阅读说明：本技术 一种清除长水平段岩屑床的方法 (Method for removing long horizontal section detritus bed ) 是由 王清臣 张建卿 胡祖彪 谭学斌 李录科 王伟良 李德波 韩成福 侍德益 柳伟荣 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于石油钻井技术领域,具体涉及一种清除长水平段岩屑床的方法,具体步骤如下：1)钻进时,在水平段井内钻具的钻杆上套接多个圆柱；2)钻具每钻进规定距离,将钻具起出水平段井,同时转动钻具和圆柱,钻具进行倒划眼使井壁钻屑运移到地面；3)步骤2)钻具每钻进设定距离,用洗井液清洗一次井筒；解决了现有超长水平段井中钻进过程中易形成岩屑床以及岩屑床难以消除,增大了钻具和井壁的摩擦面积和摩擦系数,导致钻具摩阻较大,完井风险大的问题,具有水力和机械双作用阻止岩屑床的形成,并能够更好地清除和破坏已形成的岩屑床。(The invention belongs to the technical field of petroleum drilling, and particularly relates to a method for removing a long horizontal section detritus bed, which comprises the following steps: 1) during drilling, a plurality of cylinders are sleeved on a drill rod of a drilling tool in a horizontal section of a well; 2) when the drilling tool drills a specified distance, the drilling tool is lifted out of the horizontal section well, the drilling tool and the cylinder are rotated at the same time, and the drilling tool performs back reaming to enable drill cuttings on the well wall to be moved to the ground; 3) step 2), cleaning a shaft once by using a well flushing fluid every time the drilling tool drills a set distance; the problems that in the existing drilling process of an ultra-long horizontal section well, a detritus bed is easy to form and is difficult to eliminate, the friction area and the friction coefficient of a drilling tool and a well wall are increased, the friction resistance of the drilling tool is large, and the well completion risk is high are solved, the formation of the detritus bed is prevented by the aid of the hydraulic and mechanical double functions, and the formed detritus bed can be better removed and damaged.)

一种清除长水平段岩屑床的方法

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种清除长水平段岩屑床的方法。

背景技术

水平段钻进过程中，钻井液将钻屑不断携带到地面，以保证井筒的清洁，保证钻井施工的正常。但是由于重力作用，水平段的钻屑容易下沉堆积到下井壁，形成岩屑床，从而妨碍钻井施工的正常进行，水平段越长，越难清除钻屑，钻屑越容易下沉堆积在下井壁形成岩屑床。超长水平段井(水平段超过3000米)能够成功施工，钻屑床能否避免形成或者及时消除是关键因素。

2018年长庆油田施工两口3000米水平段井，均没有采取特殊的岩屑床消除工艺，形成的岩屑床较严重，增大了钻具和井壁的摩擦面积和摩擦系数，导致钻具摩阻较大，完钻时的钻具下放摩阻达到了60-90吨，完井风险非常大。

发明内容

本发明提供的一种清除长水平段岩屑床的方法，目的是克服现有技术中超长水平段井中钻进过程中易形成岩屑床以及岩屑床难以消除，增大了钻具和井壁的摩擦面积和摩擦系数，导致钻具摩阻较大，完井风险大的问题。

