川东北元坝区块井身结构优化设计

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元坝地区超深探井复杂地层固井难点及对策

元坝地区超深探井复杂地层固井难点及对策

元坝地区超深探井复杂地层固井难点及对策李真祥;王瑞和;高航献【摘要】四川元坝地区固井面临井深、高温、盐膏层蠕变、固井安全密度窗口窄、防漏防窜矛盾突出等诸多技术难题,给固井作业带来了很多挑战.针对元坝地区已经完成的11口探井存在的固井工艺技术不够完善、固井质量不稳定的现状,分析了该地区固井存在的主要技术难题,并对不同地层固井的水泥浆体系进行了针对性选型,强化了通井技术措施,综合应用了提高顶替效率的技术措施等.在元坝12井等井固井中应用,已经初步取得了成效.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2010(038)001【总页数】6页(P20-25)【关键词】超深井;探井;水泥浆;固井;元坝地区【作者】李真祥;王瑞和;高航献【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东,东营,257061;中国石化,勘探南方分公司,四川,成都,610041;中国石油大学(华东)山东,东营,257061;中国石化,勘探南方分公司,四川,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】TE256+.3元坝地区是中国石化在川东北地区的主要勘探开发区块,固井面临诸多技术难题[1-4],主要有:1)海相飞仙关组和长兴组气层是主要目的层,埋藏深度都在7 000 m左右,属常压气藏,但储层温度高(井底温度可达160℃),且含H2S和CO2;2)上部陆相地层主要包括沙溪庙组、千佛崖组、自流井组和须家河组地层,其中,千佛崖组和自流井组地层水敏性强,须家河组地层是高压低渗气层,上沙溪庙组地层底部坍塌严重,为平衡气层和坍塌层,钻井液密度最高达到2.10 kg/L,元坝3井、元坝101井和元坝22井等井的须家河组地层压力系数为1.83~1.86;3)嘉陵江组5段和4段地层的岩性主要是石膏和盐,存在蠕动性盐膏层和高温高含硫气层,元坝2井发生盐膏层段挤毁套管的事故,元坝102侧1井在盐膏层段发生了卡钻;4)固井作业还要面对复杂的井筒环境,如压稳与防漏、长封固段窄间隙等难题。

元坝地区超深井井身结构优化及应用

元坝地区超深井井身结构优化及应用
S h a n d o n g, 2 5 7 0 1 7 , Ch i n a) Ab s t r a c t :Yu a n b a Ar e a wi t h c o mp l e x g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s f a c e s ma n y d r i l l i n g d i f f i c u l t i e s a n d a n u m—
元 坝 地 区超 深 井 井 身 结 构 优 化 及 应 用
葛鹏 飞 , 马庆 涛 , 张 栋
( 中石化胜利 石油 工程有 限公 司钻井工艺研究 院, 山东东营 2 5 7 0 1 7 )

要: 元 坝 地 区钻 井存 在 地 质 条 件 复 杂 、 钻 井难 度 大 、 不 确 定 因素 多 等 难 点 , 井 漏 和 溢 流 的 频 发 层 位 集 中在
u p p e r S h a x i mi a o f o r ma t i o n .I n v i e w o f p r o b l e ms s u c h a s s h a l l o w c a s i n g s e t d e p t h a n d i n t e r a c t i o n i n t h e
Op t i mi z a t i o n a n d Ap p l i c a t i o n o f Ul t r a - De e p We l l Ca s i n g Pr o g r a m i n Yu a nb a Ar e a
Ge Pe n g f e i ,M a Qi n g t a o ,Z h a n g Do n g
Hale Waihona Puke 自流 井组和上 沙溪庙组 。针 对该地 区前期 井 身结构存 在表层 套 管和技 术套 管 下深浅 、 裸 眼段 地层 相 互制约 等 问 题, 进行 了超深井井 身结构优化设计 , 优化 了套管层 次, 选择 了合 理的 必封 点 , 增 大 了一开 、 二 开和三 开套 管 下深 , 增加 了下部地层套 管尺 寸。优化后 的井身结构不但能够有效封 隔复杂层位 , 而且为 空气钻 井等新技 术的应 用和后 期产层的 高效 开发创造 了有 利条件。现场应用表 明, 井漏 由原 来的平 均每 井 4 . 4次减 至 1 _ 9次 , 溢流 由平均每 井 1 . 6次减至 0 . 4次 , 空气钻 井平 均进尺增加 5 1 . 2 6 , 平均钻速提 高 6 4 . 3 。井 身结构优化后 , 钻速提 高, 钻 井周 期

