分支水平井完井技术在胜利油田的应用

分支水平井完井技术在胜利油田的应用
分支水平井完井技术在胜利油田的应用

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分支水平井完井技术在胜利油田的应用Ξ

皇甫洁ΞΞ 李雷祥 刘希明 冯 辉 (胜利油田有限公司采油工艺研究院) 隆新耀

(胜利油田有限公司孤岛采油厂)

摘要 分支水平井是水平井技术的进一步发展和完善,是一种用于老油田开发后期提高采收率和新区改善开发效果的重要手段。目前,该技术在国外得到大规模的研究和应用,而在国内却刚刚起步。介绍了胜利油田第一口自行设计并施工的双分支水平井———桩1-支平1井的完井技术,该井是中石化重点科技攻关项目“分支井钻采配套技术研究”的第一口试验井。从完井方案设计、完井管柱、完井施工工艺等方面阐述分支水平井完井技术的难点和重点,最后提出几点认识和研究方向。

关键词 胜利油田 分支井 完井工艺 射孔

随着石油工业的发展,分支水平井技术已逐渐成为石油行业又一热点技术。分支井技术可以较大幅度降低油气开发成本,充分挖掘油田生产能力,提高油气采收率,从而提高油气开发的综合经济效益。分支井技术在国外较为普遍,但在国内由于受主井眼与各支井眼交汇处的处理及分支装置系列工具的限制,起步较晚。2000年9月胜利油田在其先进的水平井技术的基础上,自行设计和施工完成了该油田第一口双分支水平井———桩1-支平1井。

分支井概况

桩1-支平1井位于桩1块中部构造的较高位置,该区先后有9口井(包括1口水平井)投入开发,大部分井开井即见水,其主要原因是该层为底水油藏,油水粘度比大,油流动阻力大,底水很快以水锥形式致油井水淹。因此设计利用双分支水平井开发该构造的含油富集区,以起到控制更大面积储量,抑制底水锥进,增大泄油面积,改善开发效果,提高产能及采收率的作用。该井钻探目的层为馆上段9小层。第一分支为三靶点水平井,设计水平段长200m。第二分支为两靶点水平井,设计水平段长150m,两分支呈30。角斜交。桩1-支平1井采用主井眼钻 31112mm井眼下 24415mm技术套管,分支井眼钻 21519mm井眼挂 13917mm套管的井身结构,尾管悬挂器的位置由上分支开窗点位置和所采用的回接系统的要求确定。井身结构数据见表1。

表1 桩1-支平1井井身结构数据

分 支

开钻

次数

井眼直径×井深

/mm×m

套管直径×下深

/mm×m 第一分支

一开44415×30133917×299101

二开31112×17041724415×170218

三开21519×1945100

13917×

(1350197-1942151)第二分支—21519×1872100

13917×

(1345184-1871100)

完 井 方 案

完井技术是决定分支井技术水平的关键因素。按照完井技术难度,可将分支井分为6类。第1类是在裸眼井内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第2类是从套管内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第3类是从套管内钻分支井眼,在分支井眼内下入

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2002年 第30卷 第6期

石 油 机 械

CHINA PETROL EUM MACHIN ER Y

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Ξ

Ξ皇甫洁,助理工程师,生于1972年,1996年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,现从事完井采油技术研究工作。地址: (257000)山东省东营市。电话:(0546)8557254。

(收稿日期:2002-01-07;修改稿收到日期:2002-03-05)本课题是中石化集团公司重点科研项目“分支井钻采配套技术”(项目编号KZD22000015)的部分内容。

尾管,将分支尾管连接到主井眼的套管上,但连接

部位不注水泥。以上3类完井方式虽然工艺简单方便,但无法满足分支井后期开采和卡堵水的需要。第5、6类完井方式技术难度较大,需要在分支井尾管与主井眼油管之间形成机械连接与密封,根据国内完井技术现状,该工艺很难实现。因此,最终决定采用第4类完井方式,即从套管内钻分支井眼,分支井眼内下入尾管,尾管顶部连接到主井眼套管上,在连接部位注水泥。完井方案具体内容如下:

