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技術(shù)*、施工專業(yè)、設(shè)計(jì)安裝一條龍
簡介
壽光地溫空調(diào)井施工隊(duì),由于地?zé)徙@井的特殊性和復(fù)雜性,地?zé)峋┡捌诠ぷ髦?,地?zé)徙@井是耗時(shí)zui長,耗資zui多,耗力zui大的一個(gè)工程階段,因此,在進(jìn)行地?zé)徙@井前,要擬定合理的地?zé)徙@井工藝和設(shè)計(jì)方案,采用相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備,根據(jù)本身開發(fā)的條件和地?zé)峋┡囊?,形成有?cè)重的施工方案。
在進(jìn)行地?zé)峋┕r(shí),嚴(yán)格執(zhí)行工程規(guī)范,并采用全局化的工程管理,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)異常狀況進(jìn)行及時(shí)處理,規(guī)避各種地質(zhì)和工程風(fēng)險(xiǎn),一方面提高成井率,另一方面,控制出水量,確保與地下熱水補(bǔ)給達(dá)到平衡,使地?zé)峋┡?xiàng)目更加*地持續(xù)下去。
地?zé)峋耐顿Y主要決定于鑿井深度,而鑿井深度又取決于熱儲(chǔ)層的埋藏深度。北京地區(qū)地?zé)峋∷康膶又饕獮樗E縣系霧迷山組,該套地層在北京平原區(qū)埋藏深度差異較大,1000m~4000m不等。
由于每個(gè)井位所處地的地質(zhì)情況不同,因而它的深度與溫度間的相關(guān)系數(shù)也差別很大。鐵科院東郊分院處于北京凹陷地帶,熱儲(chǔ)層頂板埋深2900m左右,成井深度應(yīng)在3400m,出水溫度大于60℃。
不同深度的地?zé)峋?需使用不同型號(hào)的鉆機(jī)。不同型號(hào)的鉆機(jī),它的設(shè)備規(guī)模、能源消耗、機(jī)組人員數(shù)量、乃至技術(shù)要求都大不相同,因而其鉆井的成本也差別很大,每加大一級(jí)型號(hào),單米造價(jià)都會(huì)高出200元左右。為了保證成井質(zhì)量和施工進(jìn)度,一般要選用鉆鑿能力略高于設(shè)計(jì)井深的鉆機(jī)。
壽光地溫空調(diào)井施工隊(duì)按*、建設(shè)部(1992)價(jià)費(fèi)字375號(hào)文件《關(guān)于發(fā)布工程勘察和工程設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的通知》中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)取費(fèi)用,鉆井深度2500m內(nèi),綜合造價(jià)應(yīng)為2200元m;鉆井深度3500m,綜合造價(jià)應(yīng)為2600元m??紤]到市場調(diào)節(jié)因素,一般的市場價(jià)格要低于國家標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格。
1、定向井:一口井的設(shè)計(jì)目標(biāo)點(diǎn),按照人為的需要,在一個(gè)既定的方向上與井口垂線偏離一定的距離的井,統(tǒng)稱為定向井。
2、井深(m):井眼軸線上任一點(diǎn),到井口的井眼長度,稱為該點(diǎn)的井深,單位為“米”。
3、垂深(m):井眼軸線上任一點(diǎn),到井口所在水平面的距離,稱為該點(diǎn)的垂深,單位為“米”。
4、水平位移(m):井眼軌跡上任一點(diǎn),與井口鉛直線的距離,稱為該點(diǎn)的水平位移,也稱為該點(diǎn)的閉合距,單位為“米”。嚴(yán)格意義上水平位移為閉合距在設(shè)計(jì)井眼軌跡上的投影位移=閉合距*cos (井眼軌跡投影于水平面與設(shè)計(jì)軌跡投影于水平面的夾角)。 井底與井口連線在水平面上的投影線的長為總閉合距(習(xí)慣叫閉合距又叫總水平位移),其方位為閉合方位(又叫總方位)。
