Come evitare che la batteria di perforazione si incastri (perdita di peso sulla punta) durante la perforazione?

Il termine "perdita di peso sulla punta" (LWB) si riferisce a una situazione durante la perforazione in cui il peso previsto sulla punta (WOB) non riesce ad agire sulla punta stessa. Invece, a causa dell'eccessivo attrito tra la batteria di perforazione e la parete del pozzo, tutto il peso applicato viene assorbito dalla batteria di perforazione.

Quando si applica il WOB, il restringimento del pozzo spesso fa sì che il peso venga esercitato completamente sulcolonna di perforazioneo stabilizzatori. Ciò richiede un'applicazione continua di peso, ma è necessario tenere conto della resistenza alla compressione della batteria di perforazione. Ogni incremento di peso può comportare un piccolo spostamento verso il basso della batteria di perforazione; l'applicazione ripetuta di peso consente alla batteria di perforazione di superare la sezione ristretta del pozzo. Nel momento in cui la batteria di perforazione esce da questa sezione, la punta di perforazione entra rapidamente in contatto con il fondo del pozzo. Poiché il WOB (Work Outcome Back, peso sul fondo) in questo punto è maggiore rispetto a quello della perforazione normale, la punta penetra più in profondità nella formazione, provocando un improvviso aumento della coppia. Ciò può causare il blocco della tavola rotante o del top drive. In caso di blocco, non sollevare bruscamente la batteria di perforazione, ma rilasciare prima la coppia. La perforazione normale può essere ripresa dopo ripetute regolazioni.

La perdita di peso sulla punta si verifica tipicamente nei seguenti casi: perforazione direzionale di pozzi verticali con alesatura posteriore o pozzi direzionali con operazioni multiple di alesatura posteriore, fresatura di finestre e perforazione direzionale con deviazione laterale, e perforazione direzionale di pozzi orizzontali. A causa della traiettoria del pozzo e di vari fattori di resistenza, la pressione applicata alla batteria di perforazione fatica a trasmettersi alla punta. Da strumenti di registrazione del fango e indicatori di peso, ciò si manifesta come: la posizione della punta di perforazione rimane invariata e non si registra alcun aumento di lunghezza nonostante il continuo aumento del peso sulla punta; la pressione della pompa non aumenta e non si verifica alcun blocco della pompa. Tuttavia, un ulteriore aumento del peso sulla punta può portare a un improvviso blocco della pompa. Nei pozzi direzionali, la perdita di peso sulla punta non solo interrompe le normali operazioni direzionali, ma rischia anche di causare l'inceppamento della tubazione se le operazioni non vengono eseguite correttamente.

1. Rafforzare il controllo della traiettoria del pozzo e ottimizzare la configurazione della colonna di perforazione.

Per ovviare alla perdita di peso sulla punta di perforazione causata da una traiettoria del pozzo non ottimale, la principale misura ingegneristica consiste nel migliorare il controllo della traiettoria. Per i pozzi direzionali ad alto angolo e a lungo raggio, è necessario adottare un controllo guidato dell'intero pozzo per mantenere la deviazione e l'azimut del pozzo in linea con il progetto, evitando la necessità di alesatura inversa dovuta a deviazioni dal progetto.

Per la perdita di peso sulla punta dovuta a una traiettoria del pozzo non ottimale, la soluzione più efficace è semplificare la configurazione della batteria di perforazione: ridurre il numero di aste di perforazione e aumentare il numero di aste di perforazione pesanti (HWDP). Ciò diminuisce la rigidità della batteria di perforazione, riduce l'area di contatto tra la batteria e il fango di perforazione e previene sia la perdita di peso sulla punta che l'inceppamento differenziale.

Per quanto riguarda la perdita di peso sulla punta di perforazione nei pozzi orizzontali, le misure dovrebbero concentrarsi sulla pulizia del pozzo, sulla lubrificazione e sulle tecniche operative del perforatore.

2. Migliora la pulizia

Il miglioramento delle operazioni di pulizia comprende la pulizia del pozzo e la purificazione del fango di superficie mediante l'utilizzo di apparecchiature per il controllo dei solidi superficiali.