川东北河坝区块井身结构的优化与实践

川东北河坝区块井身结构的优化与实践

段 , 有待 于进 一步 探 索 , 成使 用方便 的模型 或一 还 形 体 化 计算 机应 用程 序 。 3 )为 了加快 南方 深部 油气 勘 探 开发 步伐 , 加 应 快合 理井 身结 构 与气体 钻井 、 头选 型技 术 、 钻 复杂深 井 钻 井液 技术 等 多方 面 技 术 的配套 研究 , 为南 方 复
钻 探 技 术 ,0 9 3 ( ) 4 — 2 2 0 ,7 6 :8 5 .
Ch nJfn LiGe s e g, a f Ch l n e n a ur— e ie g, n h n W n Li u. al g sa d me s e e
出 了钻井 周 期 1 8d 建 井 周 期 1 4d的 川 东 北 地 0 、 3
[] 边 培 明 . 层 海 相 气 井 井 身 结 构 优 化 及 应 用 [ ] 钻 采实 施 难 点 为技 术 套 管重 量 大 , 要
求钻 机负荷 足够 大 。
3 现 场应 用
优 化后 的 三 开 井 身 结 构 系 列 (5 0 . f5 8 0 mm一
优 化 后 的 四 开 井 身 结 构 系 列 (5 0 95 8 mm—
j 3 . 5 9 7 mm一 声2 3 1 3 7 . mm 声1 3 7 mm一 1 9 7 9 . 3 .
mi 或 9 4 . n 无 接 箍 ) 河 坝 区块 河 坝 1 1 i 1 5 6 1 rm 1 在 0
[ ] 陈 济 峰 , 修 良 , 航 献 . 东 北 地 区 气体 钻 井技 术 实践 与认 识 4 燕 高 川 [] 石 油 钻 探 技 术 ,0 9 3 ( ) 3 — 2 J. 2 0 ,7 4 :9 4 .
Ch n Jfn e ie g,Ya uin Ga H a g a n Xi l g, o a n xin.Ga rlig eh— s d il tc n

元坝272-1H井超深水平井钻井技术

元坝272-1H井超深水平井钻井技术

元坝272-1H井长水平段超深水平井钻井技术董志辉,孙连坡,汪海波,仇恒彬(中石化石油工程公司钻井工艺研究院山东东营257000)摘要:元坝272-1H井是位于元坝区块的一口超深长水平段水平井,存在地质情况复杂、多套压力体系并存、气藏埋深超过6500m、井底温度高达156°C等技术难题。

施工中通过钻井提速技术、井眼轨迹控制技术、高温定向工具使用技术、井眼清洁技术、摩阻扭矩监测控制技术、高温钻井液技术、安全钻井技术等先进技术,克服了裸眼段长、摩阻扭矩大、岩屑清洁效率低、井眼轨迹控制困难、工具仪器耐高温高压挑战性高等难点,创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录,为同类超深水平井的施工积累了丰富经验。

关键词:元坝272-1H井;超深水平井;钻井技术;长水平段;1元坝272-1H井概况元坝272-1H井是中石化西南油气分公司部署在四川盆地川东北巴中低缓构造上的一口超深水平井,以长兴组顶部礁盖(顶)储层为主要目的层,该井位于元坝区块长兴组4号礁带。

完钻井深,完钻垂深,造斜点位于,水平位移,水平段长,钻穿气层长度,创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录。