5、視位移(m):水平位移在設(shè)計(jì)方位線上的投影長度,稱為視位移,是繪制垂直投影圖的重要參數(shù),單位為“米”。
6、井斜角(°):井眼軸線上任一點(diǎn)的井眼方向線與通過該點(diǎn)的重力線之間的夾角,稱為該點(diǎn)的井斜角,單位為“度”。
7、方位角(°):在以井眼軸線上任一點(diǎn)為原點(diǎn)的平面坐標(biāo)系中,以通過該點(diǎn)的正北方向線為始邊,按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至該點(diǎn)處井眼方向線在水平面上的投影線為終邊,其所轉(zhuǎn)過的角度稱為該點(diǎn)的方位角,單位為“度”。
8、磁偏角:在某一地區(qū)內(nèi),其磁北極方向線與地理北極方位線之間的夾角,稱為該地區(qū)的“磁偏角”,順時(shí)針為正,逆時(shí)針為負(fù)。磁方位校正為磁方位角加上該地區(qū)的磁偏角。
9、造斜點(diǎn)(KOP):在定向井中,開始定向造斜的位置叫“造斜點(diǎn)”。通常以開始定向造斜的井深來表示。
10、造斜率:表示造斜工具的造斜能力,
11、井斜變化率:單位井段內(nèi)井斜角的變化速度稱為“井斜變化率”,
12、方位變化率:單位井段內(nèi)方位角的變化速度稱為“方位變化率”,常用“°/100m”表示。
13、全角變化率K(狗腿度):指的是單位井段內(nèi)井眼鉆進(jìn)的方向在三維空間內(nèi)的角度變化,它既包含了井斜角的變化又包含著方位角的變化。
14、靶點(diǎn)(目標(biāo)點(diǎn)):設(shè)計(jì)規(guī)定的、需要鉆達(dá)的地層位置,
15、靶區(qū)半徑:允許實(shí)鉆井眼軌跡偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)點(diǎn)的水平距離,
16、靶心距:在靶區(qū)平面上,實(shí)鉆井眼軸線與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離,稱為靶心距。
17、工具面(Tool Face):在造斜鉆具組合中,由彎曲工具的兩個(gè)軸線所決定的平面,稱為工具面。
18、工具面角:分為磁邊工具面角和高邊工具面角;磁邊工具面角:以正北方向線為基準(zhǔn),;高邊工具面角:以井眼方位線為基準(zhǔn)。|石油鉆井裝備,
19、反扭角:使用井底馬達(dá)帶彎接頭進(jìn)行定向造斜或扭方位時(shí),動(dòng)力鉆具啟動(dòng)前的工具面與啟動(dòng)后加壓鉆進(jìn)時(shí)的工具面之間的夾角,稱為反扭角。反扭角總是使工具面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)定向井剖面設(shè)計(jì)
在開鉆前認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計(jì),可以大大節(jié)約定向鉆井的成本。影響井眼軌跡的因素很多,其中一些因素很難進(jìn)行估算(如在某些地層中的方位漂移情況等)。因此,在同一地區(qū)得到的鉆井經(jīng)驗(yàn)很重要,這些經(jīng)驗(yàn)可以在其他井設(shè)計(jì)過程中起重要的參考作用。
波形區(qū)
波形區(qū)位于屏幕的下方,用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間,縱坐標(biāo)軸為壓力(以千帕為單位),隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。
狀態(tài)區(qū)
該區(qū)域位于屏幕的zui下方,用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的zui右側(cè),反復(fù)按3鍵,即可看到該狀態(tài)顯示在變化。
