시추 과정에서 WOB 전달 손실의 원인 및 해결책

1. WOB 전달 손실의 개념, 현상 및 위험성

개념:드릴링 중 과도한 마찰로 인해드릴 스트링시추공 벽면으로 인해 드릴 비트에 가해지는 하중(WOB)이 드릴 스트링에 전달되지 못하고, 대신 전체 WOB가 드릴 스트링에 소모됩니다. 이로 인해 WOB가 증가했음에도 불구하고 천공 속도가 저하되고, 배압이 발생하지 않으며, 토크가 낮아집니다. 해결책은 회전 속도를 줄이고 (드릴 스트링의 압축 강도를 준수하면서) WOB를 점진적으로 증가시켜 토크가 급격히 증가하고 WOB에 대한 배압이 발생하는 지점까지 진행하는 것입니다. 각 연결부를 드릴링한 후에는 다음 연결부 또는 스탠드를 연결하기 전에 반복적인 리밍 및 백리밍 작업이 필요합니다.

현상 및 위험:이 문제는 주로 수직정의 역순환 방향 시추, 윈도우 밀링 및 측면 시추 방향 작업, 그리고 수평정 방향 시추 중에 발생합니다. 이는 정상적인 방향 시추 작업을 방해하고, 작업이 부적절하게 수행될 경우 파이프 걸림으로 이어질 수 있습니다.

2.원인 분석

불량한 시추공 궤적:지층 조건이나 시공 오류로 인한 시추공 궤적 편차는 종종 역순환 조정을 필요로 합니다. 높은 압력 상승률(장반경 수평정보다 중/단반경 수평정에서 더 흔함)과 불규칙한 궤적은 드릴 스트링의 강성과 결합되어 압력이 가해질 때 드릴 스트링이 시추공 벽에 닿게 되어 ​​WOB(Wide Open Board) 전달 손실을 유발합니다. 압력 적용 후 인양 시 발생하는 추가적인 인장력은 정상적인 수준과 유사하며 일반적으로 하강 압력을 초과하지 않습니다.

오염된 시추공(절삭토 퇴적층):경사 시추공 및 45~90도 경사각의 수평 시추공에서 절삭물 제거는 어려운 과제입니다. 특히 샤허제(Shahejie) 및 콩뎬(Kongdian) 지층과 같은 경질 지층에서는 절삭물이 쉽게 층을 이루며 축적됩니다. 이러한 층은 드릴 스트링과 시추공 벽 사이의 마찰을 증가시켜 유체 이송량 손실을 초래합니다.

두껍고 느슨한 진흙 덩어리, 높은 진흙 마찰 계수:머드에 고형분 함량이 높으면 두껍고 느슨한 머드 케이크가 형성되어 드릴 스트링과의 접촉 면적이 넓어지고 스티킹 위험이 높아집니다. 머드 마찰 계수가 높으면 드릴 스트링의 슬라이딩 저항이 증가합니다. 이러한 상황은 WOB(압력)가 증가할 때(예: 30톤) 추가적인 인발력이 하강 WOB를 초과하여 펌프가 갑자기 막히는 현상을 초래할 수 있습니다.

3. 완화 조치

시추공 궤적 제어 및 드릴 스트링 최적화:역순환 조정이 필요한 궤적 편차를 방지하기 위해 전유도 시추를 시행합니다. 드릴 스트링 구성을 단순화합니다(줄이기).드릴 칼라(무거운 드릴 파이프를 추가하여) 강성을 낮추고 머드 케이크와의 접촉을 최소화하여 WOB 전달 손실 및 점착을 방지합니다.

향상된 시추공 및 진흙 정화:표면 시추토를 정화하기 위해 고형물 제어 장비를 사용하십시오. 충분한 유량(φ311 시추공 구간의 경우 최소 3.4 m³/min, φ216 시추공 구간의 경우 최소 1.1 m³/min)을 확보하고, 시추토의 유동학적 매개변수(YP/PV 비율: 0.42~0.50, 점도: ≥48 s)를 조정하여 절삭물 운반 능력을 향상시키십시오. 수평정의 경우, 절삭물 층을 파쇄하기 위해 20~30도의 편향각으로 리밍하십시오.

진흙의 윤활성 및 진흙 케이크 품질 개선:윤활성과 머드 케이크 품질의 균형을 맞추기 위해 수성 윤활제와 혼합된 원유 3~5톤(10%를 초과하지 않음)을 첨가하십시오. 머드 케이크 특성을 최적화하려면 설폰화 아스팔트 또는 페놀 수지를 첨가하십시오. 경질 지층에서 물-기체 이송 손실이 발생하는 경우, 마찰을 줄이기 위해 팽창 흑연 또는 극압 윤활제 200~300kg을 첨가하십시오.

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