井身结构釆用五开制,实钻井身结构与设计井身结构对比如下。

(1)直井段优快钻井、防斜打直困难⑷。

直井段长6050m,钻遇地层多,地层复杂。

上沙溪庙组有小水层,底部存在区域垮塌层;千佛崖组压力较高;自流井组底砾岩蹩跳严重;须家河组区域高压,石英砂岩可钻性极差;嘉陵江组顶部盐膏层发育,嘉五-四段、嘉二段局部层段见高压盐水层;极易发生井喷、井漏、井塌等复杂情况。

(2)摩阻扭矩大、深井定向困难。

使用PDC钻头定向钻进,由于井眼深度大, 摆放工具面困难,很难摆放到位且容易偏移,裸眼段长,摩阻大,通过钻压控制工具面难度大,工具面不稳,滑动钻进常有托压现象,易憋泵。

(3)储层调整频繁,轨迹控制难度大。

钻头打捞技术的应用

钻头打捞技术的应用

钻头打捞技术的应用摘要元坝H井是钻井三分公司布置在四川盆地川东北巴中低缓构造元坝区块的一口开发井,设计井深7780m,以上二叠统长兴组顶部礁盖(顶)储层为主要目的层。

2020年8月1日四开中完钻水泥塞至4112m时因扭矩异常,起钻检查,8月3日起钻完发现旁通阀异常打开,钻头落井。

后经一次通井,两次下母锥打捞,10日将牙轮钻头成功打捞出井。

本文通过对事故做全面的分析总结,通过案例总结,吸取教训。

关键词:钻头、脱扣、打捞一、基本情况(一)事故发生的经过2020年8月1日8:15下钻至4096m后至16:45循环处理泥浆(后效显示:全烃最高2.177%,密度由2.49↓2.37g/cm3,粘度241s,排量:15-17l/s,泵压27-28MPa);16:45开始钻水泥塞,17:55钻水泥塞至4112m扭矩由5.76KN.m↑9.50 KN.m(扫塞参数:钻压60KN、转速50RPM、泵压28MPa),停转上提遇阻,多次逐步上提至悬重136T后回到原悬重(原悬重113T),提出后下放至4110.10m遇阻,开始时扭矩正常、平稳,大约钻10-20分钟后开始蹩钻,无进尺,蹩钻后上提钻具遇卡,检查返出水泥颗粒中未发现铁屑和胶皮块,多次上提下放,试钻,无进尺,悬重、泵压无变化后于2日2:30起钻检查钻具及钻头。

2020年8月3日10:15起钻完发现钻头(HJT537GK)落井,双母接头下端胀大(见图1),双母接头及浮阀翻板以下塞满水泥,水泥非常坚硬,旁通阀异常打开。

图1 出井的双母接头(二)基本数据1、井身结构2、钻水泥塞参数:钻压60KN、转速50RPM、排量: 17L/S、泵压28MPa;3、泥浆性能:出口密度(g/cm3):2.48粘度(S):117失水(ml):1.0 泥饼(mm):0.6初切(Pa):19终切(Pa):28.5含砂 (%):0.3 PH值:11 动切20 Pa 塑粘120m.pas;4、钻水泥塞钻具组合:Φ165.1m三牙轮钻头HJT537GK×0.20m+330×310双母×0.50m+浮阀×0.50m+311×4A20×0.50m+4A211×4A20(双密封)×0.49m+Ф101.6mm加重钻杆×60根×560.35m+4A211(双密封)×4A20×0.49m+Ф139旁通阀×0.40 m+Ф101.6mm钻杆×216根×2043.44m+4A21×520×0.43m+Ф139.7×10.54mm钻杆;5、落鱼情况:落鱼为1只Φ165.1HJT537GK三牙轮钻头,长0.29m(包括丝扣),鱼顶位置4110.40m。

元坝103-1H井超深井钻井配套技术

元坝103-1H井超深井钻井配套技术

3102
775~3102
8.16
13 YB273-1H 井 2960
2960
702~2918
10.27
14 YB10-1H 井 3362
3294
497~3283.48
15.53
15 YB103-1H 井 3102
3099
706~1443.23
13.05
2.2.2 元坝103-1H井二开钻头选型技术
泥浆钻机械钻速 /m·h-1
表1 元坝区块2013-2015年完钻井二开施工情况
二开设

