Causas e soluções para a perda de transferência de peso sobre a broca na perfuração

1. Conceito, fenômenos e riscos da perda de transferência de peso sobre o trabalho

Conceito:Durante a perfuração, o atrito excessivo entre ascoluna de perfuraçãoA parede do poço impede que o peso sobre a broca (WOB) seja transmitido para a broca de perfuração; em vez disso, todo o WOB é absorvido pela coluna de perfuração. Isso se manifesta como nenhuma taxa de penetração, apesar do aumento do WOB, nenhuma contrapressão e baixo torque. A solução envolve reduzir a velocidade de rotação e aumentar gradualmente o WOB (garantindo a conformidade com a resistência à compressão da coluna de perfuração) até que o torque aumente repentinamente e a contrapressão sobre o WOB apareça. Após a perfuração de cada junta, são necessários alargamentos e retroalargamentos repetidos antes de conectar a próxima junta ou coluna.

Fenômenos e Perigos:Esse problema ocorre principalmente durante a perfuração direcional com circulação reversa em poços verticais, operações direcionais de fresagem de janelas e desvios, e perfuração direcional em poços horizontais. Ele interrompe a construção direcional normal e pode levar ao aprisionamento da tubulação se as operações forem conduzidas de forma inadequada.

2.Análise das Causas

Trajetória inadequada do poço:Desvios na trajetória do poço (causados ​​por condições da formação ou erros de construção) frequentemente exigem ajustes de circulação reversa. Altas taxas de construção (mais comuns em poços horizontais de raio médio/curto do que em poços de raio longo) e trajetórias irregulares, combinadas com a rigidez da coluna de perfuração, fazem com que a coluna se apoie contra a parede do poço quando a pressão é aplicada, provocando perda de transferência de peso sobre a broca (WOB). A força de tração adicional durante a manobra de descida após a aplicação de pressão é semelhante aos níveis normais e geralmente não excede a pressão descendente.

Poço contaminado (formação de leito de detritos):A remoção de detritos é um desafio em poços direcionais e horizontais com desvio de 45 a 90 graus. Em formações duras (como as formações Shahejie e Kongdian), os detritos se acumulam facilmente em camadas. Essas camadas aumentam o atrito de deslizamento entre a coluna de perfuração e a parede do poço, resultando em perda de transferência de peso sobre a broca (WOB).

Massa de lama espessa e solta, alto coeficiente de atrito da lama:O alto teor de sólidos na lama resulta em tortas de lama espessas e soltas, que expandem a área de contato com a coluna de perfuração e aumentam o risco de aprisionamento. Um alto coeficiente de atrito da lama aumenta a resistência ao deslizamento da coluna de perfuração. Esse cenário pode causar o bloqueio repentino da bomba quando o peso sobre a broca (WOB) aumenta (por exemplo, para 30 toneladas), com a força de tração adicional excedendo o WOB descendente.

3. Medidas de Mitigação

Controle da trajetória do poço e otimização da coluna de perfuração:Implemente a perfuração guiada de poço completo para evitar desvios de trajetória que exijam ajustes de circulação reversa. Simplifique a configuração da coluna de perfuração (reduzacolares de perfuração, aumentar o peso dos tubos de perfuração) para diminuir a rigidez e minimizar o contato com a lama de perfuração, evitando a perda de transferência de peso sobre a broca e o travamento.

Aprimorado Purificação do fluido de perfuração e da lama de perfuração:Utilize equipamentos de controle de sólidos para purificar a lama superficial. Garanta um deslocamento suficiente (no mínimo 3,4 m³/min para seções de poço de φ311 e 1,1 m³/min para seções de φ216) e ajuste os parâmetros reológicos da lama (relação YP/PV: 0,42–0,50; viscosidade: ≥48 s) para melhorar a capacidade de transporte de cascalho. Para poços horizontais, realize alargamento com um ângulo de 20–30 graus para quebrar os leitos de cascalho.

Melhorar a lubrificação da lama e a qualidade da torta de lama:Adicione de 3 a 5 toneladas de petróleo bruto (não excedendo 10%) combinadas com lubrificantes à base de água para equilibrar a lubrificação e a qualidade da lama de perfuração. Incorpore asfalto sulfonado ou resina fenólica para otimizar as propriedades da lama de perfuração. Para compensar a perda de transferência de peso sobre o substrato (WOB) em formações duras, adicione de 200 a 300 kg de grafite expandido ou lubrificantes de extrema pressão para reduzir o atrito.

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