控压钻井条件下井身结构优化设计要点分析
来源:用户上传
作者:
摘 要：针对控压钻井过程中的井身结构设计问题，首先对井身结构设计的基本概念进行简单介绍，在此基础上，对井身结构设计的要点问题进行深入分析，并提出进行井身设计的具体步骤，为保障控压钻井条件下井身结构设计优化工作的顺利实施奠定基础。
关键词：控压钻井；井身结构；优化设计；要点分析
无论对于何种钻井条件下产生的油气井，井身结构都十分关键，这主要是因为井身结构也会对油气资源的开采效率和开采质量产生重要的影响，对于控压钻井技术而言，该种技术相对较为先进，但是在应用该种技术的过程中，对井身结构进行优化设计的难度相对较大，这主要是因为该种技术常用于复杂油气藏条件下，地质状况较为复杂，进而使得井身设计优化的难度增加[1]。针对此问题，本次研究首先将对井身結构设计的基本概念进行分析，在此基础上，研究井身结构设计的要点所在，最后提出井身结构设计的基本步骤，为控压钻井技术应用条件下的井身结构设计优化技术的顺利实施奠定基础。
1 井身结构设计基本概念
在进行钻井作业的过程中，井身结构设计也属于一项较为重要的工作，如果井身结构设计十分合理，则可以使得钻井作业的安全得到有效的保障，这将会对钻井公司产生直接的经济效益，但是当井身结构设计不合理时，井下非常容易出现各种类型的坍塌问题，进而使得钻井作业无法进行。为了防止出现各种类型的钻井风险问题，这就需要对井身的结构进行合理的优化，使得钻井公司的成本得到有效的降低[2]。目前，由于国家和社会对能源需求量不断增加，以及很多常规油田已经进入了中后期阶段，因此，我国复杂油气藏的数量不断增加，对该种油藏进行钻井作业的过程中，常常需要用到控压钻井技术，在应用该种技术的过程中，井下非常容易出现压力异常的问题，这给井身结构的优化设计带来了一定的难度，常规的优化设计方法和技术并无法解决该种问题，为了保障钻井作业的质量，同时，为了保障钻井作业的安全，油田单位十分重视控压钻井条件下的井身结构设计问题，不但可以使得油田单位的施工速度得到有效的提升，同时，还可以解决地质状况较为复杂区域的油气开采问题。
2 井身结构设计要点分析
在对井身结构进行设计的过程中，必须根据井下压力平衡的基本原则，对套管的下放深度进行严格的把控，进而使得在进行钻井作业或者起下钻操作的过程中不会出现问题，进一步防止井漏问题的出现，一般来说，如果钻井作业所处区域的地质状况较为复杂，则需要根据现场的实际情况对井身结构进行合理的设计。
2.1 自下而上的井身设计
该种类型的井身设计方法主要应用于已经探明的油气藏区块，该种方法在使用的过程中每一层的套管深度都相对较浅，进而使得套管的使用费用降至最低，但是，在应用该种技术的过程中，需要对井下的地质状况进行准确的把握，进而保障套管深度的合理性，一般来说，地层的结构以及地质状况将会对最后一根套管的深度产生影响，进行完井作业的过程中，油管的尺寸需要根据油气层的开采要求进行选择[3]。
2.2 自上而下的井身设计
该种类型的井身设计方法主要应用于地质状况不明或者地质状况较为复杂的区域，与前一种方法不同，该种方法在应用的过程中并不是以套管的深度最浅为目标，即不是以套管的使用费用为目标，该种方法的首要目标是保障钻井作业的安全与成功，这主要是因为钻井作业的安全与成功与否将会对油田单位的经济效益产生直接影响，因此，该种技术在应用的过程中套管的深度将不会受到地质状况的影响，只需要根据已有的资料对井身的结构进行动态的优化设计即可。
3 井身设计流程
对于控压钻井条件下的井身设计问题，其设计流程主要可以分为七步：①根据已有的地质状况数据资料，对套管的下放深度进行准确的计算；②根据计算得到的套管深度，对套管位置处地质的岩石破碎压力进行计算，并确定进行钻井作业时的钻井液密度；③根据钻井液密度的计算值，确定钻井液密度的最小值，并将最小值作为初值；④根据套管额定下放深度，确定计算步长，根据计算步长和钻井液密度的初值，对下深状况进行判断；⑤确定钻井液密度升高步长，逐渐升高钻井液，重复第四步，进行不断的重复计算，一直计算到钻井液密度的最大值为止；⑥对计算得到的每一个套管深度进行对比，将套管深度的最大值确定为最终的套管下放深度，并将深度对应的钻井液密度作为最终的钻井液密度；⑦重复第二步至第六步的过程，确定下一层中套管的下放深度，一直计算到目标层为止。
4 结论
综上所述，对于钻井作业而言，井身结构的优化设计十分关键，如果井身结构出现问题，可能会引发各种类型的风险事故。对于控压钻井条件下的井身结构设计而言，由于该种技术主要应用于地质状况较为复杂的区域，所以进行井身结构设计的难度大大增加，在对该种类型钻井技术下的井身结构进行优化设计时，必须严格遵守设计步骤，保障井身设计工作顺利实施。
参考文献：
[1]乔岗，许兴波.控压钻井条件下井身结构优化设计的几点探索[J].中国石油和化工标准与质量，2014（12）：34.
[2]罗玉财，李晶莹，李振昊，等.深潜山阳探1井钻井提速技术[J].石油钻探技术，2015，43（6）：130-134.
[3]方长传.海上深探井井身结构优化设计[J].石油天然气学报，2013，35（8）：100-102.
作者简介：
屈宪伟（1989- ），男，黑龙江佳木斯人，毕业于中国石油大学（北京）石油工程专业，助理工程师，从事钻井新技术研究工作。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14850631.htm