二开完钻井 空气钻井段 空气钻机械钻速
井号
计井深

深/m
/(m-m)
/m·h-1
/m
1 YB1-1H 井
3505
3316
502~3316
15.01
2 YB27-3H 井 3072
3146
708.50~3146
11.30
3
YB29-1 井
3515
8
T1655B 百施特
所钻层位 上沙溪庙组 上沙溪庙组
井段/(m-m) 进尺/m 2506.02~2507.50 1.48 2507.50~2513.09 5.59
机械钻速/ m·h-1
0.99
0.56
备注
等新钻头到 井期间,第 三次入井 钻头泥包
9 MS1951 百施特 上沙溪庙组
2513.09~3099 585.91
1.66
2.3 三开、四开“NEW-DRILL+孕镶/PDC钻头”复合钻井技术
钻速分别达到3.07m/h、1.66m/h,平均机械钻速2.34m/h,是其他井泥浆钻机械钻速的7.55倍,

元坝地区超深高酸性气田钻井提速技术

元坝地区超深高酸性气田钻井提速技术
2提速技术元坝气田针对区块存在的钻井难点在第一期产能建设井的钻井过程中大量采用新技术新工艺,从科技提速、安全提速、管理提速三方面提高元坝气田产能建设井的钻井速度。
2.1科技提速2.1.1井身结构优化技术科学合理的井身结构是能以尽可能少的套管程序封隔地层必封点,并采用合理的井眼尺寸以避免钻井复杂事故,提高钻井速度,有效保护油气层的井身结构。元坝地区第一期产能建设井均采用五开制井身结构,其示意图如图1所示。
该井身结构一开采用囟660.4mm钻头开孔,泡沫钻井至井深500~700m左右,下入囟508.0mm套管,封隔上部剑门关组、蓬莱镇组易漏、易坍塌及浅部水层;二开采用囟444.5mm钻头,采用气体钻井钻至上沙溪庙底部垮塌层,下入囟346.1mm套管,封隔上部易塌、易漏地层;三开采用囟314.1mm钻头钻进至雷三段60m左右,下入囟273.1mm+囟282.6mm复合套管,封隔雷四顶部气层以上高压地层;四开采用囟241.3mm钻头钻进长兴组5m左右,先悬挂囟193.7mm+囟203.1mm复合套管固井,封隔长兴组顶部以浅地层,并在嘉四和嘉五地层选用厚壁套管,再回接囟193.7mm油层套管;五开采用囟165.1mm钻头,使用低密度钻井液钻至目的层,采用衬管完井,再回接囟193.7mm油层套管固井。在井身结构确定的基础上,元坝气田在套管的选材上实现了系列化、程序化、标准化,具体选材标准见表1。
元坝地区超深高酸性气田钻井提速技术
摘要院元坝气田是国内埋藏最深的海相大气田,其存在气藏埋藏深、酸性气体含量高、压力层系多、地层岩性复杂等世界级钻井技术难点。文章在对元坝超深高酸性气田钻井技术难点分析的基础上,介绍了井身结构优化技术、空气钻井技术、扭力冲击器钻井技术等关键提速技术和钻井液性能维护、套管防磨、井控等安全管理措施及其应用效果,最后给出了元坝地区超深高酸性气田的钻井提速技术系列。

川东北井身结构设计

川东北井身结构设计
三开: Φ311.2mm×Φ244.5×4153.18m
四开: Φ215.9mm×Φ139.7mm×7025.25
整理ppt
一、井身结构设计国内外现状
4.国内深井井身结构现状
Φ914mm导管:×5m Φ760mm伸长导管×30.57m
胜利乌拉尔2井
一开: Φ660.4mm×Φ508mm×650m(封漏层、浅气层)
4.国内深井井身结构现状
川东北普光主体
导管: Φ508mm×50m
一开:
Φ444.5mm×Φ339.7mm×700m
二开: Φ314.1mm×Φ273.1mm×4200(封过须家河组)
三开: Φ241.3mm×Φ177.8mm(先下尾管再回接)
整理ppt
一、井身结构设计国内外现状
4.国内深井井身结构现状
套管接箍与 井壁间的间
隙14mm
德国在钻KTB超深井时,采用了 自动垂直钻井系统。

