短半径水平井钻井技术研究及应用——以哈萨克斯坦Konys油田为例

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超短半径钻井技术调研报告

超短半径钻井技术调研报告

第一部分水平井及超短半径水平井钻井技术应用现状1.1国外水平井应用现状及发展趋势最近20多年来,水平井钻井技术已经发展为普遍应用的成熟技术,不仅在海上钻新井开发新油田方面发挥着重大作用,而且在陆上重入老井改造老油田方面也显示出惊人的效果。

水平井钻井技术的迅速发展,同时带动了相关新工具和新技术的发展。

高油价时代促使世界范围内加大油气勘探开发投入,水平井已成为高效开发油气的重要技术支撑。

当今世界各种水平井完成总数已达45000口,分布在69个国家和地区。

美国、加拿大和前苏联是早期钻水平井较多的国家,美国应用水平钻井技术的速度一直很高,每年约钻1000口左右的水平井。

过去的十年中,由于取得了很好的效果,水平井技术在美国、加拿大及俄罗斯等国的应用大幅度增加。

据费舍尔(Fisher)预计,水平井将使美国石油储量增加13.7亿吨,即占原油储量的2%。

加拿大国家能委会计算了阿尔伯达省和萨斯喀彻省大部分碎屑岩和碳酸岩油田储量的增加,估计平均总开采量可增加1%,储量增加9.8%。

1.1.1美国水平井钻井技术应用现状自1990年以来,美国水平井的钻井速度一直高达600-1000口/年。

所钻井大致位于三个层系:得克萨斯州的Austin白垩地层占79%,美国北部与加拿大之间的Bakken页岩地层占5%,科罗拉多和怀俄明洲的里奥布拉瓦层系占2%,其它层系的井大约有14%。

大多数井的开发方案都是以水平井为主的,其中包括钻井、完井、修井等。

美国许多井已投产多年,全部水平井的90%是在碳酸岩地层中钻成的。

水平井岩性的分布与美国的石油资源形成了鲜明的对比,美国仅有20%的油藏为碳酸岩油藏,30%的储量是在碳酸岩地层中。

水平井技术在美国最常见的用途是穿越裂缝和减少水锥。

水平井能穿过地层几百米,井筒与许多裂缝和断块相连通。

水平井还用于水驱、强化采油和避免目的层地表的限制等作业。

美国水平井的平均产量与直井的产量比为3.2,而成本比为2.0。

哈萨克斯坦高压深井水平井钻井技术

哈萨克斯坦高压深井水平井钻井技术

哈萨克斯坦高压深井水平井钻井技术杨立军;钱峰;漆万辉;何飞【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2006(026)010【摘要】针对哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田高压深井水平井钻井在地质构造、钻井工艺的技术难点,利用最优化钻井理论,完成钻头选型和不同钻井方式下的钻具组合及钻井参数优选;在轨迹设计上根据油藏情况优选剖面类型;在钻进方式上由单一的滑动钻进或转动钻进转变为滑动与复合交替钻进;在仪器测量方面,针对塑料小球影响无线随钻系统正常工作和如何提高井下仪器有效工作时间问题,对无线随钻系统进行改进,制定了详细的安全技术措施并严格执行,成功钻成了6口水平井,成功率100%.定向井段的机械钻速由原来的0.5~0.8 m/h提高到1.0~1.2 m/h,钻成了哈萨克斯坦第一口千吨级油井H8010井.逐步摸清了哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田钻水平井的一些规律,形成了一套较为成熟的高压深井水平井钻井工艺模式,为该地区进一步推广水平井开发提供了宝贵的经验.【总页数】2页(P72-73)【作者】杨立军;钱峰;漆万辉;何飞【作者单位】中国石油吐哈石油勘探开发指挥部;中国石油吐哈石油勘探开发指挥部;中国石油吐哈石油勘探开发指挥部;中国石油吐哈石油勘探开发指挥部【正文语种】中文【中图分类】TE2【相关文献】1.短半径水平井钻井技术研究及应用——以哈萨克斯坦Konys油田为例 [J], 张晓明2.短半径水平井钻井技术研究及应用——以哈萨克斯坦Konys油田为例 [J], 张晓明3.伊拉克米桑油田深井水平井钻井技术 [J], 张晓广4.论川西深井水平井钻井液技术 [J], 王英5.哈萨克斯坦肯基亚克油田盐下水平井钻井液技术 [J], 盖靖安;王震宇;杜平;杨宽;詹宁;李猛;王亚军;惠玉赦因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