淺層測(cè)試
儀器裝入套管后,即可開泵進(jìn)行淺層測(cè)試。觀察脈沖信號(hào)的波形,并可繼續(xù)測(cè)出一組數(shù)據(jù),以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施,必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。
軟件的主窗口被分成了多個(gè)區(qū)域,用于顯示不同種類的數(shù)據(jù),它們分別是:立管壓力值顯示區(qū)、度盤顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及波形顯示區(qū),下面分別加以介紹。 立管壓力值顯示區(qū) 以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值,單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū):藍(lán)色的欠壓區(qū),綠色的正常區(qū)和紅色的過壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí),用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的,可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。 波形圖顯示區(qū) 以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測(cè)門限值。度盤顯示區(qū) 度盤中顯示的內(nèi)容包括:當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示,度盤的zui外圈表示的是井斜,次外圈是方位,內(nèi)部的五圈表示的是工具面,從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值,zui內(nèi)圈的是值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分,重力工具面以純灰色顯示,磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤一同用大字體顯示的數(shù)值都是的值,除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻,供現(xiàn)場人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。
一.設(shè)計(jì)資料
要進(jìn)行一口定向井的軌道設(shè)計(jì)工作,作業(yè)者至少應(yīng)提供靶點(diǎn)的垂深、水平位移和方位角,或提供井口與靶點(diǎn)的座標(biāo)位置,通過座標(biāo)換算,計(jì)算出方位角和水平位移。此外,定向井工程師還要收集下列資料:
1.作業(yè)區(qū)域和地理位置。通過作業(yè)區(qū)域,通??梢哉业皆摰貐^(qū)已完井的鉆井作業(yè)資料(野貓井除外),并對(duì)地層情況、方位漂移有一定的了解,根據(jù)地理位置,可以計(jì)算或查得到地磁偏角。
2.地質(zhì)設(shè)計(jì)書和井身結(jié)構(gòu)。了解有關(guān)地層壓力、地溫梯度、地層傾角、走向、巖性、斷層,可能遇到的復(fù)雜情況,以及油藏工程師的特殊要求等。
3.作業(yè)者對(duì)造斜點(diǎn)、造斜率、增(降)斜率的要求,以及安全圓柱、zui大井斜等井身質(zhì)量的要求。
4.了解鉆井承包商的情況,如泥漿泵性能,井下鉆具組合各組件的基本情況等。
二.設(shè)計(jì)原則
1.能實(shí)現(xiàn)鉆定向井的目的
