綜合錄井扭拒參數(shù)的應用

徐靖華 李全

【摘 要】扭矩參數(shù)值的錄取和監(jiān)測在鉆井中起著十分重要的作用，他不同于如井漏、井涌、卡鉆等比較直觀，容易判斷，鉆進中井下情況十分復雜，如何利用扭矩值的變化特征來分析判斷井下情況，并作出準確及時的預報，指導科學打井，有著非常重要的意義。但是在實際工作中，往往由于對扭矩的變化特征認識不足，造成預報與實際結果不符，或者沒有及時預報的現(xiàn)象時常會發(fā)生，所以，我們有必要對扭矩在鉆井中的表現(xiàn)進行再認識，再分析。首先，從扭矩的安裝和原理說起。

【關鍵詞】綜合錄井；扭拒參數(shù)；應用

1.扭矩的安裝（機械扭矩）

扭矩儀是由液壓缸壓力傳感器和支撐鏈條的膠輪構成。它的安裝步驟是：首先，在工程人員的配合下，卸下轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鏈條，將扭矩儀安裝在轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鏈條正下方，方向與轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鏈條轉(zhuǎn)動方向一致，緊固底座，再接上鏈條。第二步，將高壓軟管，三通及傳感器接到液壓扭矩上。第三步，注入液壓油，排盡空氣，使膠輪與轉(zhuǎn)盤鏈條接觸，適度即可。

2.測量原理

簡單地說就是在鉆進過程中，利用井下鉆具受到的阻力，傳給轉(zhuǎn)盤，使得轉(zhuǎn)盤鏈條張緊，在膠輪上產(chǎn)生一個向下的壓力，將這個壓力通過傳感器分別轉(zhuǎn)化成電信號輸入到記錄儀和計算機上，表現(xiàn)為扭矩的相對變化量。嚴格地講，傳感器是采用惠斯登電橋原理，由應變片形成電橋的一測量腿，該應變片直接與壓力隔膜接觸，當隔膜變形時應變片就改變電橋一支腿的電阻。傳感器的輸出與施加的電壓及電橋變化量成正比。因此，當施加到傳感器一連續(xù)恒定的電壓時，信號輸出則隨著外加在隔膜上的壓力成正比變化。利用該原理在鉆進過程中連續(xù)測量扭矩參數(shù)，反映井下作業(yè)情況，并指導科學鉆進和預防工程事故。本人在長期的工作中總結了幾種在鉆進施工過程中較常見的扭矩值的變化特征，通過對此特征的分析和判斷，準確預報率大大提高。

下面以三牙輪鉆頭為例，從扭矩值的變化特征說起，結合其它工程參數(shù)和地層巖性的變化，找出其中的共同點、特征及規(guī)律。

（1）在鉆進參數(shù)不變的情況下，在鉆遇泥巖段，一般機械鉆速較低，鉆時增大，扭矩值相對平穩(wěn)，曲線在基值附近變化，無明顯增大的趨勢；在鉆遇砂巖段，一般機械鉆速較高，鉆時減小，扭矩值相對較大，曲線變化幅度大，但平穩(wěn)；鉆遇砂礫級巖性，一般機械鉆速較高，鉆時減小，扭矩值在基值附近來回變化，幅度較大，曲線形態(tài)較有規(guī)律的變化，無增大的趨勢。

（2）在鉆遇大段泥巖時，尤其是紅褐色泥巖，由于其造漿性強，鉆頭容易泥包，機械鉆速很低，鉆時很大，扭矩的變化量相對變小，曲線變得平滑。泵壓略升。

（3）在鉆進參數(shù)不變的情況下，鉆頭掉齒、鉆頭牙輪松動，都會使機械鉆速降低，鉆時增大，扭矩相對變大，曲線呈鋸齒尖鋒狀，極不規(guī)則，增大的趨勢明顯。會有憋跳的現(xiàn)象。

