[科普中國]-直井

簡介

直井：鉆井工程術(shù)語，它與定向井相對(duì)應(yīng)，是指設(shè)計(jì)軌道是一條鉛垂線的井。在直井的設(shè)計(jì)軌跡中，理論上軌跡上所有點(diǎn)的井斜角都為零，但在實(shí)際鉆井中是做不到的。但是，不管實(shí)際井眼的井斜角是多少，它仍叫直井。不過，在直井的鉆井中，當(dāng)井斜角超出一定的范圍而達(dá)不到地質(zhì)勘探開發(fā)要求時(shí)就變成不合格井，往往需要填井重鉆而造成巨大的浪費(fèi)。直井和定向井構(gòu)成了井的兩大類型——井型（水平井可看著定向井的一種特殊情形）。

人們最初的鉆井是從直井開始的，但是隨著對(duì)實(shí)踐的認(rèn)識(shí)，人們發(fā)現(xiàn)井會(huì)鉆斜。由于井斜超出一定的范圍而達(dá)不到地質(zhì)勘探開發(fā)要求時(shí)就變成不合格井，因此直井的防斜問題十分重要。又由于地層傾角等地質(zhì)因素及鉆具結(jié)構(gòu)的原因，在某些地方，直井的防斜問題十分突出，以至直井的軌跡控制難度甚至超過了定向井。因此，直井的防斜打直技術(shù)成為現(xiàn)代鉆井技術(shù)中一項(xiàng)既十分重要又急需發(fā)展的鉆井技術(shù)。

鉆井要求為保證地質(zhì)目的實(shí)現(xiàn)和鉆井施工的順利，直井井眼軌道應(yīng)符合以下兩條要求：

(1)實(shí)鉆井底要落在地質(zhì)允許范圍之內(nèi)。允許偏移范圍是一個(gè)以地下井位為圓心有一定半徑的一個(gè)圓形區(qū)域。此圓半徑，根據(jù)井深不同，可從幾十米到上百米。

(2)井眼軌道的全角變化率不超過規(guī)定值。一般規(guī)定不允許超過3°/30m。1

防斜打直技術(shù)對(duì)一口井來說，上部井段要求打直，防止上部套管和井口裝置偏磨。一般井斜角不宜超過每百米1°。中部以控制全角變化率為主，適當(dāng)限制井斜角。下部則主要應(yīng)能達(dá)到井底水平位移和閉合方位要求，可放寬全角變化率限制，對(duì)井斜角不再作具體規(guī)定。

因此，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)措施，重視淺井段的井斜問題，打直上部淺井段。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，深井鉆井的上部井段(2 000m以淺)鉆井時(shí)間不到全井鉆井時(shí)間的十分之一，所以提高深井鉆井速度的主要潛力應(yīng)立足于深部井段。但上部淺井段的井斜與質(zhì)量直接影響到全井的施工作業(yè)。直井井身質(zhì)量保證措施為：

(1)保證設(shè)備安裝質(zhì)量，鉆塔、鉆機(jī)安裝要求調(diào)正、水平、穩(wěn)固，保證天車、回轉(zhuǎn)器中心、鉆井中心三點(diǎn)成一線。同時(shí)，在鉆進(jìn)過程中還要經(jīng)常檢查；換徑時(shí)，應(yīng)采用帶導(dǎo)向的綜合式鉆具。

(2)牙輪鉆進(jìn)宜采用鉆鋌加壓，并在鉆鋌的適當(dāng)位置加扶正器(鐘擺鉆具)；用筒狀鉆具鉆進(jìn)要選擇長、直鉆具，換徑時(shí)要采用導(dǎo)向鉆具；擴(kuò)孔時(shí)要采用引向鉆具。

(3)根據(jù)地質(zhì)條件合理選擇鉆進(jìn)方法，針對(duì)不同巖層條件確定合理的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，在條件相同時(shí)，各項(xiàng)鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)應(yīng)保持一致；控制鉆壓，淺部鉆壓控制在鉆鋌重量的30%～50%；在易斜地層使用PDC鉆頭，因PDC鉆頭的破巖機(jī)理不同于牙輪鉆頭，在易斜層段使用PDC鉆頭后，可采用較低鉆壓和較高轉(zhuǎn)速，其防斜效果優(yōu)于吊打。

(4)按設(shè)計(jì)要求及時(shí)測斜，及時(shí)掌握井斜變化，以便調(diào)整防斜措施;發(fā)現(xiàn)井斜征兆及時(shí)采取預(yù)防措施，使不同井深的地?zé)峋姿轿灰萍叭亲兓士刂圃谝?guī)定的范圍內(nèi)。

(5)在水敏性等復(fù)雜地層中應(yīng)選擇合適的鉆井液體系，且按設(shè)計(jì)要求調(diào)整好鉆井液性能，動(dòng)切力不小于6Pa，提高攜屑能力，保持井眼干凈，確保井壁的擴(kuò)大率不超過規(guī)定范圍，以利加快鉆井速度和防止砂卡。

(6)堅(jiān)持短途起下鉆，保持井眼規(guī)則，防止井塌和縮徑，清除卡鉆隱患，鉆進(jìn)軟硬互層的易斜地層、卵石層及破碎帶地層，要輕壓慢轉(zhuǎn)，送鉆均勻，同時(shí)要適當(dāng)控制泵量。

(7)采用不同的下部鉆具組合。盡量采用大尺寸鉆鋌和增加鉆鋌長度，提高下部鉆具結(jié)構(gòu)的剛性;針對(duì)不同的地層特性和井斜控制的具體要求，采用不同的下部鉆具組合。目前常用的有三種下部鉆具組合，即鐘擺鉆具組合、滿眼鉆具組合、鐘擺-滿眼鉆具組合。2

直井鉆具目前直井的防斜打直技術(shù)主要是通過改進(jìn)鉆具的結(jié)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)的。常用的防斜打直鉆具有：剛性滿眼鉆具、鐘擺鉆具 、塔式鉆具、方鉆鋌防斜鉆具、偏重鉆鋌鉆具、柔性鐘擺鉆具 、井下動(dòng)力鉆具。剛性滿眼鉆具、塔式鉆具、方鉆鋌防斜鉆具主要用于防斜，鐘擺鉆具 、柔性鐘擺鉆具 、偏重鉆鋌鉆具、井下動(dòng)力鉆具主要用于糾斜。