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【摘 要】本文明确了现阶段我国近距离深井防碰方法存在的问题,并且具体提供了两种可行性较强的防碰方法。近距离深井施工防碰的基础保证是深井施工的工作人员能够安全钻井,遵守一系列钻井要求。提供三种可行性较强的近距离深井防碰措施:电磁波信号防碰、射线信号防碰、声波信号防碰。
【关键词】近距离深井施工;防碰
前言:随着现阶段勘探需求的不断加大,井下作业也越来越多。虽然勘探技术不断发展和进步,但是井眼交碰现象还是时有发生,为深井施工带来了极大的困扰。近距离深井在施工过程中即受到近距离上方采空区的影响又受到相邻工作面采动的影响,因此施工压力较大,因此近距离深井施工中的井眼交碰问题使近距离深井施工作业更加困难。本文在分析现有近距离深井防控技术弊端的基础上致力于提供具体两种措施:安全钻进和主动防碰,用以解决近距离中深井施工中的防碰问题。
一、现有的近距离深井防碰方法寻在问题综述
现阶段近距离防碰的测量方法主要有:井眼轨迹测量数据、井眼轨迹拟合法、邻井轨迹描述、防碰扫描算法。这四种防碰方法虽然应用广泛可行性较高,但也存在着一定的问题与缺陷。具体最严峻的问题表现在决定井眼防碰技术准确性的几种测量方法在测量结果的显示上均存在着一定的误差,这些误差的共同作用会导致了防碰扫描结果的不确定性,最终会出现使得原本显示不能相碰的两井发生相碰,后果不堪设想。
导致上文中防碰问题出现的最根本原因在于上文中提到的四种防碰方法均是建立在一数学计算为前提的基础之上的,而事实上,近距离深井防碰的具体措施完全可以脱离数学计算的限制变的更精准无误。
二、采取安全钻进的措施
钻进在深井作业中的重要组成部分,解决近距离深井中施工防碰问题的最基础的措施就是采取安全钻进措施。本部分将从五个方面阐明在近距离深井作业中该如何安全钻进。
首先安全钻进要求施工人员要优化剖面设计,并且采用合理的钻具组合,基于这两者才能使井眼的轨迹平滑,有利于进入并且能够保证井眼与井眼之间的安全距离。其次,安全钻进要求施工人员能够在钻进的过程中采取复合式的钻进方式并且勤划井眼,并且根据长度和摩擦力有依据确定下钻的快慢和程度。同时安全钻进还求保证井眼缩小直径时候的钻具不静止,钻井液能够一直循环以达到在钻进的过程中通过钻井液性能发生变化使井下作业的地层渗透性增强的目的。另外安全钻井的另一个要求時要求井下工作人员能够在下井工作之前就做好安全准备工作,通过MWD等监测设备进行井眼轨迹的随时跟踪,并且要及时调整钻具组合,及时更换井眼轨迹。安全钻进的最后以方面注意事项是要求井下工作人员在钻进过程中根据要根据精要环境的特点有选择的不断更换钻头,用以防止发生掉牙轮事故。
以上就是安全钻井要注意的五个方面,井下工作人员在钻井过程中做到这几点注意是避免碰眼的基础要求。
三、采取主动防碰措施进行近距离深井防碰
主动防碰措施是一项很有技术性要求的防碰手段,具体是指通过钻进井或者是对目标井发射信号,再在具体的位置(可以是同一口井也可以是另一口井)进行接收信号来判断两个井之间的相对距离,并根据距离的远近来确定防碰措施。深井中的环境限制性很强,因此在深井中可作为信号媒介的有电磁场、射线以及声波,本部分将具体明确这三种信号的应用方式以及优缺点所在。
利用电磁波信号进行近距离深井防控(原理图如图一所示)的具体过程为:在钻头上部安装电磁波信号探测器,对邻近的深井进行井套管井的磁化磁场,用以达到判断两个深井之间的具体相距距离的目的。这种方法的优点在于:将探测器安装在钻具上,因此在探测的过程中不存在被屏蔽的现象,因此能有效的探测出多个相邻位置的近距离深井。而这种探测方法的局限性在于:地磁场作用下套管井磁化磁场的作用范围有限,当探测到这种磁场时,井间的距离已经很小,这时候采取措施难度较大。
利用射线进行近距离的深井防碰(原理图如图二所示)的工作原理与医生为病人做CT有异曲同工之妙,具体操作过程为:在钻具上安装射线发声装置然后通过对地层的检测进行防控施工。利用射线进行深井防碰对射线的选择要求较为严苛,无论时候长波射线还是高频无线电波都不是最佳选择,前者由于频率低而导致分辨率低后者无法有效的穿透地层,因此利用射线进行近距离深井防碰控制时中微子通信成为了最佳选择。利用射线进行近距离深井防控的优点在于:检测结果较为精确,操作过程相对简单;缺点在于:射线的选择较为严苛,操作过程较为复杂。
