海洋修井机侧钻研究

2023-03-01

我国海洋的面积广阔, 拥有者丰富的海洋资源, 其中海洋油气资源就是一种非常重要海洋资源。近年来随着技术和装备的发展与进步, 海洋石油资源的开采, 得到了飞速的发展。随着海洋石油资源的不断开采, 许多油井由于设备、地质条件等方面的原因, 出现了各种各样的油水井事故, 这样会直接影响到石油资源正常的开采。侧钻技术可以有效的将这些井逐步的恢复生产, 从而增加原油的产量, 提高油田的经济效益。在海洋石油资源的开采方面, 如果利用新的钻井平台或者钻井船, 进行老井的侧钻, 侧钻的成本较高, 老井侧钻的经济效益不显著, 如果利用海洋修井机进行老井的侧钻, 既充分的利用了现有的设备, 又可以有效的节约侧钻的成本。

一、海洋修井作业装置分析

随着海洋石油资源逐渐被开采和利用, 海上生产油井的数量逐渐的增多, 随之而来的海洋修井作业的种类和数量也在大量的增加, 所以会用到大量的海洋修井作业的装置。固定平台的海洋修建装置主要包括两个部分的内容, 一个是修井作业的主体部分, 例如相应的钻井液、井架等, 另一个是修井作业的辅助部分, 主要包括动力、吊装等部分。固定平台的海洋修井作业装置具有许多优点, 首先该类型的修井作业装置的占地面积小, 而且具有相应的限重系统, 防止系统过重, 而造成修井装置的过载。该类型的作业装置一般可以同时实现钻井和修井作业, 而且具有转动和提升的作用。固定平台的海洋修井作业装置抵抗恶劣环境的能力较高, 因此得到了大量的使用。液压修井机最早的作用是用来应急处理的, 目前应用的范围较广。液压修井机是对现有常规的钻修井的扩充。液压修井可以完成钻井、钻塞、旋转、侧钻等各种钻修井作业。目前常用的液压修井装置主要包括两种类型, 一种是利用液压动力驱动转盘的普通类型的修井作业装置。另一种是不压井类型的修井装置。不压井修井作业装置的有点主要有, 不需要压井作业, 所以不会对储层造成影响, 从而节约作业的时间, 同时还能够保护储层。不进行压井作业会节约作业材料费和设备费等, 该类型的修井作业装置体积小、重量轻、方便灵活、比较适于海洋的修井作业。同时不修井作业装置的工作可靠性好、维修方便、同时需要的操作工人的数量较少, 不压井修井作业装置以其上述优点, 得到了较为广泛的应用。举升船修井作业装置最初是由美国的EBI研发出来的, 举升船修井作业装置适应性高, 而且具有多种用途, 因此得到了飞速的进步与发展。举升船修井作业装置外观为一个船体, 配备有举升系统、传动系统、修井作业装置等。该类型的修井作业装置可以实现自身的移动, 而且具有独立的起升系统, 既能够水平移动还能够垂直上升, 功能完备。具有的优点主要有举升船修井作业装置的成本低, 维修的费用少, 作业装置垂直上升和下降的速度快, 基本上可以进行大多数的海洋平台修井作业, 应用的范围较广。

二、海洋修井作业装置侧钻研究

海洋修井作业装置在侧钻的过程中, 首先要保证作业各项参数能够满足装置的强度要求, 由于钻井条件和修井条件不同, 钻井的条件要恶劣一些, 海洋修井作业机侧钻的钻井深度要低于同条件下修井的深度。对于海洋修井作业装置侧钻能力的分析, 可以准确的得到海洋修井作业装置相对应的极限井深, 从而为更好的做好侧钻设计打下基础。侧钻造斜角度的不同, 井壁对于造斜管柱的作用力就不同, 而且造斜管柱自身的受力也会不同, 通过开展不同造斜角度下, 修井作业装置载荷的大小的计算, 计算出侧钻过程中作业装置受到的最大的载荷, 利用该载荷和作业装置的额定载荷相对比, 防止作业装置受力过载现象的发生。为了能够方便有效的计算出不同角度下, 修井作业装置的受力状况, 需要对井下的复杂情况进行必要的简化假设。首先侧钻井井眼的轨迹为三段式, 包括垂直、造斜和稳斜三个部分。在钻井的稳斜部分, 侧钻管柱和井眼的上部不存在接触, 只和井眼的下部接触, 而且接触为多个点或者一个点接触, 这些接触点形成的接触力的合力的作用点为管柱的质心。钻头的运动方向为井眼的轴线方向, 而且钻头受到的支撑力和井眼的轴向方向垂直。在造斜的部分, 侧钻管柱只和井眼的上部接触, 而不和井眼的下部接触, 造斜部分的管柱和稳斜部分的管柱之间为平滑接触。在垂直部分, 假设侧钻管柱和井眼之间不接触, 同时忽略泥浆的影响。为了能够尽量的保证计算的有效性和安全性, 在计算的过程中, 均采用最大的管柱上提速度和上提加速度。在对管柱摩擦阻力的影响分析时, 假设流体的类型为牛顿流体, 流体产生的阻力和管柱运动的方向相反, 而且不考虑流体产生的浮力, 这样计算的结果将更加的安全。完成海洋修井作业装置侧钻能力的计算后, 就可以得到每种修井作业装置的最大的参数, 但是在实际的侧钻过程中, 还要考虑到其他的侧钻参数是否满足要求, 因此需要根据实际的侧钻井的情况, 进行相应的侧钻工艺参数的调整, 例如动力、泥浆等参数的修改和调整, 将各个参数调整到最佳的范围内后, 就为海洋修井机成功的完成侧钻作业奠定了坚实的基础。

结束语

海洋石油资源是我国重要的能源, 如何安全高效的采出更多的海洋油气资源, 是目前油气研究人员重要的研究方向之一。修井侧钻作业是老井、问题井恢复生产的重要的措施, 利用海洋修井机进行老井的侧钻, 既充分的利用了现有的设备, 又可以有效的节约侧钻的成本。目前常用的液压修井装置主要包括两种类型, 一种是利用液压动力驱动转盘的常规类型的修井作业装置。另一种是不压井类型的修井装置。举升船修井作业装置外观为一个船体, 配备有举升系统、传动系统、修井作业装置等。海洋修井作业装置在侧钻的过程中, 首先要保证作业各项参数要能够满足装置的强度要求, 海洋修井作业机侧钻的钻井深度要低于同条件下修井的深度。

摘要：随着油田开发的不断深入, 油井的产量在不断的下降, 通过开窗侧钻的方法可以有效的提高油井的产量, 海洋平台上实现开窗侧钻的成本较高, 利用海洋修井机进行开窗作业, 可以充分的利用现有设备, 并且节约成本。文章通过调研, 分析了海洋修井机的概况, 开展了海洋修井机侧钻研究, 通过研究对于降低海洋侧钻的成本, 提高油井的产量具有积极的作用。

关键词：海洋,修井,侧钻,设计,概况