哈萨克斯坦S 油田浅层水平井完井工艺

哈萨克斯坦S 油田浅层水平井完井工艺
该设备在不考虑储层的孔渗特性的情况下利用配置好的油砂混合液进行循环控制流量与压差加快防砂管的堵塞进程可以通过实验室内短短的几个或十几个小时来模拟防砂管在井下几个月或几年的堵塞程度从而实现了不同特性防砂管的抗堵能力评价
第 37 卷 第 4 期 2015 年 7 月
石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY
34 艺在一定程度上满足垂直油井产能的发挥, 但单一 的直井下套管射孔完井, 在一定程度上制约了油田 产能的发掘。研究和实践表明, 对于低产能储层, 水 [1-5] 平井完井方法是一种有效提高产量的方法 。一 般来说, 如果水平井实施成功, 其产量是直井的 3~5 倍或更高。针对 S 油田直井单井产量较低情况, 开 [6-7] 展了水平井完井技术研究。通过水平井产能预测 确定水平井段长度, 通过出砂分析确定井底结构, 通 过室内实验研究确定防砂参数, 提出了针对 S 油田 的水平井防砂完井工艺。
Abstract: Research on well completion for horizontal wells is developed to improve single-well output of S Oilfield in Kazakhstan. Joshi Formula is used to calculate change trend of oil well capacity in different lengths of horizontal well segments, and length range of horizontal well segments is optimized. Borehole stability of horizontal wells is under integrated assessment by making use of sand production rate, interval transit time of reservoirs, porosity and other parameters, and proper sand control process is necessary for horizontal wells of S Oilfield. It is considered upon analysis of reservoir temperature, clay content and other factors as well as the current situation of sand control and well completion methods for the existing horizontal wells that chemical sand control method is not suitable for horizontal wells of S Oilfield, and only the sand control method of slotted sieve tubes can be adopted Optimization design is conducted for slot width of screen tubes in combination with sand sample size distribution analysis results for representative wells of S Oilfield, and final width of sieve tube slot is determined to be 0.6 mm. The designed well completion process for horizontal wells is put in field application for 4 wells of S Oilfield. The output of S-431H and horizontal well S-431H reaches 2.5-3 times of that of vertical wells, and the output of S-615H and horizontal well S-615H even reaches 8 times to 10 times oilfield, showing a sound yield-increasing effect. Key words: Kazakhstan; shallow oil reservoirs; horizontal well; well completion technology; sand control by slotted sieve tubes

哈萨克斯坦肯基亚克油田盐下水平井钻井液技术

哈萨克斯坦肯基亚克油田盐下水平井钻井液技术

88肯基亚克盐下油田地处滨里海盆地东缘的乌拉尔-恩巴盐丘构造带中部的肯基亚克鼻状隆起。

该油田是中石油阿克纠宾油气股份公司在哈国境内主要勘探开发区域。

2010年该油田更改为四层小井眼水平井裸眼完井后,截至目前累计完成近10口不同类型水平井施工,其中近两年完成的H8088和H8089井均为石炭系目的层(149.2mm)小井眼水平井,水平段长450~550m,两口井的顺利完钻,为该油田水平井钻井施工提供了宝贵经验。

1 工程地质概况盐下油田主要井身结构如下:导管:¢660.4m m ×210m +¢508m m ×210m ,一开:¢444.5mm×1200m+¢339.7mm×1200m,二开:¢311.2mm×3720m+¢244.5mm×3720m,三开:¢216mm×4600m+¢177.8mm×4600m,四开:¢149.2mm×5150m+¢142mm完井管串肯基亚克盐下油田自上而下分别钻遇第四系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系和石炭系;地层岩性主要为泥岩、砂泥岩、石膏、盐岩、石灰岩和白云岩为主。

下二叠系孔古阶盐层P1Kg下部地层存在大段盐层、纯石膏层和高压油气层,且过渡带存在风化壳残积层,地层微裂缝、裂缝发育,高低压同层,导致漏、喷、卡、塌等复杂事故频发。