套管接箍与

井壁间的间
隙12.7mm
5
整理ppt
一、井身结构设计国内外现状
3.国外井身结构现状
系列6
应用:拉丁美洲和墨 西哥海湾地区 优点:
Latin A merica 3 6 -in ,B ,5 5 0 ft 3 0 -in ,B ,1 8 0 0 ft
一、井身结构设计国内外现状
1.井身结构设计发展过程
➢ 经验积累阶段(1900年~ 20世纪60年代末)
确定了井身结构基本形式 确定了API规范 统一了井身结构设计规程
➢ 理论发展阶段(20世纪60年代末期~80年代末期)
提出了满足防止套管鞋处地层压裂、避免压差卡钻、 必封点等 确定了以两条压力剖面为依据,自下而上的设计方法 井身结构设计的量化方法
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作者简介 :
修 订 日期 :2 1 —0 —0 00 1 6 l(9 9一) { I7 J j ,坝 L r 帅 .从 市 钻 外 r 没 汁攻科 研 ,
44 / a rl a e h ooy N t a G s c n lg u T
总第 2 期 1
天然气技术 ・ 井工 程 钻
层 ,砂 泥 岩互 层 频 繁 ,软 硬 交错 变 化 大 ,砂 岩 胶 结 致 密 、硬度 大 、研 磨 性 强 。雷 口坡 组 及 以下 为 海 相
地层 ,可 钻性较 好 。区块 内所钻 井普遍 发生过 溢 流 、井漏 、垮 塌 等复 杂 事 故 ,机 械 钻 速低 ,施 工 周
期长。
2 0钲 01
天 然 气 技 术
Nau a sTe h oo y t r lGa c n l g
Vo . N O. 14. 3 J n2 1 u .0 0
第4 ・ 3 卷 第 期
文章 编号 :6 3 9 3 (0 0 0 — 0 4 0 1 7 — 0 5 2 1 )3 0 4 — 4
其 主要 目的层 。上 三叠 统 须 家河 组 及 以上 为 陆相 地
压 一 常 压 ,沙 溪 庙 组 包 括 千 佛 崖 及 以 上 地 层 为 常
压 ,千佛崖组有气层 。自流井 一 须家河组有异常高 压 ,气藏特征分析认 为是高压低渗 ,多为裂缝性气 藏 ,压力 窗 口窄。雷 口坡组 四段部分井可能存在高
元坝 区块影 响钻 井 的层位 主要有 3 :一 是上 沙 套 溪J 且匕 部的微 出水层 ,承压不高,密度超过 1 Og c . / m 9 时 易漏 ;二 是 上 沙溪 庙 组 底部 存 在 垮 塌层 ,空 气 钻 井 难 以实 施 ;三是 自流 井 组 一 须 家河 组 复 杂地 层 ,
井身 结构 设计是 钻井 工程设 计 的重要 内容 之


它不 仅 关 系 到钻 井 施 工 的安 全 与顺 利 ,而 且 还
关 系 到 钻 井作 业 的经 济 效 益 。 因此 ,对 元 坝 区块进
其特点是 :① 高压低渗 ,多为裂缝性气藏 ,压力窗 口窄 ,压井时易出现喷 、漏 同存 ,② 自流井组与须
1 元坝 区块地质情况
11 压 力分 布 .
的井均为超深井 ,井底温度最高达到 10C 6  ̄以上 , 钻
井液 在 高 温 高 压下 性 能 不稳 定 ,致 使性 能维 护 难 度
从 实钻情 况来 看 ,纵 向上 压力 分 布为 常压 一 高
收 稿 臼期 :2( —0 —2 0) 9 7 0
加大 。钻井液抗 高温问题是一大难题 ,既要解决抗
高温性 ,又 要调 整好 其 流变性 。
1 钻进 时遇到 的 复杂情 况 . 4 除 元 坝 1 、元 坝 l 井 外 ,各 井 均 在 千 佛 崖 井 2
分井须家河组埋藏较深 ,现常用结构 中,(231 m 2 7. j m
技 术 套 管 一 般 封 隔 须 家河 组 顶 部 及 以上 地 层 ,须 家
川 东 北 元 坝 区 块 井 身 结 构 优 化 设 计
陈 明 窦玉玲 李 文飞 王光磊
东营 271 ) 5 0 7 ( 中国石化胜利石油管理局钻井T艺研究 院,山东

