Como evitar que a columna de perforación se atasque (perda de peso na broca) na perforación?

O termo "peso perdido na broca" (LWB, polas súas siglas en inglés) refírese a un escenario durante a perforación no que o peso deseñado na broca (WOB, polas súas siglas en inglés) non actúa sobre a broca. En cambio, debido á fricción excesiva entre a sarta de perforación do fondo do pozo e a parede do pozo, todo o peso aplicado é absorbido pola sarta de perforación.

Ao aplicar WOB, a retracción do pozo adoita facer que o peso se exerza completamente sobresarta de perforaciónou estabilizadores. Isto require a aplicación continua de peso, pero débese ter en conta a resistencia á compresión da sarta de perforación. Cada incremento de peso pode resultar nun pequeno movemento cara abaixo da sarta de perforación; a aplicación repetida de peso permite que a sarta de perforación se mova máis alá da sección do pozo encollida. No momento en que a sarta de perforación sae desta sección, a broca entra en contacto rapidamente co fondo do pozo. Dado que o WOB neste punto é maior que o da perforación normal, a broca penetra na formación máis profundamente, o que leva a un aumento repentino do par. Isto pode facer que a mesa rotatoria ou o accionamento superior se detengan. Se se produce un bloqueo, non levante a sarta de perforación bruscamente; primeiro libere o par. A perforación normal pódese retomar despois de repetidos axustes.

A perda de peso na broca adoita producirse nos seguintes casos: perforación direccional de pozos verticais con escariado inverso ou pozos direccionais con múltiples operacións de escariado inverso, fresado de fiestras e perforación direccional con desvío e perforación direccional de pozos horizontais. Debido á traxectoria do pozo e a varios factores de resistencia, é difícil que a presión aplicada á sarta de perforación se transmita á broca. A partir de instrumentos completos de rexistro de lodos e indicadores de peso, isto móstrase como: a posición da broca permanece sen cambios e non se gaña metraxe a pesar do aumento continuo do WOB; a presión da bomba non aumenta e non se produce ningún bloqueo da bomba. Non obstante, un aumento adicional do WOB pode levar a un bloqueo repentino da bomba. Para os pozos direccionais, a perda de peso na broca non só interrompe as operacións direccionais normais, senón que tamén corre o risco de que a tubaxe se as operacións son incorrectas.

1. Reforzar o control da traxectoria do pozo e optimizar a configuración da sarta de perforación

Para abordar a perda de peso na broca causada por unha mala traxectoria do pozo, a principal medida de enxeñaría é mellorar o control da traxectoria. Para pozos direccionais de gran ángulo e alcance estendido, débese adoptar un control guiado por completo para manter a desviación e o acimut do pozo en liña co deseño, evitando o escariado inverso debido a desviacións do deseño.

Para a perda de peso na broca resultante dunha mala traxectoria do pozo, a solución máis eficaz é simplificar a configuración da sarta de perforación: reducir o número de colares de perforación e aumentar o número de tubos de perforación pesados ​​(HWDP). Isto reduce a rixidez da sarta de perforación, reduce a área de contacto entre a sarta de perforación e a torta de lodo e evita tanto a perda de peso na broca como o agarrotamento diferencial.

Para a perda de peso na broca en pozos horizontais, as medidas deberían centrarse na limpeza do pozo, a lubricación e as técnicas operativas do perforador.

2. Mellorar a limpeza

A mellora da limpeza inclúe a limpeza de pozos e a purificación da loda superficial mediante equipos de control de sólidos superficiais.

Mellorar a capacidade de carga de recortes da lama

Nos proxectos recentes de perforación direccional, adoítanse empregar brocas PDC combinadas con tecnoloxía de motores orientables, que conseguen unha metraxe relativamente rápida e trituran os recortes en partículas finas, o que supón certos desafíos para a limpeza dos pozos.

Requisitos de desprazamento para diferentes seccións de pozo:Para a sección do pozo de φ311 mm, o desprazamento debe ser superior a 3,4 m³/min; para a sección do pozo de φ216 mm, debe ser superior a 1,1 m³/min.

Axustar os parámetros reolóxicos da lama en función do retorno dos recortes de fondo de pozo:Para o fluído de perforación polímero con baixo contido en sólidos, a proporción plástica dinámica debe controlarse entre 0,42 e 0,50 para garantir un bo efecto de transporte de recortes. En canto á viscosidade do lodo e á resistencia do xel, a viscosidade dos pozos direccionais de alto ángulo debe manterse por riba dos 48 segundos; unha alta viscosidade e resistencia do xel axudan a evitar o asentamento vertical dos recortes.

Nun proxecto de perforación, cando a desviación do pozo era de 50–60 graos, a adición de xel orgánico positivo reduciu a viscosidade da lama a aproximadamente 42 segundos, o que provocou un mal retorno dos recortes no fondo do pozo e unha perda de peso na broca durante a perforación direccional. As condicións normais no fondo do pozo restablecéronse despois de aumentar a viscosidade da lama a 50 segundos.

Para pozos cunha profundidade superior a 200–300 metros, os pozos horizontais poden ser arrastrados ata a sección do pozo cunha desviación de 20–30 graos. Na configuración da sarta de perforación para a perforación direccional, adoitan incluírse varios conxuntos de colares de perforación. Nos pozos recentemente perforados, a presenza de colares de perforación aumenta a velocidade de retorno da lama anular, polo que os leitos de recortes adoitan asentarse no pozo antigo. Polo tanto, algúns equipos de perforación só arrastran a sección do pozo recentemente perforada, o que ten pouco efecto na ruptura dos leitos de recortes.

3. Mellorar a lubricidade da lama e a calidade da torta de lama

Mellorar a lubricidade da lama

As medidas específicas para mellorar a lubricidade da lama inclúen, en primeiro lugar, aumentar a dosificación de lubricantes e, en segundo lugar, usar unha combinación de diferentes lubricantes.

Na perforación direccional, o petróleo cru adoita mesturarse coa lama durante as operacións direccionais. Aínda que o petróleo cru ten boa lubricidade, a súa adición degrada a calidade da torta de lama. Polo tanto, nas operacións de perforación direccional, o petróleo cru debe usarse xunto con lubricantes a base de auga. Isto non só resolve o problema da lubricación, senón que tamén evita as tortas de lama grosas causadas pola dose excesiva de petróleo cru.

A fricción por deslizamento aumenta co coeficiente de fricción. Para solucionar isto, pódense mesturar aproximadamente de 3 a 5 toneladas de petróleo bruto na lama, cun contido de petróleo bruto que non supere o 9–10 %.

Mellorar a calidade da torta de lama

Para mellorar a calidade da torta de lodo, pódense engadir materiais de lodo como asfalto sulfonado e resina fenólica. Unha torta de lodo de alta calidade reduce o risco de adherencia diferencial causada pola perda de peso na broca.

Ademais dos lubricantes líquidos, os lubricantes sólidos e os lubricantes de presión extrema tamén son eficaces para reducir a perda de peso na broca. Cando se produce perda de peso na broca durante a perforación direccional en formacións duras, engadir de 200 a 300 kg de grafito expandido á vez ten un bo efecto na resolución da perda de peso na broca causada pola mala lubricidade.

Contacto: May Ye

Móbil/WhatsApp:+0086-18109206861
Correo electrónico:landrill@landrilltools.com
Web: www.landrilltools.com