2 钻井液技术难点(1)上二叠统巨厚含膏泥岩和盐膏层,钻井液极易受到石膏污染,造成钻井液黏度、切力与滤失量升高,钻井液流变性能变差,导致钻头泥包和地层蠕变缩径,极易造成遇阻和卡钻等复杂情况[1]。

(2)下二叠统孔古阶盐层P1Kg下部地层存在大段盐层、纯石膏层和高压气层,钻井液密度大,流变性调控难度大,易压差卡钻。

(3)三开高压油气水活跃,断层及风化壳裂缝性地层易发生失返性漏失,高低压同层,钻井液密度窗口窄,防漏堵漏难度大。

哈萨克斯坦01A井钻井技术研究

哈萨克斯坦01A井钻井技术研究
2 1 年第 1 期 00 5
内蒙 古 石 油 化 工
9 3
哈 萨 克 斯 坦 0 A 井 钻 井 技 术 研 究 1
韩 忠 文
( 胜利石油 管理 局黄河钻井总公 司)

要 :1 井 是位 于滨 里海 盆地 的 东缘 构造 带上 部署 的 一 口评价 井 , 0A 在钻 井过 程 中钻 遇 的盐 层软
二 叠 系超覆 不 整合 沉积 。肯基 亚克 油 田地 层分 布 见
表 1 。
肯 基亚克油田地层分布表
阶 ( 亚阶 、层 ) 第四 系
自垩 系 侏罗 系 J 下三釜 统

厚度 ( ) m 24 -,  ̄
lO 5
岩・ 洼 砂 质土 、粘土 、砂 . )
砂 岩 、粉 砂 岩 砂 岩 、泥 岩 砂岩 、泥 岩
在中石炭系侵蚀 面之上 , 沉积 了下二叠统陆源碎屑 岩 , 性 为砂 泥 岩 互 层 , 岩 自下 而 上 划 分 为 四 个 阶 : 阿 塞 尔 阶 、 克玛 尔 阶 、 尔 琴 阶 、 谷 阶 。 谷 阶地 层 萨 阿 孔 孔 上沉 积 了一 套 上二 叠统 和 中生 代 的 陆源 碎屑 岩 。肯
0 A 井 位 于滨 里 海 盆地 的 东 缘构 造 带 上 , 计 1 设 钻 深 4 7 m, 探 目的 层为下 石炭 系 , 一 口开 发评 45 钻 是 价井 。 2 钻 井施 工情 况
2 1 工程 概况 ( 具 组合 及各 层套 管数据 ) . 钻
该井在钻 至孔谷组 , 别于 井深 90 93 分 4 ~ 4 m,
碳酸盐岩 、混岩
. )
肯 基 亚克 油 田地 层 层序 自下 而 上最 老 的地层 为
泥 盆 系 很 厚 的 碳酸 盐 岩 地 层 , 层 厚 度 为 90 以 该 0m

Z502C短半径开窗侧钻水平井技术

Z502C短半径开窗侧钻水平井技术

Z502C短半径开窗侧钻水平井技术【摘要】2012年4月在哈萨克斯坦热德拜油田完成了一口Ф168.3mm套管开窗侧钻水平井,井号为Z502C。

本文重点从开窗施工工艺、直井段大负位移的待钻设计、短半径水平井轨迹控制出发,分析了该井钻井技术难点,提出了相应的对策,并阐述了井眼轨迹控制实施方案。

【关键词】热德拜油田,开窗侧钻水平井,短半径,轨迹控制,Z502C 。

1.概述哈萨克斯坦热德拜油田从地质构造上认为是热德拜—乌津大地构造台阶,沉积于南曼格什拉克拗陷北缘。

中曼格什拉克隆起区、南曼格什拉克拗陷和卡拉博加兹穹窿是南曼格什拉克地台主要的构造单元。

热德拜构造是热德拜—乌津地台巨型局部构造之一。

储层岩性以砂岩、粉砂岩为主,平面和剖面非均质性较强。

该井区含油饱和度高,储层物性好,储量丰度高,井距较大,剩余油富集,具有较大的挖掘潜力,同时可以扩大储量动用程度,提高采油速度,满足侧钻水平井的要求。

Z502直井开钻日期:1974-07-05,完钻日期:1974-08-04。

Z502C井设计工期35天。

斜井段设计工期15天,实际造斜至完钻工期6.77天,与设计相比节约工期8.23天。

2. 剖面设计与施工策划2.1井身剖面设计表1 设计井眼轨道数据2.2技术难点(1)井斜、方位是衡量井眼轨迹的主要指标,侧钻水平井因造斜井段短、造斜率高,井眼轨迹调整余地小,这给侧钻水平井井眼轨迹控制提出很高要求。