3.實例分析

3.1地層巖性的變化

表現(xiàn)特征，鉆時明顯增大，扭矩值在一定幅度范圍內(nèi)變化，曲線整體形態(tài)，無增大的趨勢。

例如1：鉆至井深1371.79m，扭矩出現(xiàn)異常，在1500N.m附近變化，變化幅度較均勻。鉆時由井深1370m的28min/m上升至井深1371-1373m的83-144min/m，此時鉆頭用時53.34小時，撈取的巖屑由褐色泥巖變化為褐色含礫砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，根據(jù)返出巖屑的變化情況，在對各項參數(shù)綜合分析后，認為是由于地層巖性的變化引起，判斷鉆頭已不適應該地層，建議提鉆更換鉆頭，井隊采納，于井深1373.34m提鉆，提出鉆頭基本完好。后下另一型號的三牙輪鉆頭，扭矩恢復正常變化，鉆時為22min/m。

例如2：為一典型巖性的變化，而使得扭矩的變化。鉆至井深1463.46m， 扭矩出現(xiàn)異常，扭矩正常值為980-1200N.m ，異常變化范圍值為480-2000N.m。井深1463.68m后扭矩又恢復正常變化，此段各項工程參數(shù)穩(wěn)定，根據(jù)返出巖屑的變化，1462-1463m巖屑為褐色泥巖，1464m為褐色含礫砂質(zhì)泥巖，證實扭矩的大幅度變化是由于地層巖性的變化引起。

通過以上分析，我們就可以發(fā)現(xiàn)扭值的變化特征，結合地層巖性的變化及厚薄程度，作出正確的分析和判斷，從而給工程提出及時準確的預報，以適應地層的鉆頭進行施工，節(jié)約成本，實現(xiàn)安全優(yōu)質(zhì)快速鉆進，取得較大的經(jīng)濟效益。

3.2鉆頭泥包

此類事故易發(fā)生在造漿性好的大段泥巖層，鉆頭牙輪泥包后，鉆頭在井底受到阻力減弱，扭矩值相應減小，其表現(xiàn)特征為：扭矩變化幅度明顯減小，曲線呈基線形態(tài)，較平滑，懸重、轉(zhuǎn)速基本不變，泵壓一般穩(wěn)定或微升，鉆時成倍增大。

3.3鉆頭掉齒

一般表現(xiàn)為扭矩曲線呈鋸齒狀，變化幅度較大，扭矩增大趨勢明顯。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。

3.4鉆頭牙輪框動

一般表現(xiàn)特征為扭矩值增大，變化幅度增大，曲線形態(tài)呈鋸齒尖鋒狀，增大趨勢明顯。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。嚴重的有憋跳現(xiàn)象。

4.結論與認識

通過以上分析，發(fā)現(xiàn)他們之間既有共同點，又有區(qū)別：共同點是：地層巖性變化，可鉆性變差，鉆頭泥包、鉆頭掉齒、鉆頭牙輪框動，都會使機械鉆速降低，鉆井成本增大，不同的是各有各的表現(xiàn)特征：地層巖性突變，扭矩在一定幅度范圍內(nèi)來回變化，無增大的趨勢；鉆頭泥包，扭矩呈基線狀態(tài)，曲線較平滑；鉆頭掉齒，一般表現(xiàn)為扭矩呈鋸齒狀，伴有憋跳現(xiàn)象，增大趨勢明顯；牙輪松動，扭矩增大，曲線呈鋸齒尖峰狀，伴有憋跳現(xiàn)象。

在錄井過程中，發(fā)現(xiàn)扭矩異常，還應綜合各方面的信息加以分析判斷，前提是作為錄井工作者，應該有高度的責任心，首先要保證錄取的各項參數(shù)齊全準確，才能夠提高預報準確率，反之預報不及時不準確，將會貽誤戰(zhàn)機，給井隊帶來重大的損失，因此，嚴密監(jiān)測，保證錄井質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)異常，作出及時準確的預報，應是每一位錄井工作者的責任。

【參考文獻】

[1]孫中昌編著.鉆井異常預測技術.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[2]王清華等.塔里木油田錄井技術.北京：石油工業(yè)出版社，2009，7.