定向井設(shè)計(jì)首先要保證實(shí)現(xiàn)鉆井目的,這是定向井設(shè)計(jì)的基本原則。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同的鉆探目的對(duì)設(shè)計(jì)井的井身剖面類型、井身結(jié)構(gòu)、鉆井液類型、完井方法等進(jìn)行合理設(shè)計(jì),以利于安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井。
如救險(xiǎn)井的鉆井目的是制服井噴和滅火,保護(hù)油、氣資源。因此,救險(xiǎn)井的設(shè)計(jì)應(yīng)充分體現(xiàn)其目的:一是靶點(diǎn)的層位選擇合理。二是靶區(qū)半徑?。ㄐ∮?0米),中靶要求高;三是盡可能選擇簡單的剖面類型,以減小井眼軌跡控制和施工難度,加快鉆井速度。四是井身結(jié)構(gòu)、井控措施等應(yīng)滿足要求。
2.盡可能利用方位的自然漂移規(guī)律在使用牙輪鉆頭鉆進(jìn)時(shí),方位角的變化往往有向右增加的趨勢(shì),稱為右手漂移規(guī)律。如圖9-9所示,靶點(diǎn)為T,設(shè)計(jì)方位角為?′。若按?′定向鉆進(jìn),則會(huì)鉆達(dá)T′點(diǎn),只有按照?角方向鉆進(jìn),才會(huì)鉆達(dá)目標(biāo)點(diǎn)T。Δ?角稱為提前角,提前角的大小,要根據(jù)地區(qū)的實(shí)鉆資料,統(tǒng)計(jì)出方位漂移率來確定,我國海上開發(fā)井一般取2~7度。
目前流行的PDC鉆頭(如RC426型等),對(duì)方位右漂具有較好的抑制效果。在地 層傾角小、巖性穩(wěn)定時(shí),PDC鉆頭具有方位左漂的趨勢(shì),這主要是由于PDC
利用期間的維護(hù)與回灌
地?zé)峋┡那鞍攵?,是資源開發(fā),后半段是資源利用,但使這兩者緊密溝通起來的,是地?zé)崴6責(zé)崴哂懈鞣N性質(zhì),攜帶著各種化學(xué)物質(zhì),長年利用造成結(jié)垢是不可避免的。此外,地?zé)峋旧淼匿P蝕由于其設(shè)備的性質(zhì)也是普遍存在的,因此,除垢防腐工作,是地?zé)峋┡笃诶眠^程中需要定期關(guān)注的重要工作,需要進(jìn)行合理的規(guī)劃和管理??梢蕴岣叩?zé)豳Y源利用率、減少廢氣熱水對(duì)于環(huán)境的污染,同時(shí)維持地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用?;毓嘤泻芏喾N模式,可以根據(jù)地質(zhì)條件和具體的經(jīng)濟(jì)狀況采用不同的回灌措施,達(dá)到地區(qū)地下資源的水熱均衡,確保地?zé)峋┡?xiàng)目的*效益。將選好的礫料投入濾水管與井壁之間的環(huán)狀間隙中,這一工序稱為填礫。一般適合于淺井。填礫的目的是在濾水管與井壁之間形工過濾層。此人工過濾層可以增大濾水管四周的孔隙率和透水性,減小進(jìn)水時(shí)的水頭損失,以增加單井出水量。同時(shí),可以起濾水擋砂作用,以防止含水層中的細(xì)小砂粒涌進(jìn)濾水管內(nèi)。因此,可以延長水井的使用壽命。
深井填礫主要弊端有:為填礫而增加鉆井口徑,鉆井成本增加;投礫過程中很容易造成礫料的分選,即:相對(duì)粗的顆粒先沉入井底,較細(xì)的顆粒則懸浮在上部,使地層與礫料顆粒配不合理而導(dǎo)致涌砂,特別是較深的地?zé)峋?由于礫料下沉?xí)r間長,分選的層次更嚴(yán)重;投礫過程中,很容易導(dǎo)致不穩(wěn)定地層坍塌,而使礫料不到位或者礫料泥皮混在一起充填在井管外圍,造成洗井困難,甚至嚴(yán)重影響單井出水量;井斜或下管彎曲時(shí),圍填礫料很難保證其厚度的均勻性;石英含量較低的礫料,容易造成膠結(jié),zui終影響出水量。
鉆頭的切削方剖面設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題
1.選擇合適的井眼曲率
井眼曲率不宜過小,這是因?yàn)榫矍氏拗铺?huì)增加動(dòng)力鉆具造斜井段、扭方位井段和增(降)斜井段的井眼長度,從而增大了井眼軌跡控制的工作量,影響鉆井速度。