靶窗半高仅为0.75m,半宽为5m。

井眼轨迹控制精度要求高,入窗施工难度大。

(2)Ф140mm斜向器的定位定向和Ф168.3mm套管开窗施工。

(3)使用陀螺复测井口到开窗点这一井段的井眼轨迹,开窗点视位移为-59.72m,且井斜比较大,增加了轨迹控制难度。

2.3相应对策(1)造斜段的造斜率应自上而下逐步变小,这样不仅轨迹容易控制、所用钻具容易通过,而且能给下部井段控制留有余地,为下部井段控制创造宽松环境。

造斜钻进时,应避免单纯的扭向或增斜,要把扭向合理的分布在增斜过程中,以保持井眼的连续平滑,避免井眼轨迹的突变。

哈萨克斯坦浅层稠油井侧钻短半径水平井技术

哈萨克斯坦浅层稠油井侧钻短半径水平井技术

主题 词 侧 钻
短半 径
水平 井
套 管 开窗 北布扎 奇
1 前 言
哈 萨克 斯 坦北 布 扎 奇 油 田位 于 里 海 东北 部 海岸 的布扎 奇半 岛西 北端 ,地处 哈 萨克 斯 坦 Ma g tu省 n ia s T u krg a y b aah n地 区。 目的层 位 为侏 罗 系稠 油 油藏 。油 藏 以透 镜 体 的 方 式 分 布 , 均埋 深 4 0 左 右 , 力 平 5m 主
() 7 完井 管柱 的安全下 人 问题 。
的 稳 定 高 产 油 气 流 ,其 产 量 是 该 井 侧 钻 前 产 量 的 l.7倍 ,成 为 目前 哈 萨克斯 坦北 布 扎 奇油 田单 井 产 1 7
量最 高 的生产 井 。N 3 B 0井 于 2 o 0 5年 5月 2日开钻 ,
3 优 化 设 计
奇 油 田分别 实 施 了 N 3 、 B 0两 口套管 开 窗侧钻 短 B 1N 3
半 径水 平 井 , 中 N 3 其 B I井是 哈 萨 克斯 坦 北布 扎 奇 油 田完成 的第 一 口侧 钻短 半 径水 平井 。该井 与 2 0 0 4年 1 2月 8日顺 利 下人 套 管完 井 ,水 平 段 钻 遇 油藏 长 达
摘 要 应用套管开窗侧钻短半径水平井工艺技术对老井进行改造, 可有效开发老井未受控面积内的储油和死角残余油。 恢复
并 提 高 单 井 产 量 和 终 极 采 收 率 。2 0 0 4年 至 2 0 0 5年 C P 新 疆 石 油 管 理 局 在 哈 萨克 斯 坦 北 布 扎 奇 油 田 浅 层 碉 油 油 藏 成 功 实施 NC
2 9 并 于 20 3 m, 0 4年 1 2月 投 产 , 得 了 日产原 油 2 4 获 3t

