钻井动力学特性井下诊断为司钻提供了新水平钻井过程控制.pdfVIP

维普资讯 (!／ ， ，钴 l3 钻 井 动 力 学 特 性 井 下 诊 断 为 司 钻 提 供 了 新 水 平 的 钻 井 制 G Heisi cho ．zT．San等 Jj)【 T爷留一磊汝大军校译 J．D．Macpherson c 问题 ，如断钻杆 、钻头早期磨损 、机械钻速 引 言 低、随钻测量系统和其它底部钻具组合部件 振动在钻井过程 中是不可避免 的，而振 失效。由于钻井动力学原 因所导致 的资金浪 动的严重程度和它们对钻井过程的不利影响， 费是相当大的 ，从而使振动的监测和控制成 取决于钻头和底部钻具组合设计、所钻地层， 为钻井优化过程 中的一个关键 问题 。 更重要的是取决于钻井参数钻压和转速的选 最初在地面进行实时振动监控，因为在 择。当需要调整钻井参数时，司钻常常依靠 地面上可 以采集到高速率的数据 ，井可立即 他仅有的经验 ，而最好 的情况是通过邻井的 在井场用计算机实时处理和可视化地解释数 钻井资料获得这些经验 。 据流 当轴 向和扭转振动为主要振动时 ，已 一 种基于随钻测量系统 的装置把钻井过 经取得了较好的预测和钻井优化结果。地面 程实时返馈给司钻 。而使仅仅依靠经验的情 检测信号也提供 了岩石切 削过程和岩石性质 况得到了较大改善。这套装置包括动力学传 (核辅助电力系统)的实时信息。但是 ，单独 感器、高速数据采集和处理的井下仪器，能 的地面振动监控不能提供足够 的钻柱动态特 够不断地监控底部钻具组合的振动，并诊断 性的图象 ，尤其是有害的底部钻具组合的横 发生振动的相关 问题，侧如：钻杆贴井壁滑 向振动，由于相关信号在钻柱中的劣质传播 动、涡动 以及跳钻等。被诊断的振动类型和 而不能被检测到。另外，在定向井和水平井 严重程度传输到地 面，显示在钻井平 台的监 中，钻柱接触井壁，这样就极大地衰减 了在 控器上。为司钻提供改变钻井参数的补救措 钻头处或在钻头附近所产生的轴 向扭转信号 ， 施 ，并可优化整个钻井过程 。 使得地面检测和信号解释变得复杂 。 本文提供了井下工具和地面显示总体服 目前已解决了从置于井下恶劣环境中各 务 的概念 。同时也 给 出了井下处理 的算法 ， 种各样的传感器上获得数据和记录振动数据 首次井下试验获取的几个结果表 明井下动力 的技术要求。 机能是如何被鉴别和确定的。 新水平的钻井过程控制系统 典型的钻柱直径与长度的比为 1：104～ lo5，在钻进时极易弯 曲和偏离井身轴线，易 Reinhold和 Close把司钻在钻井优化中的 产生扭转和横 向振动。在许多情况下低能级 作用定义为 “未来技术发展 的焦 点”。这与 振动是无害的，但是强烈振动能引起严重的 1993年 sPE论坛 “钻柱动态特性 ：成本或机 ＼ 维普资讯 14 国外钻井技术 第 l4卷 1999年第 3期 会”的观点相一致 论坛的指导方针是要求 置安放了四个应变片电桥来测量钻压、扭距 支持司钻 ，因为钻井动力学 问题 出现 时，司 和两个正交方 向的弯 曲应力 。压力传感器可 钻正好在最前线 。图 1是最初 由Hutchin~,7,n 恻量井眼压力 ，又测量环空压力 。装置 内腔 等人展示 的控制 回路 ，这个 回路能够为司钻 的探测器上 ，