要 元 坝区块是 中国石化在川 东北地 区的重点勘探 区块 ,由于气藏埋藏深 ,地 质条件 复杂 ,其钻 井难度
与风险极 高。根据元坝 区块 的地质特 点,针 对 目前 井身结构存在 的表层套 管不能将低 承压地层封 固以及技术套 管 不能将 高压层位 完全封 固的问题 ,对套 管下深和套 管尺 寸进行优化 ,提 出了非常规 井身结构和 水平井井身结构设 计 的优化 方案 ,并对 不同井身结构 的特 点进行 了分析 总结 ,认 为非 常规 井身结构 的大尺寸钻 头进尺相对较 小 ,有 利 于提 高机械钻速 ,而水平井井身结构能提 高元坝区块 的单 井产能。 关键词 四川 东北 元坝区块 井身结构 优化设计
压 气 层 。嘉 陵 江组 目前 未 钻 遇 高 压 盐 水 层 和 气 层 , 承 压 高 ,P C( 晶 金 刚 石 复 合 片 ) 头 可 钻 性 好 。 D 聚 钻 飞 仙关 和长 兴 组 为 同一 个 常 压压 力 系统 ,以溶 孔 性 气层 为 主 ,且 可钻性 好 。
1 地 层分 布 . 2
家 河组 的砂 砾 岩层 可 钻 性 极 差 ,易 出钻 头事 故 ,③ 泥岩段 不稳 定 ,易 出现掉块 卡钻 。 1 高 温深 部地层 . 3 由于元 坝 区块 以 飞仙 关 和 长 兴 组地 层 为 目的层
行 合 理 的井 身结 构 设 计 ,对 于最 大 限度 地 避 免 漏 、 喷 、塌 、卡等 工 程事 故 的发 生 ,保 证 钻井 作 业 安 全 顺 利 进行 ,最 大 幅度 地 减 少钻 井 费 用 与 降低 工 程成 本 具有 重要作用 。
中 图分 类 号 :T 2 61 E 5.
文 献 标 识 码 :A 0 言 元 坝 区块位 于 四J 盆 地东 北 部 的 巴中 、南 充 及 l I 广元 地 区 ,构 造 位 置位 于 九 龙 山构 造 带南 翼 、通 南 巴背 斜 带 西 南 侧 ,属 于 元 坝 低 缓 构 造 带 的 主体 部 分 。长 兴组 及 飞 仙关 组 是 本 区 的 主力 储集 层 ,也 是
河 组 、雷 口坡 组 、嘉 陵江 组 在 同一 裸 眼 。这样 一 旦
须家河组出现高压气层 ,就会导致雷 口坡组 、嘉陵
江 组 均 使 用 高 密度 钻 井 液 钻 进 ,增 加 了 风 险 ,同时 受 密 度 的 限 制 ,许 多提 速 措 施 难 以实 施 ,钻 井 速 度
组 一 须 家 河 组 井 段 钻 遇 了 高 压 层 ,共 发 生 溢 流 6 次 。压 井 后 ,安全 密度 窗 口窄 小 ,漏 喷 共存 ,施 工 难 度 加 大 ,钻进 效 率 及 机 械 钻 速 降 低 ,钻 井 周期 增 加 。 目前 共 发 生 钻 井 复 杂 事 故 l 9次 , 损 失 时 间
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