哈萨克斯坦Sazankurak油田SKE区块固井技术研究

哈萨克斯坦Sazankurak油田SKE区块固井技术研究
a t n a i t n i a d t n e e v i sn u d i l — rme t l a i n s n s o e r s r o r u i g f i n cu z o s l so s a x mp e fo t e Ma n s o f l in : n e a l r m h g u 订 i d,No t e e rh S a
1 1 常规固 井方案 .
失 。完钻后虽 然通过静 止堵漏方 法保证井下 不再井漏 ,
不采取 任何工 艺技术措 施 , 进行下 套管固井作 直接 业, 如果 固井 时发生井 漏 , 行射孔挤 水泥补救 。 进
Hale Waihona Puke [ 5 王锋 , 2] 肖贤明, 陈永红 , 渤中坳陷埕北 3 等. O潜山储层流体
[ 9 谈迎 , 2] 刘德良, 晓勇 , 应用流体包裹体 研究古流 体势 杨 等. 及油气运 移 [ 中国科 学技 术 大学 学 报 ,0 2 3 ( ) 刀. 2 0 ,2 4 :
但地层承压能力并没有提高 , 如果不采取任何措施就进 行下套管作业和固井施工作业 , 因水泥浆密度远远高于 泥浆 密度 ( 即使 采用低 密度水 泥浆体 系) 固井 时将 会发 , 生井 漏 , 造成水 泥低返 事故 。同时 , 因漏 层为油层 , 固井 井漏将严 重 污染 油层 , 期开 采带来非 常大 的困难 。 为后 1 固井方案设 计
的基础上 也是一 个很 好的 固井方案 。
关键词 :KE区块 ; 漏 ; S 井 固井 ; 双级 注水泥 ; 漏层 顶部 注水泥 ; 漏层 注水 泥塞 ; 管外封 隔器
中图分类 号 : E 5 文献标识码 : 文章 编号 :O4 5 1(0OO— 05一 O T l B 10— 7 621 )2 O2 3
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短半径水平井钻井技术研究及应用——以哈萨克斯坦Konys油田为例张晓明【摘要】哈萨克斯坦Konys油田是带气顶、边水的层状构造砂岩油田,油田储层非均质性严重,断层发育且油气水关系复杂.K-190S井是Konys油田的一口短半径侧钻水平井,设计、实施的主要目的是运用短半径侧钻技术恢复老井产能,挖掘下达乌尔组油层潜力.K-190S井存在井眼尺寸小、造斜率高、循环压耗高、摩阻扭矩大等钻井难点.根据钻井施工难点,结合地质油藏特点,对井身结构、井眼轨道剖面、钻井参数等进行了优化.优化钻具组合避免井下复杂情况发生;进行轨迹预测研究防止轨迹失控,确保中靶率,使钻头在油层中钻进;优选合适钻井参数和钻进方式以达到井身轨迹的平滑.通过利用井身轨迹控制技术、摩阻扭矩分析技术和安全钻进技术,成功解决了钻井难题,从而大大提高了钻井效率.【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2015(012)011【总页数】5页(P47-51)【关键词】Konys油田;短半径;小井眼;水平井;轨迹控制;钻井技术【作者】张晓明【作者单位】长江大学研究生院,湖北荆州434023;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营257017【正文语种】中文【中图分类】TE243.1套管开窗侧钻短半径水平井集开窗侧钻井技术、短半径水平井技术和小井眼钻井技术的优越性于一体,具有有效预防复杂层位引起的井下复杂情况,可有效缩短钻井总进尺,较小的靶前距有效提高靶前认识程度等优点[1]。

基于以上优点,哈萨克斯坦Konys油田充分利用原井眼进行侧钻,扩大资源动用规模,提高采出程度,减少投资,提高效益。

1 油藏概述哈萨克斯坦Konys油田发现于1985年,1997年正式投入工业开发,当前综合含水率在37%左右。

位于南图尔盖盆地南部阿雷斯库姆坳陷,具有断坳地质结构,属于加里东期和海西期褶皱带结合部,是由前古生界和下古生界的褶皱基底、侏罗系断陷和白垩系坳陷等3个构造层组成。

Konys油田2个主力油层埋深约950~1300m 左右,为带气顶和边水的层状构造饱和油藏,其中M-Ⅱ是一套低伽马、高电阻砂岩层,层厚约10~20m,以岩屑砂岩、石英砂岩为主;另一套主力生产层J-0-1和J-0-2多为1~2m 薄互层,以褐色致密块状石英长石泥质粉砂岩为主[2]。

K-190S井主要目的层为下白垩统下达乌尔组的M-Ⅱ层,该产层带气顶,为气顶边水砂岩油藏,产油层位于油环内。

2 短半径水平井钻井技术难点分析2.1 井身轨迹设计影响因素多、轨迹预测难度大该井设计为∅139.7mm 套管开窗侧钻水平井,侧钻后初始造斜,仪器会受到磁干扰,影响测量方位的准确性;定向段设计造斜率24.3°/30m,高造斜率条件下,考虑井下工具造斜能力及工具、钻具强度的安全性和随钻仪器工作稳定性[3],防止发生弯曲损坏情况。