Migliorare la capacità di trasporto dei detriti del fango

Nei recenti progetti di perforazione direzionale, si utilizzano comunemente punte PDC abbinate alla tecnologia dei motori orientabili, che consentono di raggiungere velocità di avanzamento relativamente elevate e di frantumare i detriti in particelle fini, ponendo tuttavia alcune sfide alla pulizia del pozzo.

Requisiti di spostamento per le diverse sezioni del pozzo:Per la sezione di pozzo di φ311 mm, la portata deve essere superiore a 3,4 m³/min; per la sezione di pozzo di φ216 mm, deve essere superiore a 1,1 m³/min.

Regolazione dei parametri reologici del fango in base ai dati di perforazione:Per i fluidi di perforazione polimerici a basso contenuto di solidi, il rapporto di plasticità dinamica dovrebbe essere controllato tra 0,42 e 0,50 per garantire un buon effetto di trasporto dei detriti. Per quanto riguarda la viscosità del fango e la resistenza del gel, la viscosità dei pozzi direzionali ad alto angolo dovrebbe essere mantenuta al di sopra di 48 secondi: un'elevata viscosità e resistenza del gel contribuiscono a prevenire la sedimentazione verticale dei detriti.

In un progetto di perforazione, quando la deviazione del pozzo era di 50-60 gradi, l'aggiunta di gel organico positivo ha ridotto la viscosità del fango a circa 42 secondi, causando uno scarso recupero dei detriti di perforazione e una perdita di peso sulla punta durante la perforazione direzionale. Le normali condizioni di fondo pozzo sono state ripristinate dopo aver aumentato la viscosità del fango a 50 secondi.

Per pozzi con una profondità superiore a 200-300 metri, i pozzi orizzontali possono essere trainati fino alla sezione del pozzo con una deviazione di 20-30 gradi. Nella configurazione della batteria di perforazione per la perforazione direzionale, vengono solitamente incluse diverse file di aste di perforazione. Nei pozzi appena perforati, la presenza delle aste di perforazione aumenta la velocità di ritorno del fango anulare, quindi i depositi di detriti tendono a depositarsi nel vecchio pozzo. Pertanto, alcune squadre di perforazione trainano solo la sezione del pozzo appena perforato, il che ha un effetto minimo sulla disgregazione dei depositi di detriti.

3. Migliorare la lubrificazione del fango e la qualità del pannello di fango

Migliorare la lubrificazione del fango

Le misure specifiche per migliorare la lubrificazione del fango includono, in primo luogo, l'aumento del dosaggio dei lubrificanti e, in secondo luogo, l'utilizzo di una combinazione di lubrificanti diversi.

Nella perforazione direzionale, il petrolio greggio viene solitamente miscelato al fango durante le operazioni di perforazione. Sebbene il petrolio greggio abbia buone proprietà lubrificanti, la sua aggiunta degrada la qualità del fango di perforazione. Pertanto, nelle operazioni di perforazione direzionale, il petrolio greggio dovrebbe essere utilizzato in combinazione con lubrificanti a base d'acqua. Ciò non solo risolve il problema della lubrificazione, ma evita anche la formazione di strati di fango troppo densi causati da un dosaggio eccessivo di petrolio greggio.

L'attrito radente aumenta con il coefficiente di attrito. Per ovviare a questo problema, si possono miscelare nel fango circa 3-5 tonnellate di petrolio greggio, con un contenuto di petrolio greggio non superiore al 9-10%.

Migliorare la qualità del Mud Cake

Per migliorare la qualità del fango di perforazione, si possono aggiungere materiali come asfalto solfonato e resina fenolica. Un fango di perforazione di alta qualità riduce il rischio di adesione differenziale causata dalla perdita di peso sulla punta di perforazione.

Oltre ai lubrificanti liquidi, anche i lubrificanti solidi e quelli per pressioni estreme sono efficaci nel ridurre la perdita di peso sulla punta di perforazione. Quando si verifica una perdita di peso sulla punta durante la perforazione direzionale in formazioni dure, l'aggiunta di 200-300 kg di grafite espansa in una sola volta ha un buon effetto nel risolvere la perdita di peso sulla punta causata da una lubrificazione insufficiente.

Contatto: May Ye

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