Nguyên nhân và giải pháp cho tổn thất truyền lực WOB trong khoan

1. Khái niệm, hiện tượng và rủi ro của tổn thất truyền tải WOB

Ý tưởng:Trong quá trình khoan, ma sát quá mức giữa các bộ phận xảy ra.dây khoanThành giếng khoan ngăn cản việc truyền lực tác dụng lên mũi khoan (WOB) – thay vào đó, toàn bộ WOB bị tiêu hao bởi cần khoan. Điều này thể hiện ở việc tốc độ khoan không đạt dù WOB tăng, không có áp suất ngược và mô-men xoắn thấp. Giải pháp là giảm tốc độ quay và tăng dần WOB (đồng thời đảm bảo tuân thủ độ bền nén của cần khoan) cho đến khi mô-men xoắn tăng đột ngột và xuất hiện áp suất ngược tác dụng lên WOB. Sau khi khoan mỗi đoạn riêng lẻ, cần phải doa và mở rộng lỗ khoan nhiều lần trước khi kết nối đoạn hoặc cụm giếng tiếp theo.

Hiện tượng và mối nguy hiểm:Vấn đề này chủ yếu xảy ra trong quá trình khoan định hướng tuần hoàn ngược ở giếng thẳng đứng, các hoạt động khoan định hướng tạo cửa sổ và khoan lệch hướng, và khoan định hướng giếng ngang. Nó làm gián đoạn quá trình thi công định hướng thông thường và có thể dẫn đến kẹt ống nếu thao tác được thực hiện không đúng cách.

2.Phân tích nguyên nhân

Đường đi giếng khoan không thuận lợi:Sự sai lệch trong quỹ đạo giếng khoan (do điều kiện địa tầng hoặc lỗi thi công) thường đòi hỏi phải điều chỉnh tuần hoàn ngược. Tốc độ xây dựng cao (thường gặp hơn ở các giếng ngang có bán kính trung bình/ngắn so với các giếng có bán kính dài) và quỹ đạo không đều, kết hợp với độ cứng của cần khoan, khiến cần khoan tì vào thành giếng khi có áp suất tác dụng—gây ra hiện tượng mất truyền lực WOB. Lực kéo bổ sung trong quá trình kéo cần khoan lên sau khi có áp suất tác dụng tương tự như bình thường và thường không vượt quá áp suất hướng xuống.

Giếng khoan bị ô nhiễm (Tầng chứa mùn cưa):Việc loại bỏ mùn khoan là một thách thức trong các giếng khoan định hướng và giếng khoan ngang có độ lệch giếng từ 45–90 độ. Trong các tầng đá cứng (ví dụ: tầng Shahejie và Kongdian), mùn khoan dễ dàng tích tụ thành từng lớp. Những lớp này làm tăng ma sát trượt giữa cần khoan và thành giếng, dẫn đến mất hiệu quả truyền lực ép lên thành giếng (WOB).

Lớp bùn dày và tơi xốp, hệ số ma sát bùn cao:Hàm lượng chất rắn cao trong bùn dẫn đến hình thành các lớp bùn dày, tơi xốp, làm tăng diện tích tiếp xúc với cần khoan và làm tăng nguy cơ kẹt. Hệ số ma sát bùn cao làm tăng sức cản trượt của cần khoan. Tình huống này có thể gây tắc nghẽn bơm đột ngột khi lực ép lên cần khoan (WOB) tăng lên (ví dụ, lên đến 30 tấn), với lực kéo bổ sung vượt quá lực ép xuống cần khoan.

3. Các biện pháp giảm thiểu

Kiểm soát quỹ đạo giếng khoan và tối ưu hóa chuỗi khoan:Thực hiện khoan dẫn hướng toàn giếng để tránh sai lệch quỹ đạo đòi hỏi điều chỉnh tuần hoàn ngược. Đơn giản hóa cấu hình chuỗi khoan (giảmcổ khoan(Tăng trọng lượng ống khoan) để giảm độ cứng và giảm thiểu tiếp xúc với lớp bùn bám, ngăn ngừa mất lực truyền và hiện tượng kẹt ống.

Nâng cao Làm sạch giếng khoan và bùn:Sử dụng thiết bị kiểm soát chất rắn để làm sạch bùn bề mặt. Đảm bảo lưu lượng dịch chuyển đủ (không dưới 3,4 m³/phút đối với các đoạn giếng φ311, 1,1 m³/phút đối với các đoạn φ216) và điều chỉnh các thông số lưu biến của bùn (tỷ lệ YP/PV: 0,42–0,50; độ nhớt: ≥48 s) để cải thiện khả năng vận chuyển mùn khoan. Đối với giếng ngang, mở rộng ống khoan với độ lệch 20–30 độ để phá vỡ các lớp mùn khoan.

Cải thiện khả năng bôi trơn của bùn và chất lượng lớp bùn đóng cặn:Thêm 3–5 tấn dầu thô (không quá 10%) kết hợp với chất bôi trơn gốc nước để cân bằng độ bôi trơn và chất lượng lớp bùn. Kết hợp nhựa đường sunfonat hoặc nhựa phenolic để tối ưu hóa các đặc tính của lớp bùn. Đối với tổn thất truyền lực WOB trong các tầng đá cứng, thêm 200–300 kg than chì giãn nở hoặc chất bôi trơn chịu áp suất cực cao để giảm ma sát.

Liên hệ: Bree Zhang
Di động/WhatsApp:+0086-183 9206 9193
E-mail:landrill@landrilltools.com
Trang web:www.landrilltools.com