钻井工程设计优化与应用

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井 身 结构 的 设 计会 受 很 多 因 素 的 影 响 一 般 情 况下 影 响 最 大 的 几 项 因 素 为 ①设 计者 对 于钻 井 的 地 质 环 境 例如钻 井 地 质的 岩 性 地 层 分 布 地 下压 力 特 性 以及 地 下 流 体特 性等 的 ; 认 识 程 度 ② 钻 井 施 工 的 装备 条 件 例如 钻 头 套 管 钻具 以及 ; 井 口 防 喷 装 置 等是 否 充 足 ③ 钻 井 工 艺 技 术 例如 注 水 泥 工 艺 技 术 钻 井 液 工 艺 技 术 以及 井 眼 轨 迹 控制技 术 等 的水 平 只 有 在 对 钻 井 的 地 质 环 境 具有 充 分 认 识 拥有 充 足的 钻 井 施 工 装备 条件 以及 具 备 高超 的 钻 井 工 艺 技 术水 平 的 前提 下 才 能 够 更 加 精 准 地 确 定 套 管 的 下人 层次 深 度 及 套 管 钻 头 配套 尺 寸 等 而 这 正 是 井身 结构 设 计 优 化 的 主 要 任务 1 2 井身 结构 设 计优 化 的方案 为 了 适应 油 气 田 的 勘 探开发要 求 井 身结 构 的设 计 必 须 要 以 优 化 为 原 则 笔 者 根 据 国 内外 相 关 研 究 成果 结 合 实践 经 验 提 出 了 一 种 可 以适 应 于不 同 钻 井 条 件 的 方案 此 方案 将 传 统 的 直 径为 3 3 9 7 毫 米 的 单一 表 层 套 管改 为 了 直径 为 2 7 3 1毫 层 了 了 米 的表 套 管 从而大 大 减 少 井 眼锥 度 提高 钻 井 速 度 降 低 了钻 井成本 以及延 长 了油 气井 的 使 用 寿命 1 3 扩 眼技 术 通 过扩 眼 技 术 可以 在保 证完井 井 眼尺 寸 的 前 提 下 尽 可 能 地缩 小 上 部 大 直 径 井 眼尺 寸 同 时 提 高 机 械 钻 速 及 减 少钻 头 的 破 岩 量 套 管 层 次 与 相 邻 两 层 套 管 之 间 的 尺 寸差 因 此 可 以 说 扩 眼 技 术 是 井 身结 构 设 计 优 化 的 有力 技 术 保 障 扩 眼技 术 一般 又 分 为钻后 扩 眼 技 术 和随钻 扩 眼技 术 两 种 顾 名思 义一 种 是在 钻 井 施 工 完 毕后 进 行 的 一种 是 一 边 钻 井 一 边进 行 的 通 常在 中 下 部 井 段 的 钻 井过 程 中利 用 扩 眼 技 术 能 够 有 效保证 较
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提高 固井 质 量 促 进 后 续 作 业 的 顺利 完成等 作 用 2 钻井 液 的 设 计 优化
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钻 井液 的 设 计 优 化 亦 是 钻 井 工 程 设 计 优化 的 一 项 重 要 组
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井 身 结构 的 设 计 优化
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化
钻 井 工 程 设 计 优 化 的主 要 内容 之一 是 井 身 结 构 的 设 计 优 井 身 结 构 的 设 计 优 化不 但 关 系 着 钻 井 工 程 的 施工 安 全 性
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更 关 系 着 钻 井效 益 只 有对 井 身结 构 进 行 科 学 合 理 的 设 计 才 能 够 避 免 及 减 少 在钻 井 施 工 过程 中出 现漏 喷 塌 卡 等 问 题
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从而 保 证 钻 井 作 业的 顺利 完成 及 尽 可 能 地减 少钻 井成本 1 1 井身 结构 设 计 的影 响因 素
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成部 分 钻 井 液 的 设 计 优 化 直 接 关 系 着 钻 井 液 现 场 的 安 全 及 有 效 施 工 是 其 施工 工 作 开展 的 有 效 依 据 也 是 做 好 油 气 层 保 护 工 作 的关 键 环 节 2 1 钻 井液体 系 的优 化选择 钻 井 液 体 系 的 优 化 选 择是 一 项 关 键 问 题 钻 井 液 体 系 有 很 多类 型 一般 若 根 据油 气 井 的 类 型 进 行 分 类 则 主 要 分 为 区 域 探 井 和 预探 井 ( 对 钻 井 液 的基 本 要 求 是 荧 光 度 低 ) 生 