钻井外文翻译带有井下增强器的连续油管喷射钻井.docVIP

中国石油大学（华东）毕业设计（论文） —— 外文翻译及原文 带有井下增强器的连续油管喷射钻井 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2008年6月20日 带有井下增强器的连续油管喷射钻井 J.J.Kolle，K.Theimer，A.Theimer，R.Cox和S.R.Schershel1摘要 高压旋转喷射钻井在减小钻压、扭矩及振动水平的同时，保持了钻进速度的增加。为了适应这种旋转喷射钻井技术，发展了高压旋转喷射钻机、压力增强器和油气分离器。高压反作用式涡轮喷气旋翼因所钻的孔径不同，而制定了从1-1/8〞到3-5/8〞不等的尺寸。喷射钻井的检验显示，70MPa（10000psi）压力的射流能有效的钻穿最常规的油气生产层。常规泵、水龙头和油管工作时压力最高可达28MPa（4000psi），为达到此压力要求，高效钻井，开发了2.51的压力增强器。通过使用井下油气分离器，该增强器可以操控两相流动。在两相流的操控当中，分离的气体用来为增强器提供能量，而高压水则提供给射流喷嘴。从增强器中排出的气体被移送到钻头，从而扩大喷射的范围。 测试表明，喷射钻井的底部钻具组合（BHA）有水泥磨铣的能力，但是它的钻进速度比电动机还要低并且磨铣和泵入的压力要求更高。所以该工具可以用于电动机不能应用的情况。比如，该工具能够为小直径的喷管射流钻具提供能量，而这种钻具可以通过一个超短半径曲线应用于侧向水平钻井。此外，修井的应用包括在不损害井下设备的条件下，没有风险的移除硬水垢。 2 前言 喷射钻井受限于冲蚀岩石的门限压力以及被淹没流体的喷射损耗。被传递到岩石表面的射流压力决定了射流切割岩石的能力，而射流的能量决定了钻进的速度。通过连续油管传递到射流工具的压力受到蛇管疲劳极限和现有水泵压能的限制。为使压力能够安全的通过蛇管，可在喷射钻井时填加磨料（ Eslinger等人，2000年 ）和交换液如超临界二氧化碳（ kollé ，2000年）或酸（Moss等人，2006年）。但与这些做法相关的材料消耗大大增加了成本和操作的复杂性。 另一种方法是利用井下增强器提高射流的压力。井下增强器被发展应用于7-7/8〞到8-3/4〞井眼的射流辅助钻井（ Veenhuizen等人，1995 年）。这个装置单元被设计以能与常规旋转钻柱一起工作并依靠钻井泥浆下入井内。该增强器面积比是141，即能将压力23MPa，流量1260Lpm的供应泥浆转化为压力200MPa，流量84Lpm的输送泥浆。总之，这个系统提供了更高的钻进速度，但需要较高的泥浆压力，并且它的经济效益也是微不足道的。 一个连续油管井下增强器已经研制成功，它可以将流体的压力提高为原来的二倍，从而在标准蛇管和标准泵的作用下磨碎矿物沉垢（ kollé等人，2007年 ）。旋转式油气分离器去除喷射液中的氯，以进行直线流体喷射钻进。此外，双通道旋转喷射工具可以移除射流周围的氮气，从而提高喷射的范围。正如下面所要讨论的，油气生产层的喷射钻井至少需要70MPa的射流压力。所以在这里讨论一个具有更强增压能力的增强器，这种型号的增强器在基岩钻进中有着更高的增强比。 3岩石冲蚀的门限压力 典型的连续油管泵压范围从低压蛇管的28MPa到加重高强度蛇管的70MPa。在含有硫化氢的区域，那最大的蛇管压力将会被削减。产生于底部钻具组合的压差可能比泵压小10MPa左右，而泵压则取决于泵的流速、蛇管的直径和长度。对氮水混合物的负压操作能够降低井底的压力，并且可以增加底部钻具组合相对于泵压的压力差。 喷射钻井和冲蚀的数据始终表明，当射流压力大于岩石初期的门限压力时，岩石的剥离速度与射流压力成线性关系。一个相关的分析显示，当超过门限压力时，单位生产效率会迅速的增加，具体如图1所示。当单位生产效率达到最大值1时，射流的压力是门限压力的3倍左右，但当射流压力是门限压力的1.5倍时，生产效率的峰值已经足够大，此时的射流的冲蚀作用依然非常有效。射流冲蚀在渗透性粒状岩石中的效果比在非渗透性地层中的效果要更好。岩石的渗透性与相应射流冲蚀门限压力的关系在如图2所示的28块岩石样本中可以显现。产油层的基岩渗透率在10mD到10000mD的范围之内，而常规的产气层的基岩渗透率却只有1mD左右。行业标准对致密气藏砂的定义是其基岩渗透率为0.1mD甚至更小。正如图2中所示，一个压力在70MPa的射流应该能够切割任何常规未压裂的油气产层渗透率在1mD或更大的岩石。 图1 射流冲蚀单位生产率随射流压力与门限压力比值的关系 图2 28块岩石样本的基岩渗透率与门限压力的关系4 1-1/8〞喷射钻具 图3所示为一钻小直径水平井的高压旋转射流钻具，此钻具结合了一个能被喷射的扭矩所驱动的旋转压头。这