应用质量管理原理提高钻井取心收获率

作者:未知

  摘 要:好的钻井取心收获率是通过设计规划而不是通过事后测量得来的。应用全面质量管理原理总结分析取心收获率影响因素,结果表明:人员情况、设备、地层、取心工艺、取心环境是影响收获率的原因,在每一筒次取心中其所占权重不同。将质量管理中PDCA循环应用于每一个取心周期中,使周期性优势得以延续,有利于提高钻井取心收获率。
  关键词:钻井取心;质量管理;收获率;取心周期
  钻井取心是提供地层剖面原始标本的唯一途径,是获得地层特性、储层特性等资料数据的最直接最真实的手段。取心作业成败的标志是岩心收获率的高低,现场取心工作目标是提高岩心的收获率。取心收获率影响因素众多,利用应用质量管理原理对岩心收获率影响因素系统梳理,对某一具体单井取心明确因素权重,使单口井取心更具系统的连续性,进一步提高钻井取心收获率。
  1 钻井取心收获率影响因素分析
  应用全面质量管理基本原理可知,影响岩心收获率的因素有人(司钻及取心工程师),机(井队设备及取心工具),料(取心地层),法(取心工艺),环(人员工作环境,井眼条件等)。
  1.1 人员情况
  人员情况主要包括取心工程师及井队操作人员。取心工程师应有良好的培训,掌握取心工具使用方法,使用时严格按照各种操作规程。操作人员要严格依照工程师指令操作,思想上集中,行动迅速,沟通及时,配合默契。
  1.2 设备因素
  取心设备是获取岩心的武器装备,性能优异、与地层匹配的设备会使工作事半功倍,重点来看取心筒及取心钻头的影响。首先看取心筒,目前钻井取心大都采用双筒单动结构,有内外筒之分。内筒作用是容纳和保护岩心。内筒工作稳定对保护岩心至关重要,尽量选低摩阻内筒,减小岩心进筒阻力,有利提高收获率及单筒进尺。外筒极惯矩越大,同样工作环境下工具稳定性越强。其次是钻头必须优质高效,才有高单筒进尺和岩心收获率。浅层松软地层选用高出刃取心钻头;钻头水眼上采用增加钻井液过流面积(AOF)办法减少钻井液流的速度,尽量采用斜水眼将钻井液导向偏离岩心方向,防止冲蚀岩心。硬地层应选用低出刃、锋利度高的取心钻头,防止钻头齿过早损坏。取心钻头结构必须保证井底有良好清洗效果,否则影响机械钻速,甚至造成卡心。
  1.3 地层因素
  决定取心成败的首要因素是取心地层本身。岩石胶结好,强度高是取心收获率高的有利保证;反之岩石胶结性差,强度低,则地层本身没有形成岩心柱的条件,再好再先进的取心工具和工艺,也不会有好的岩心收获率。如疏松砂岩地层取心,收获率低平均单筒进尺也少。同时岩心自身抗压强度,岩心筒长度,钻头,地层可钻性,是可取岩心长度的决定因素。如果岩心柱的自重和进筒摩擦阻力之和,超过岩心抗压强度,继续取心钻进形成的岩心会被岩心柱压碎,由泥浆带入环空,成为砂子带出井外。
  1.4 取心工艺
  取心工艺包括钻进参数和施工工艺。钻进参数包括钻压、排量、转速等。与全面钻进相比,取心钻进参数普遍较小,主要是取心首先要保证收获率。从钻压上看,高钻具转速易引起内筒转动,加剧岩心磨损,不利岩心收获率。排量是影响取心质量非常关键的钻进参数。排量越大,冲刷岩心越严重,尽量采用最小排量。从施工工艺上取心要求送钻均匀,送钻要勤,钻压浮动幅度最好小于1吨。一次加压过多,会造成临时性蹩跳,还可把成柱性很好的岩心因钻具产生大的周向振动而折断。钻压忽大忽小影响机械钻速,钻具振动大,钻压大形成岩屑多,容易造成堵心,送钻均匀小心是取心关键。
  2 取心工作的周期性与连续性
  陆地上探井、评价井取心往往单口井多筒次。单口井取心收获率最终要落实到每一筒次的取心收获率上。应用质量管理原理来看每一筒次的取心其实质就是一取心周期。全面质量管理中,应用戴明循环使这种周期性优势延续。戴明循环即PDCA循环,单个取心周期中全部采用这种PDCA过程。第一个取心周期中取心计划的制定非常重要,要对各影响因素全面分析,备好工具配件,做好各项应急预案,全面了解设备性能,与井队操作人员做好协调沟通,取心完毕后做好检查,按规定要求去干,并找出异常原因,总结成功经验和失败教训,使之成为标准。
  3 工程应用实例
  哈淺区块某井为胜利油田新疆勘探项目管理部部署在乌尔禾地区的一口重点探井,其钻井取心深度跨度大(147~2243m)、取心层位多(侏罗系、三叠系、石炭系、二叠系)、人员流动频繁(先后6人次)等特点,在取心过程中遇到井漏、割心钢球不到位、下钻到底无法开泵等一系列情况。取心工程师应用质量管理原理,全面分析影响因素,将每一筒次取心当做一循环周期,各筒次取心时根据遇到情况对影响因素权重赋值。一系列措施保证取心顺利交接,复杂情况没有重复出现,最终取心15筒次,取心进尺62.4m,收获率达95%,圆满完成本次取心任务。
  4 结论及认识
  应用质量管理原理可从源头上进一步提高钻井取心收获率,总结分析钻井取心影响因素,对每一次取心周期各影响因素权重不同;钻井取心是一个系统工程,每一口井取心、每一筒次取心都可看做一个循环周期。在单个取心周期中应用质量管理PDCA循环,取心工作交接变得顺利简单,延续周期性优势,提高取心收获率;管理人员将质量管理应用到钻井取心使之模式化标准化,从全局统筹协调,将每个取心周期优势最大限度发挥,提高取心收获率。
  参考文献:
  [1]徐玉山.如何提高岩心收获率[J].石油钻探技术,1996, 9(3):12-14.
  [2]刘娜,关玲永.全面质量管理的理论分析[J].北京建筑工程学院学报,2008,19(2):71-73.
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