产 井 ( 对 钻 井 液 的基 本 要求 是 能 够保 护 好油 气 层 及 提 高 钻 速 ) 超深 井 ( 对钻 井 液 的基 本 要求 是热稳 定 性好 受 高温影 响 较轻 高 压 差下 泥 饼压 缩 性好 ) 定 向斜井 和水 平 井 ( 对钻 井 液 的基 本 要 求 是 具有 良好 的 防塌能 力 防卡能 力 携 岩 能 力 及 低摩 阻 ) 若 根 据地 层 的 特 点 来 选 择 钻 井 液 体 系 则 需 要充 分 考 虑 到 盐 膏 层 易 漏 失 层 易塌 层 及 易卡 钻 层等 各 种不 同 的 地 层 的 独 特特 性 认 真筛 选各 种 添 加 剂 和 处理 剂 确定 满 足 相 应地 层 需 要 的 钻 井 液 体 系 若根 据储 层 的 性 质 来 选 择钻 井 液 体 系 则 需 注意 针 对 特低 渗透性 储 层 应选 择 有 助 于 安 全 快 速 钻 进 的聚 合 物 及 正 ; 电胶钻 井 液 针 对 低 压 低 渗 储 层 应 选择 气 体 类 无 固 相 油 基 及 ; 水包 油 钻 井 液 针 对 中 高 渗透性 储 层 应选 择 清 洁 盐水 及聚 合 ; 物低 固 相钻 井 液 针 对 裂 缝性 砂 岩或 者 碳 酸 盐 岩 储 层 应选择 与 ; 储 层 压 力 系 数 相一致 的 钻 井 液 针 对 稠 油 储 层应 选择 无 固 相 及 添 加 暂 堵 剂 的无 粘 土相 钻 井 液 2 2 钻 井液性 能参 数 的设 计优 化 钻 井 液 的 性 能 直 接 影 响着 钻 井速 度 及 钻 井 作 业的 安 全 性 因 此 必 须 要 重 视 钻 井 液 性 能 参 数 主 要包 括钻 井 液 的 密 度 粘 度 固 相 含量 滤失 量 以及 流 变 参 数 和 稠 度 系 数 等 以上 这 些 参 数之 间 关 系 密 切 可 谓 牵 一发而 动全 身 所 谓 钻 井 液 性 能 参 数 的 设 计 优 化 就是 在保证 井 下作 业 安 全 的 前提 下增 强 泥 浆 的 剪 切稀 释 特性 使 粘 度随 剪切 速 率 的 增 加 而 下 降 应 根 据 钻 井 液 的 流 性 指 数和 稠 度 系 数 来 设 计 其 流 变 性 能 一 般 可以 通 过减 小 流性 指数来 达 到 增 强 泥 浆 的 剪切 稀 释特性 的 目 的 继 而 提 高 ; 钻 速 改 善井 眼 净 化 能力 另 外还 可 以 通 过 增 加稠 度 系 数来 提 高钻 井液 的 携 岩能 力 3 结语
钻 并 工 程 设 计优 化 与应 用
舒挺 高 如军 月 ( }庆 钻 探 工 程 有 限 公 司 钻采 工 程 技术 研 究 院 四 月} 德 阳
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6 1830
)
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: 摘 要 众 所 周 知 油 气 业 的发 展 关 系 着 国 家 的 综 合 国 力 发
,大尺 寸ຫໍສະໝຸດ 的套 管 的 顺 利下 人、
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另 外 扩 眼 技 术还 具有 保 护 套 管
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展 与 民 生 经 济 进 步 而 在 油 气 田 勘 探 开 发 过程 中 钻 井 工 程 是 一 项 重 要 环 节 只 有 不 断 提 升 钻 井 工 程 设 计 水 平 才 能 够提 高 油 气 田 开 发 效 率及 保 障 作 业 安 全 钻 井 工 程 设 计 既 是 组 织 生 产 的 基 拙 也 是 技 术 协作 的 前 提 条 件 更 是 单 井预 算及 决 算工 作 的 重 要依 据 本 文 主 要探 讨 了 钻 井 工 程 设 计 的 优化 与 应 用 要 点 旨在 对 钻 井 工 程 的 发 展 有 所 助 益 关 键 词 : 钻 井 工 程 ; 钻 井 工 程 设 计 ; 设 计 优化 ; 应 用 近 几 年 来 伴随 着 油 气 业 的 进 步 与 发展 我 国 对钻 井 工 程 设 计 的 研究 也 越 来 越 深人 钻 井 工 程 设 计 优 化 是 未来 油 气 田 勘探 开发不 可 或 缺 的 重 要 步 骤 是 必 须 要 重 视 的 一项 环 节 只 有 做 好 了 钻 井 工 程 设 计 工 作 才 能 够保 障 组 织 生 产 技 术协 作 以及 单井 预 算 决算 等 工 作 的 顺利 开展 同 时 油 气 井 的 安 全 性 能 使 用 寿 命 以及 生 产 成 本等 也 都深 受 钻 井 工 程 设 计 的 影 响 本 文 笔者 结 合 实 际 浅 要 分 析 了 钻 井 工 程 设 计 的 优 化 与 应用