井眼曲率也不宜過大,否則鉆具偏磨嚴(yán)重、摩阻力增大和起下鉆困難,也容易造成鍵槽卡鉆,還會(huì)給其他作業(yè)(如電測(cè)、固井以及采油和修井等)造成困難。因此,在定向井中應(yīng)控制井眼曲率的zui大值,我國海上定向井一般取7~16°/100米,zui大不超過20°/100米。不同的井段要選用不同的井眼曲率,具體如下:
井下動(dòng)力鉆具造斜的井眼曲率取:7~16°/100米。 轉(zhuǎn)盤鉆增斜的增斜率?。?~12°/100米。
轉(zhuǎn)盤鉆降斜的降斜率?。?~8°/100米。
定向及扭方位六不施工:
(1)井壁不穩(wěn)定、井眼不暢通、井底不干凈不施工;
(2)鉆井液性能未達(dá)到設(shè)計(jì)要求或不具備安全施工條件的不施工;
(3)排量必須符合動(dòng)力鉆具的技術(shù)要求,否則不得施工;
(4)送井的動(dòng)力鉆具、彎接頭、測(cè)斜儀等達(dá)不到工程要求不得施工;
(5)設(shè)備有故障、安全措施不落實(shí)不施工;
(6)主要技術(shù)崗位的人員和技術(shù)措施不落實(shí)不施工。
3、定向或扭方位的鉆具組合下井,必須雙鉗緊扣,如使用液壓大鉗,緊扣扭矩應(yīng)達(dá)到緊扣鉆具的標(biāo)準(zhǔn)要求。嚴(yán)格控制下放速度,防止突然遇阻。若中途遇阻可變換角度下放,下放無效時(shí)起鉆通井,嚴(yán)禁長井段劃眼,動(dòng)力鉆具入井不準(zhǔn)裝絲扣密封膜。
4、根據(jù)動(dòng)力鉆具的特性和*參數(shù),確定鉆井參數(shù)。
5、單點(diǎn)儀定向或扭方位原則上每單根測(cè)斜一次,隨鉆儀造斜或扭方位每單根記錄一組數(shù)據(jù)。根據(jù)測(cè)量的井斜角和方位角及時(shí)修正反扭角的誤差,并調(diào)整造斜工具的裝置角,預(yù)測(cè)井底的井斜和方位狀況,指導(dǎo)下步施工。
6、帶彎接頭的定向鉆具組合接單根和起鉆時(shí),嚴(yán)禁用轉(zhuǎn)盤卸扣。
7、定向或扭方位完畢,定向井段超過40米或井下情況復(fù)雜應(yīng)先下入剛性較小的單扶正器鉆具組合通井?dāng)U劃眼,修整井壁,然后下入鉆進(jìn)要求的鉆具組合。
8、擴(kuò)眼時(shí)剎把必須由司鉆操作,值班干部在場指揮。擴(kuò)劃眼嚴(yán)禁連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤下放擴(kuò)眼,原則是“下放時(shí)不轉(zhuǎn)
1、穩(wěn)斜鉆具主要是剛性滿眼鉆具組合,一般*使用3-4個(gè)穩(wěn)定器,zui多不超過5個(gè)。
2、穩(wěn)斜段要求50-70米測(cè)斜一次,遇復(fù)雜地層或穩(wěn)斜困難時(shí)應(yīng)加密測(cè)斜。
3、因地層因素影響或大斜度井采用穩(wěn)斜鉆具,出現(xiàn)降斜趨勢(shì)時(shí),可用微增鉆具或增斜鉆具組合穩(wěn)斜。
轉(zhuǎn)盤鉆降斜井段施工
1、降斜鉆具組合以鐘擺鉆具為主,必要時(shí)可以使用光鉆鋌或其它鉆具組合降斜,但應(yīng)注意全角變化率不超過允許的范圍。
2、降斜井段鉆進(jìn)參數(shù):適當(dāng)鉆壓、快轉(zhuǎn)、大排量,嚴(yán)格控制降斜率,根據(jù)降斜前井斜角的大小以及地層造斜規(guī)律選擇合適的鉆具組合和鉆井參數(shù),降斜率≤4°/100m。每30-50米測(cè)斜一次,遇復(fù)雜地層,方位漂移大,降斜過慢或過快應(yīng)加密測(cè)斜,防止軌跡失控。
其他要求
1、測(cè)斜后應(yīng)及時(shí)處理數(shù)據(jù),并在垂直投影圖和水平投影圖上繪圖分析并及時(shí)向技術(shù)發(fā)展部匯報(bào)。
2、井斜超過30度的井,中靶后自由段鉆進(jìn)井段超過100米,采用穩(wěn)斜鉆具組合或原鉆具組合。