利用声波进行近距离深井防碰(原理图如图三所示)的工作原理为通过对三个或三个以上水声传感器的放置来检测震动能量,然后根据能量的变化特征来
分析判断钻头到成井的实际距离的变化趋势。在声波检测中,虽然测量点是随着新井钻进深浅而变深或者变浅,但传感器的相对距离是一直不变的。这样的特征使得我们可以通过震动能量的变化准确计算出钻头与成井距离的变化,在距离小于固定值时,声波会加以提示,最终防止深井事故的发生。利用声波进行近距离深井防碰的优点在于有效利用了钻头震动的能量,方法更简单并且可行性高。但是这种防碰方法的缺点也较为明显,具体为:井下声源的多元化干扰了防碰的准确性,地层性质的不固定性影响了监测效果。
图一
图二
图三
以上三种近距离深井防碰措施是可行性较强的主动防碰措施,是笔者对近距离深井防碰方式的设想,但是可行性较强,希望能够在日后被井下作业工作者采用并完善。
随着现阶段我国近距离深井井下作业的不断增多,近距离深井防碰工作成为了越来越困扰井下作业工作者的难题。传统的防碰措施由于误差的共同作用会导致防碰扫描结果的不确定,最终出现使得原本显示不能相碰的两井发生相碰的后果。笔者建议在近距离深井工作的过程中采取安全钻井和以电磁场、射线和声波作为信号媒介进行主动防碰。
结束语:
本文致力于明确原有近距离深井防碰措施中存在的弊端并提供全新的防碰措施。希望能够有更多的近距离深井工作者接触到本文了解本文,并将本文中提到的防碰措施应用到近距离深井工作中,最终达到安全防碰的目的。
参考文献:
[1]刘永旺,管志川,梁海明,等.测段选择对轨迹拟合精度的影响及其处理方法[J].石油钻采工艺,2010,32(4):16.21.
[2]伊明,陈若铭,万教育,等.丛式井、分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用[J]新疆石油科技,2006,16(3):1—8.24.
[3]杨海滨,马开良.值得关注的井眼轨迹测量误差[J].小型油气藏,2005,10(3):42—44.
[4]陈庭根,管志川.钻井工程理论与技术[M].东营:石油大学出版社,2000:166.211.
【关键词】近距离深井施工;防碰
前言:随着现阶段勘探需求的不断加大,井下作业也越来越多。虽然勘探技术不断发展和进步,但是井眼交碰现象还是时有发生,为深井施工带来了极大的困扰。近距离深井在施工过程中即受到近距离上方采空区的影响又受到相邻工作面采动的影响,因此施工压力较大,因此近距离深井施工中的井眼交碰问题使近距离深井施工作业更加困难。本文在分析现有近距离深井防控技术弊端的基础上致力于提供具体两种措施:安全钻进和主动防碰,用以解决近距离中深井施工中的防碰问题。
一、现有的近距离深井防碰方法寻在问题综述
现阶段近距离防碰的测量方法主要有:井眼轨迹测量数据、井眼轨迹拟合法、邻井轨迹描述、防碰扫描算法。这四种防碰方法虽然应用广泛可行性较高,但也存在着一定的问题与缺陷。具体最严峻的问题表现在决定井眼防碰技术准确性的几种测量方法在测量结果的显示上均存在着一定的误差,这些误差的共同作用会导致了防碰扫描结果的不确定性,最终会出现使得原本显示不能相碰的两井发生相碰,后果不堪设想。
导致上文中防碰问题出现的最根本原因在于上文中提到的四种防碰方法均是建立在一数学计算为前提的基础之上的,而事实上,近距离深井防碰的具体措施完全可以脱离数学计算的限制变的更精准无误。
二、采取安全钻进的措施
钻进在深井作业中的重要组成部分,解决近距离深井中施工防碰问题的最基础的措施就是采取安全钻进措施。本部分将从五个方面阐明在近距离深井作业中该如何安全钻进。