为此，本发明提供了一种清除长水平段岩屑床的方法，具体步骤如下：

1)钻进时，在水平段井内钻具的钻杆上套接多个圆柱；

2)钻具每钻进规定距离，将钻具起出水平段井，同时转动钻具和圆柱，钻具进行倒划眼使井壁钻屑运移到地面；

3)步骤2)钻具每钻进设定距离，用洗井液清洗一次井筒。

所述圆柱的外径为井眼直径的98.6-99％。

所述圆柱的长度为50-100cm。

所述圆柱的外表面设置有均匀分布的多个凸起。

所述相邻两个圆柱之间的距离为300-500米。

所述步骤2)的规定距离为500-1000米。

所述步骤2)水平段井内的钻井液的低剪切速率切力大于4Pa。

所述步骤3)的设定距离为500米，洗井液的用量为80-120m3。

所述洗井液的雷诺数大于2100。

本发明的有益效果：本发明提供的这种清除长水平段岩屑床的方法，钻进时，在水平段井内钻具的钻杆上套接多个圆柱，圆柱的外径为井眼直径的98.6-99％，其外径大于井筒内的钻杆外径，确保圆柱在水平井内转动时不会阻卡且最大限度的搅动下井壁形成的钻屑，长度为50-100cm，表面还布有凸起，通过开泵转动钻具和刚性圆柱，能够对下井壁形成的钻屑起到更好的搅动和清除作用，并且间隔300-500米安装一个，能够及时地搅动下井壁还未聚集的钻屑，使其难以形成岩屑床；每钻进规定距离(500-1000米)，将井筒内的钻具逐渐起出水平段，同时开泵转动钻具和刚性圆柱，通过钻具和钢性圆柱的搅动，使下井壁钻屑往井口运移，从而带到地面；水平段钻井液的低剪切速率切力大于4Pa，使其不仅在开泵循环状态具有较好的携沙性能，还使其在停泵状态，具有较好的岩屑悬浮能力，钻屑难以下沉到下井壁；每钻进设定距离(500米)，用80-120m³洗井液清洗一次井筒，清洗液的雷诺数大于2100，以确保清洗井筒时，洗井液处于紊流状态，能够更好地破坏下井壁岩屑床；本发明工艺可操作性强，设备需求少，在超长水平段井中钻进过程中消除岩屑床效果好，减小了钻具和井壁的摩擦面积和摩擦系数，降低钻具摩阻，确保了井下安全。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是水平段井内钻具的钻杆和圆柱的结构连接示意图；

图2是三口长水平段井水平段钻具下放摩阻示意图。

附图标记说明：1、钻杆；2、圆柱；3、凸起；4、华H16-1；5、宁H7-2；6、华H50-7。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种清除长水平段岩屑床的方法，具体步骤如下：

1)钻进时，钻进时，在水平段井内钻具的钻杆1上套接多个圆柱2，所述圆柱2为刚性圆柱，刚性圆柱坚实耐用，不易变形；多个刚性圆柱2沿水平井方向间隔分布在钻杆1上，也可根据实际情况进行分布，适应性和实用性强；

2)钻具每钻进规定距离，将钻具起出水平段井，同时转动钻具和圆柱2，钻具进行倒划眼使井壁钻屑运移到地面；

3)步骤2)钻具每钻进设定距离，用洗井液清洗一次井筒。

本发明工艺可操作性强，设备需求少，在超长水平段井中钻进过程中消除岩屑床效果好，减小了钻具和井壁的摩擦面积和摩擦系数，降低钻具摩阻，确保了井下安全；本发明具有水力和机械双作用阻止岩屑床的形成，并能够更好地清除和破坏已形成的岩屑床。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述圆柱2的外径为井眼直径的98.6-99％。其外径大于井筒内的钻杆外径，确保圆柱2在水平井内转动时不会阻卡且最大限度的搅动下井壁形成的钻屑。

进一步的，所述圆柱2的长度为50-100cm。确保最大限度的搅动下井壁形成的钻屑的同时，降低自重，减少成本。

进一步的，所述圆柱2的外表面设置有均匀分布的多个凸起3，凸起为锯齿形凸起，锯齿形凸起能够对下井壁形成的钻屑起到更好的搅动和清除作用。

进一步的，所述相邻两个圆柱2之间的距离为300-500米。间隔300-500米安装一个，能够及时地搅动下井壁还未聚集的钻屑，使其难以形成岩屑床。

进一步的，所述步骤2)的规定距离为500-1000米。每钻进500-1000米，将井筒内的钻具逐渐起出水平段，同时开泵转动钻具，通过钻具和钢性圆柱2的搅动，使下井壁钻屑往井口运移，从而带到地面，更好的清除井壁钻屑。

进一步的，所述步骤2)水平段井内的钻井液的低剪切速率切力大于4Pa。使其不仅在开泵循环状态具有较好的携沙性能，还使其在停泵状态，具有较好的岩屑悬浮能力，钻屑难以下沉到下井壁。

进一步的，所述步骤3)的设定距离为500米，洗井液的用量为80-120m³。所述洗井液的雷诺数大于2100。调节洗井液的性能，具体如何调整洗井液，本发明没有要求，只需调整后洗井液的各项性能最后计算出来的雷诺数大于2100即可，以确保清洗井筒时，洗井液处于紊流状态，能够更好地破坏下井壁岩屑床，因此对洗井液的种类没有限制，可根据需要选择经济实用的洗井液，适应性和实用性强，降低成本。

实施例3：

在实施例2的基础上，2019年施工完成的华H50-7井位于甘肃省华池县境内，完钻井深6266米，水平段长4088米，本井清除岩屑床的方法，具体步骤如下：⑴钻进时，在钻具组合中每400米下入一个外径为井眼直径99％的刚性圆柱2，刚性圆柱2的长度为80cm，刚性圆柱2的表面布有锯齿形凸起；

⑵钻具每钻进600米，将井筒内的钻具逐渐起出水平段，同时开泵转动钻具进行倒划眼使井壁钻屑运移到地面；水平段钻井液的低剪切速率切力4.5-6Pa；

⑷钻具每钻进500米，用100m³洗井液清洗一次井筒，清洗液的雷诺数为2200-2300。

本井施工期间使用了本发明的工艺，取得很好的应用效果，完钻时的钻具下放摩阻为52吨，创造了亚太地区最长水平段长度记录。通过本工艺的执行，相较2018年施工的两口3000米水平段长的水平井，摩阻大大降低，保证了更长水平段施工时的井下安全(参见下图2)。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。