这几大钻井液体系各有优缺点,选用时不一定局限于这些体系,可考虑近年来不断涌现的改进版钻井液及其相关组合体系。
(2)提高钻井液的封堵能力在水平井和大斜度井钻井工程作业过程中,钻井液的封堵能力是决定工程成效与工程质量的关键一环。然而,油页岩裂缝常常深入钻井过程中无法避免的滤液,钻井工程施工难度就会随之加大,影响工程进度。
因此,想要水平井和大斜度井钻井技术,就必须从钻井液的封堵能力上下功夫。足够强的封堵能力可以减缓液柱压力,帮助有效支撑井壁,从而在最大程度上降低滤液渗透油页岩缝隙的可能性,确保钻井作业的顺利进行。因此,只有钻井液实现有效封堵,钻井液的液柱压力才能有效的作用在井壁上,从而成功地发挥钻井液液柱压力,加强对井壁的支撑作用。这一技术可以帮助大斜度井钻井工程作业大大提升作业成效。
(3)强化地质导向钻井技术的应用为了更好地进行水平井和大斜度井钻井工程作业,工程师需提前建立地质导向模型,模型建立完成后才可以开始定向作业。地质导向模型可以帮助强化地质导向钻井技术提高储层钻遇率,提升油基钻井液封堵能力,强化钻井液对页岩的抑制能力,提升井眼稳定性。由于勘探情况复杂,若在开采过程中遇到钻遇井漏,还可以采用随钻堵漏剂钻井液,减少随钻堵漏时间。做好钻井液性能的维护处理有助于有效强化地质导向钻井技术的应用,加强固控措施。
(4)提高钻井液密度在油井开采过程中,钻井液中黏土含量与开采效率息息相关,这就要求施工人员在工程作业过程中做好钻井液固相净化,提高钻井液密度,确保钻井液中黏土的含量控制在一个良好的范围内,尽量达到钻井标准。当油页岩强度降至低值,钻井过程作业中钻井液的密度失去控制,岩层易受钻井液滤液浸泡,从而降低钻井液强度,坍塌事故出现的可能性会大大提高。当钻井液密度偏小时,易造成应力释放的情况,导致钻井受力不均,严重时还有可能造成油页岩沿节理和裂缝崩裂、甚至坍塌的后果。因此,提高钻井液密度、增强上部地层井眼承压能力是水平井和大斜度井钻井技术的关键。
3 结语
总体而言,由于水平井和大斜度井钻井技术资深的特点,在技术应用方面应充分考虑到相关设备升级换代、复杂环境及时适应、高尖技术及时学习,采取相应的措施,确保井眼清晰、井眼轨迹光滑。同时,工程施工人员还应加强异常情况监测、判断,及时采取处理措施,提升工程成效,确保石油勘探工作顺利高效完成。
参考文献
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