浅析钻井工程中井斜的原因及控制措施

时间：2024-05-17

卢维虎

（大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆 163000）

浅析钻井工程中井斜的原因及控制措施

卢维虎

（大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆 163000）

在钻井过程中,井斜给钻井工程带来一系列的危害,并造成巨大损失。要想控制直井井眼绝对不斜，是不可能的。问题在于能否控制井斜的度数或者井眼的曲率在一定范围之内。本文主要探讨井斜的原因以及在现场中控制井斜的措施与方法，这对合理化的钻井有非常重要的意义。

钻井；井斜；防斜钻具；原因；措施

井斜是钻井工作中一个较为普遍的问题 ,它直接影响着钻井井身质量和钻井度。钻井作业不但要求钻速快，而且要求井身质量好。井身质量的好坏是油气井完井质量的前提和基础。它直接关系到泊气田的勘探和开发工作是否成功。直井防斜技术的研究已有80年的历史，对防斜打直起到了重要作用。然而，传统的防斜技术多采用“轻压吊打”，以牺牲钻井速度为代价。近年来发展起来的偏心钻具、偏轴钻具、柔性钻具等钻具组合，虽然有了明显的改进，但是对于高陡构造以及造斜能力强的地层，其井斜控制效果往往仍难以保证。呈现这种局面不是偶然的，钻具组合的内在力学性质决定了目前的防斜技术是有局限性的。现代防斜技术的核心是解决提高井身质量和钻井速度之间的矛盾，必须突破传统观念的束缚。积极探索新的防斜技术，实现优质与高效的统一。

1 井斜的危害

1.1 对勘探开发的影响

井斜如果较大则会对勘探工作产生较大的影响，这就会导致勘探过程中对井深产生误差，这样所得出来的地质资料也不够真实的准确，另外，由于倾斜过大，则会导致井底远离设计的井位，这样对于地下的油气层可能出现偏离的情况，导致勘探工作的失败。这对断块小油气田显得格外重要；如果井斜过大，也会打乱油气田开发的布井方案。

1.2 对钻井施工的影响

如果井斜过大，恶化了钻柱工作条件，钻柱易发生疲劳破坏；易造成井壁坍塌及键槽卡钻等事故；井斜过大，造成下套管困难，套管下入后不易居中，会直接影响固井质量，往往造成面井窜槽和管外冒油、冒气。

1.3 对采油工艺的影响

井斜过大会直接影响分层开采及分层注水工作的正常进行，如下封隔器因难、封隔器密封不好等；抽油井常引起油管和抽油扦的磨损和折断，甚至造成严重的井下事故。

2 井斜的原因分析

2.1 地质因素对井斜的影响。

井斜产生的原因较多，但其中地质条件是导致井斜的重要原因之一，如层状结构、地层倾角、岩性的软硬交错及断层等都会导致井斜的产生，在地质因素对井斜的影响方面人们提出了许多理论，但最本质的因素则是可钻性的不均匀和地层的倾斜，如果这种可钻性和地层的倾斜相结合的，则会导致井眼的倾斜。

2.2 下部钻具对井眼弯曲的影响

导致钻具的倾斜和弯曲的原因一般有以下几点：首先，由于钻具直径小于井眼直径钻具和井眼之间有一定的间隙，所以钻具在井眼内活动余地很大，这就给钻具的倾斜和弯曲创造了空间条件。其次，由于钻压的作用下部钻具受压后必将靠向井壁一侧而倾斜，当压力超过一定值后，钻柱将发生弯曲，弯曲钻柱将使靠近钻头的钻具倾斜更大。

下部钻具弯曲引起钻头倾斜，在井底形成不对称切削，新钻的井眼将偏离原井眼方向；下部钻具弯曲使钻头受到测向力的作用，迫使钻头进行测向切削，也使新钻的井服将偏离原井眼方向。产生下部钻具弯曲的原因主要是钻具和井眼之间有一定的间隙，钻具有弯曲的空间，当压力超过一定值后，钻柱将发生弯曲。

3 井斜的控制措施

3.1 钟摆钻具组合控制井斜

钟摆钻具原理是当钟摆摆过一定角度时，在钟摆上会产生一个向回摆的力Gc，称作钟摆力。显然，钟摆摆过的角度越大，钟摆力就越大。如果在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，该扶正器支撑在井壁上，使下部钻柱悬空，则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，也要产生一个钟摆力。此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。

3.1.1 钟摆钻具组合的钟摆力随井斜角的大小而变化。井斜角大则钟摆力大，井斜角等于零，则钟摆力也等于零。所以，钟摆钻具组合多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜。

3.1.2 钟摆钻具组合的性能对钻压特别敏感，钻压加大，则增斜力增大，钟摆力减小。钻压再增大，还会将扶正器以下的钻柱压弯，甚至出现新的接触点，从而完全失去钟摆组合的作用!所以钟摆钻具组合在使用中必须严格控制钻压。

3.1.3 在井尚未斜或井斜角很小时，要想继续钻进而保持不斜，只能减小钻压进行“吊打”，由于“吊打”钻速很慢，所以这时多使用满眼钻具组合，仅在对轨迹要求特别严的直井（段）中，才使用钟摆钻具组合进行“吊打”。

3.1.4 扶正器与井眼间的间隙对钟摆钻具组合性能的影响特别明显，当扶正器直径因磨损而减小时应及时更换或修复。