2.2 井身轨迹控制难度大由于地层岩性复杂,增斜段造斜率高(24.3°/30m),轨迹控制几乎没有可调整井段;全井段为小井眼(∅120mm)钻进,∅73mm 钻杆柔性大,钻压传递十分困难,定向施工过程中工具面可控性差,很难调整到位且容易偏移,加之随钻测斜数据存在滞后问题,螺杆初期造斜规律不易掌握[4],给定向钻进时井身轨迹控制带来困难。

2.3 钻具尺寸与井眼环空间隙小,泵压高小井眼由于环空间隙小,钻具组合水眼小、循环压耗大,循环系统(钻井泵、高压管汇、水龙带、立管管汇)长期在极限工况下工作,安全隐患加大[5];钻具尺寸小,柔性强,易黏附于井壁造成黏附卡钻。

2.4 井眼尺寸小,裸眼井段较长、携砂困难,易形成岩屑床井眼尺寸小,排量受制于机泵和高压管线的条件,不能很好地满足携砂能力。

随着井斜角和水平位移的增加,岩屑的径向下滑速度逐渐增加,趋向于井壁低边。

当钻至井斜角为30~90°时,由于钻井液携带效率下降会导致岩屑床形成,在重力和逆压差作用下岩屑床沿井眼向下滑移[6]。

因此为了安全钻井,要求钻井液具有良好的携砂能力,同时具有良好的流动性以满足润滑性方面的需要。

3 钻井技术措施3.1 井身轨迹优化设计和预测技术井身轨迹的设计难点在于定向井段造斜率高、可控井段短、井眼直径小等,其优化设计是短半径水平井技术的重要组成部分[7]。

K-190S井身轨迹优化前后数据对比见表1和表2,通过对比数据可看出,井身轨迹优化设计的优点在于:①侧钻出窗口后预留25m 的稳斜井段,避开套管磁干扰;②设计初始狗腿度由18°/30m 调整至24.3°/30m,使靶前位移由100.84m 增至214.53m,即进A 靶前增加近80m稳斜段,降低了由于动力钻具和地层变化带来的造斜率变化的风险,提高中靶的精确度和地质找油的准确性。

轨迹预测技术[8]是根据当前的钻具组合、最新的测斜数据以及测斜零长的施工记录,准确对当前井斜方位进行预测。

K-190S 井采用Compass 软件进行轨迹的预测和计算,实现了井身轨迹的准确入靶。

表1 原设计井身轨迹数据表井深/m 井斜角/(°)方位角/(°)垂深/m 水平位移/m 狗腿度/((°)·(30m)-1)靶点1160.00 0.00 1.16 1160.00 0.00 0.00 1165.00 3.00 1.16 1165.00 0.13 18.00 1190.00 3.00 1.16 1189.96 1.44 0.00 1294.51 76.15 1.16 1265.15 63.59 21.00 1332.16 88.72 1.54 1270.10 100.84 10.013 A 1555.30 88.72 1.54 1275.10 323.92 0.00 B表2 优化后井身轨迹数据表井深/m 井斜角/(°)方位角/(°)垂深/m 水平位移/m 狗腿度/((°)·(30m)-1)靶点1160.00 0.00 2.10 1160.00 0.00 0.00 1165.00 3.00 2.10 1165.00 0.13 18.00 1190.00 3.00 2.10 1189.96 1.44 0.00 1289.56 83.64 2.10 1256.56 64.25 24.30 1339.52 83.64 2.10 1262.10 113.90 0.00 1361.35 84.72 1.12 1264.31 135.61 2.00 1440.61 84.72 1.12 1271.59 214.53 0.00 A 1463.69 88.55 0.96 1272.96 237.57 4.98 1550.08 88.55 0.96 1275.16 323.92 0.00 B3.2 井身轨迹控制技术短半径水平井侧钻后的井身轨迹控制,主要依靠井下动力钻具配合随钻测量系统(MWD/LWD)测量仪器完成。

