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影响温泉钻井质量和速度的因素
来源:地大热能 2021-07-19
影响温泉钻井速度最主要因素主要有两大点,一是地质因素,二是工程因素。温泉钻井工程是地热温泉钻井、温泉钻井的重要环节之一,只有严格控制工程质量、进度才能提高钻井成功率。然而温泉钻井质量和速度又受很多因素控制,下面就浅谈一下影响温泉钻井工程的因素以及如何控制风险。
 井架
钻具对温泉钻井质量和速度的影响
普通温泉钻井通常采用的是常规转盘温泉钻井,这种传统的温泉钻井方式的温泉钻井速度很低,为了提高温泉钻井速度,地大热能推荐“PDC钻头+井下动力钻具+转盘钻”的复合温泉钻井方式,其具有如下优点:  
1)由于复合钻进的钻头转速是钻机Ⅱ档速的2倍,接近Ⅰ档速的4倍,大幅度提高机械钻速很容易实现。
2)复合钻进的高转速适合于PDC钻头剪切地层的切削特点。
3)井眼轨迹平滑。导向钻进和滑动钻进相结合的间隔变换,易于控制狗腿度,保证井下安全。
4)钻具结构得到有效简化。复合钻进时钻压一般<100~120kN ,少下或不下钻铤即可完成钻进要求,粘卡机率大大降低。
5)高效PDC 钻头配合动力钻具温泉钻井,避免了高转速下牙轮轴承的先期失效,不会发生掉牙轮事故。
6)导向钻具结构若采用MWD监测井眼轨迹,更能发挥优势。在深部及中深部地层利用井下动力钻具复合钻进技术提高温泉钻井速度,将会有较为明显的效果。
 
钻进参数对温泉钻井质量和速度的影响
在温泉钻井过程中,可控因素中的钻进参数对温泉钻井速度的影响不容忽视,如:钻头类型、钻头喷嘴直径、钻头水功率、钻压、转速、泵压、排量等。在客观条件一定的情况下,通常通过控制钻压、转速、泵压及排量来提高机械钻速。一般情况下钻压越大,转速越高,机械钻速就越高。而且一般遵从的规律是上部地层对转速比较敏感,下部地层对钻压比较敏感。因此,钻遇上不松软地层时,采用低钻压,高转速;钻遇下部坚硬地层时,采用低钻压,高转速。
如果钻压或转速控制不当,一方面会影响机械钻速,另一方面会加剧钻头的磨损,进而影响钻头的使用寿命。在考虑钻压和转速的同时,还应调节好泵压,泵压不能太大,也不能太小,泵压适当最好。若泵压太小,则井底破碎的岩屑不能及时返出,造成岩屑的二次破碎;若泵压太大,则产生井底压差,井底压差对刚破碎的岩屑有压持效应,阻碍井底岩屑的及时清除,影响钻头的破岩效率。总之,在温泉钻井过程中应根据实际情况适时的调节钻进参数,只有这样才能高速有效的钻进。
 
钻井液对温泉钻井质量和速度的影响
钻井液是温泉钻井的血液,所以钻井液的性能对温泉钻井至关重要。影响机械钻速的主要是钻井液的粘度、钻井液的密度及钻井液中的固相含量三方面。针对现有深井液体系使用的处理剂富含铬离子等其它对环境有极大影响的重金属离子,建议研究应用环保型深井钻井液体系,完善目前国内小范围应用的硅酸盐类钻井液体系、合成基类温泉钻井体系,形成适应各钻探区域地质、工程条件的深井环保型钻井液系列。针对目前深井钻井液检测手段、检测设备远不能满足深井要求,建议配套完善能够检测粘土容量限、页岩稳定性等系列深井钻井液检测仪器,使现场深井检测达到一个新的水平。 
1)钻井液粘度 若钻井液粘度增大,将会增大环空压降,使井底压差增大,钻速降低;钻井液粘度增大,钻柱内压耗增大,在泵压一定时钻头压降减小,钻头谁功率减小,清岩和破岩能力降低,钻速下降。若钻井液粘度太小则会降低钻井液的携砂能力,使岩屑不能及时返出井口,进而影响钻速。
2)钻井液密度 钻井液密度越大,井内液柱压力越大。在井内液柱压力大于地层空隙压力的情况下,产生一个正压差。在正压差作用下,井底岩屑难以离开井底,造成重复破碎现象,钻速降低。若密度太小不足以压住井下流体,可能会导致井喷危险。
3)钻井液中的固相含量 固相含量对钻进速度和钻头消耗量都有严重的影响,一半应尽量采用固相含量低于4%的低固相钻井液。
 
钻井设备对温泉钻井质量、速度的影响
钻井设备对温泉钻井速度的影响不容忽视,在一口井的温泉钻井周期中,由于设备问题导致温泉钻井周期延长的时间占绝大部分。设备的影响大体分为以下几种情况:
1)钻机配置不能满足温泉钻井需要,如钻机动力不足、钻头硬度不够等。  
2)设备没有进行定期维护和检修,经常发生故障而延误工期,如个别井位柴油机、泥浆泵、气泵等大型设备多次发生故障。
3)钻具陈旧,性能下降,增加了井下事故发生的频率,发生诸如发生过1次钻铤脱扣,1次钻杆脱扣,2次钻杆折断。
4)井场常用工具配备不齐全而延误工期,如个别井位多次发生钻具折断而无打捞工具公锥和母锥;无备用钻头。深井、超深井的现有钻井液体系中包被剂普遍存在抗温性能达不到设计要求。
 
其它影响因素
由于温泉钻井区块的井位基本上都在交通不便的山丘、沙漠等地理特殊位置,所以每逢雨雪天气温泉钻井所需的物资很难运送到井场,进而延误工期。遇到下雨等天气,水和柴油无法及时供应,也会严重影响工期。针对这种情况,后期提前储备足够的水和柴油,避免了雨雪天气由于缺少水和柴油而延误工期。对深井复杂情况的预防与处理,深井可能遇到的复杂情况比浅井多的多,在常见的复杂和事故如井涌、井漏、井塌、缩径、断钻具等的预防上,只要把现有的技术运用好,把工作做细,完全能够达到安全生产。预防井下复杂技术,以化学防塌为主、以物理防塌为辅。即抑制粘土分散、控制失水、改善钻井液性能;坚持使用固控设备除砂补土、加重,边钻边划、端起长起相结合整修井壁,起钻前打重泥浆塞保持井筒当量密度。但在处理这些事故和复杂时,难度和危险性比浅井大的多,需要针对不同的地区和井下情况采取不同的措施,绝对不能生搬硬套其他井的工作经验。

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