首先安全钻进要求施工人员要优化剖面设计,并且采用合理的钻具组合,基于这两者才能使井眼的轨迹平滑,有利于进入并且能够保证井眼与井眼之间的安全距离。其次,安全钻进要求施工人员能够在钻进的过程中采取复合式的钻进方式并且勤划井眼,并且根据长度和摩擦力有依据确定下钻的快慢和程度。同时安全钻进还求保证井眼缩小直径时候的钻具不静止,钻井液能够一直循环以达到在钻进的过程中通过钻井液性能发生变化使井下作业的地层渗透性增强的目的。另外安全钻井的另一个要求時要求井下工作人员能够在下井工作之前就做好安全准备工作,通过MWD等监测设备进行井眼轨迹的随时跟踪,并且要及时调整钻具组合,及时更换井眼轨迹。安全钻进的最后以方面注意事项是要求井下工作人员在钻进过程中根据要根据精要环境的特点有选择的不断更换钻头,用以防止发生掉牙轮事故。
以上就是安全钻井要注意的五个方面,井下工作人员在钻井过程中做到这几点注意是避免碰眼的基础要求。
三、采取主动防碰措施进行近距离深井防碰
主动防碰措施是一项很有技术性要求的防碰手段,具体是指通过钻进井或者是对目标井发射信号,再在具体的位置(可以是同一口井也可以是另一口井)进行接收信号来判断两个井之间的相对距离,并根据距离的远近来确定防碰措施。深井中的环境限制性很强,因此在深井中可作为信号媒介的有电磁场、射线以及声波,本部分将具体明确这三种信号的应用方式以及优缺点所在。
利用电磁波信号进行近距离深井防控(原理图如图一所示)的具体过程为:在钻头上部安装电磁波信号探测器,对邻近的深井进行井套管井的磁化磁场,用以达到判断两个深井之间的具体相距距离的目的。这种方法的优点在于:将探测器安装在钻具上,因此在探测的过程中不存在被屏蔽的现象,因此能有效的探测出多个相邻位置的近距离深井。而这种探测方法的局限性在于:地磁场作用下套管井磁化磁场的作用范围有限,当探测到这种磁场时,井间的距离已经很小,这时候采取措施难度较大。
利用射线进行近距离的深井防碰(原理图如图二所示)的工作原理与医生为病人做CT有异曲同工之妙,具体操作过程为:在钻具上安装射线发声装置然后通过对地层的检测进行防控施工。利用射线进行深井防碰对射线的选择要求较为严苛,无论时候长波射线还是高频无线电波都不是最佳选择,前者由于频率低而导致分辨率低后者无法有效的穿透地层,因此利用射线进行近距离深井防碰控制时中微子通信成为了最佳选择。利用射线进行近距离深井防控的优点在于:检测结果较为精确,操作过程相对简单;缺点在于:射线的选择较为严苛,操作过程较为复杂。
利用声波进行近距离深井防碰(原理图如图三所示)的工作原理为通过对三个或三个以上水声传感器的放置来检测震动能量,然后根据能量的变化特征来
分析判断钻头到成井的实际距离的变化趋势。在声波检测中,虽然测量点是随着新井钻进深浅而变深或者变浅,但传感器的相对距离是一直不变的。这样的特征使得我们可以通过震动能量的变化准确计算出钻头与成井距离的变化,在距离小于固定值时,声波会加以提示,最终防止深井事故的发生。利用声波进行近距离深井防碰的优点在于有效利用了钻头震动的能量,方法更简单并且可行性高。但是这种防碰方法的缺点也较为明显,具体为:井下声源的多元化干扰了防碰的准确性,地层性质的不固定性影响了监测效果。
图一
图二
图三
以上三种近距离深井防碰措施是可行性较强的主动防碰措施,是笔者对近距离深井防碰方式的设想,但是可行性较强,希望能够在日后被井下作业工作者采用并完善。
随着现阶段我国近距离深井井下作业的不断增多,近距离深井防碰工作成为了越来越困扰井下作业工作者的难题。传统的防碰措施由于误差的共同作用会导致防碰扫描结果的不确定,最终出现使得原本显示不能相碰的两井发生相碰的后果。笔者建议在近距离深井工作的过程中采取安全钻井和以电磁场、射线和声波作为信号媒介进行主动防碰。
结束语:
本文致力于明确原有近距离深井防碰措施中存在的弊端并提供全新的防碰措施。希望能够有更多的近距离深井工作者接触到本文了解本文,并将本文中提到的防碰措施应用到近距离深井工作中,最终达到安全防碰的目的。
参考文献:
[1]刘永旺,管志川,梁海明,等.测段选择对轨迹拟合精度的影响及其处理方法[J].石油钻采工艺,2010,32(4):16.21.
[2]伊明,陈若铭,万教育,等.丛式井、分支井钻井过程中的井眼防碰计算及应用[J]新疆石油科技,2006,16(3):1—8.24.
[3]杨海滨,马开良.值得关注的井眼轨迹测量误差[J].小型油气藏,2005,10(3):42—44.
[4]陈庭根,管志川.钻井工程理论与技术[M].东营:石油大学出版社,2000:166.211.