具体措施主要包括以下几方面[9]:1)根据钻进井段的实际造斜率情况,合理调整螺杆弯度,确保实现预定的造斜率。

斜井段选用高度数单弯螺杆,以避免出现前期井斜小,工具面不稳造成的造斜率过低于螺杆理论造斜率;水平段采取复合钻进与滑动钻进相结合的钻进方式,选用低度数单弯螺杆,降低扭矩。

2)根据井身轨迹设计及地层需要,合理选择测量工具(MWD/LWD),实时跟踪地层变化,做到轨迹及时控制、及时调整,保证实钻轨迹在最佳的油层位置穿行。

3)为保证大井斜角下钻压的有效传递,当井斜角大于30°时,采用柔性倒装钻具组合,并随着增斜井段的增加,不断补充增斜井眼内的斜坡钻杆长度,使加重钻杆始终处于直井段的套管内,以减少钻柱摩阻,保证钻压的有效传递。

3.3 摩阻扭矩分析技术短半径水平井与常规中长半径水平井相比,曲率变化大,钻具在上提下放及旋转和滑动钻进过程中,其扭矩和摩阻大,对钻井产生不利影响。

因此,短半径水平井钻井如何充分的估算和减少摩阻扭矩是设计和施工应考虑的重要问题之一[10]。

施工过程中,利用先进的Landmark软件实时计算井眼轨道摩阻扭矩,及时掌握和监测造斜井段小尺寸钻杆屈曲状况,对不同井段、不同地层情况,有针对性地调整钻进参数、钻井液性能,避免钻柱的“自锁”。

3.4 MWD+伽马地质导向技术MWD+伽马地质导向技术是MWD 无线随钻仪在井眼井斜、方位、工具等定向参数测量的基础上,加以应用自然伽马地层参数测量功能[11]。

地质人员利用测量的地层自然伽马值及时分析地层岩性变化,进行地层对比,指导定向工程师轨迹调整,为地质决策提供科学参考。

3.5 安全钻井技术侧钻短半径水平井钻井的主要风险是钻具黏卡、井底落物等复杂问题。

为此,要做好以下几方面工作:1)严格控制造斜钻具的下钻速度,防止损坏螺杆和钻头。

2)随着水平位移的增大,岩屑床的堆积越来越严重,因此钻井中要进行划眼和及时短程起下钻[12]。

在水平段施工中,每钻进一个单根应及时进行划眼,以保持井壁光滑;每钻进40~50m,进行一次短程起下钻,一旦发现上提下放困难,立即开泵循环,直至正常。

3)定向钻进时,出现脱压、钻压不回情况时及时活动钻具,防止黏卡。

4)控制牙轮钻头的使用寿命,单牙轮钻头在高转速、高造斜率和侧向力的工况下,钻头会磨损严重,牙轮轴承先期磨损。

在实际施工中,根据地层岩性、机械钻速等因素综合分析,防止出现钻头零件掉井事故发生[13]。

4 现场施工过程4.1 开窗段钻具组合:XZ-118铣锥+∅105mm 钻铤×18.31m+转换接头+∅73mm 钻杆。

钻井参数:保持在5~10kN 内以确保蹩跳不严重为宜;磨铣钻进1m 左右操作平稳后,可加压至20~50kN,排量10~15L/s。

选择斜向器铣锥磨铣开窗,一次性开窗成功,开窗井段为1160~1164m。

开窗完成后,下入直螺杆复合钻进至1185m,使套管与新井眼间夹壁墙增厚,为下一步定向钻进提供保障。

4.2 斜井段钻具组合:∅120mm 单牙轮钻头+∅95mm (1.22~2.44°)动力钻具+∅105mm 回压阀+∅105mm座键接头+∅105mm 铍铜+∅73mm 钻杆×100~400m+∅105mm 钻铤×4 根+∅73mm钻杆。

滑动钻进参数:钻压20~30kN,排量10~13L/s,泵压13~16MPa。

旋转钻进参数:钻压5~15kN,排量10~13L/s,泵压13~16MPa。

钻井液性能:密度1.11~1.12g/cm3,漏斗黏度45~52s,失水量4.0mL/30min,含砂质量分数0.2%~0.3%。

斜井段从1185m 开始定向钻进,初始选用2.44°单弯马达,在控制好井身轨迹的情况下,避免局部狗腿度过大,降低了下步作业的施工风险。

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