(1)根据目的层及夹层的油藏地质条件、井眼轨迹、井眼直径以及后期采油作业要求,决定两分支井均采用套管固井射孔完井。

(2)在第1分支井眼完钻后,先对该井眼进行完井,再下入地锚、造斜器钻第2分支井眼,对第2分支井眼进行完井。

(

3)油层套管固井、试压及测井合格后,按照地质及采油工艺要求,设计射孔方案,实施射孔工艺,下入防砂管柱完井,完井管柱如图1所示。最后,对主井眼内的尾管段进行套铣。

图1 桩1-支平1井完井管柱示意图

完 井 工 艺

11射孔工艺设计

(1)井眼准备 ①通井:用钻杆带 118mm ×115m 通井规,通井至人工井底,并实探人工井底

深度;②替钻井液:用污水反循环洗井,将井内钻井液替干净;③替射孔液:正循环替入射孔液,配方为2%清洗剂+2%粘土稳定剂+污水,用量40m 3。

(2)射孔参数 层位:Ng9;枪弹:102枪,

102弹;孔径:12~14mm ;孔密:16孔/m ;射孔

方式:下相位180°,4排布孔,近平衡压力射孔。

21防砂工艺设计

该井馆上段地层砂粒度中值在0107~013mm 之间,以011~0125mm 为主。经过计算,确定采用金属棉滤砂管管内防砂工艺。滤砂管的挡砂精度

为0109mm ,渗透率≥170

μm 2,滤砂管的外径为116mm ,最小内径为76mm 。

防砂管柱结构如下(自下而上)。外管:丝堵( 108mm )+扶正器+金属棉滤砂管( 116mm )+扶正器+膨胀式封隔器+

水平井丢手工具+钻杆( 73mm )

内管: 4813mm 油管+胀封工具+ 4813mm 油管短节+胀封工具+4813mm 油管+水平井丢手工具+钻杆( 73mm )

结 论

桩1-支平1井两分支均采用尾管固井和套管内滤砂管防砂技术,从完井管柱的下入,封隔器坐封,完井尾管的丢手,射孔直至投产都非常顺利。自2001年10月投产以来,一直保持日产液40m 3,日产油10t 左右的产量,目前已累计产油约4200t ,相当于同地区115~2口水平井的产量。

总之,从桩1-支平1井的试验成功得到以下启示:

(1)胜利油田在分支水平井完井方面才刚刚起

步,完井工艺及井下专用工具的研究与应用尚存在一些问题。例如,分支井眼与主井眼的机械连接性

能、密封性以及各分支井眼的选择性再进入的可靠性还需进一步提高。施工所需的关键工具如胀封工具、分级箍、膨胀式封隔器的性能,需进一步完善。

(2)采用分支井第4类完井方案,套铣和磨铣后的窗口不规则,影响后期再进入作业的实施。

(3)目前,胜利油田初步形成了一套分支水平井钻井及完井技术,这为今后多层系、薄砂体、非均质严重的油藏提供了一种行之有效的开采方法。

(本文编辑 李学富)

 尊重自然 热爱自然 保护自然 

?44? 石 油 机 械2002年 第30卷 第6期

油气藏型储气库钻完井技术要求试行

油气藏型储气库钻完井技术要求 (试行) 第一章总则 第一条储气库注采强度高,压力变化大,为达到储气库注采系统的完整性、可靠性,储气库建设应采用先进、适用、成熟可靠的技术和装备,确保储气库安全、高效运行,同时建设方应加强对现场各施工环节的监督。 第二条在已部分开采或接近枯竭的油气藏建设储气库,地层压力低,新井建设应采取针对性的钻完井工艺,宜采用水平井、定向井提高单井注采量,减少总井数。老井封堵或再利用应采取可靠的技术措施,确保储气库的完整性。 第三条为有效保护低压油气藏,减少储层漏失伤害,降低储层污染,尽可能采用储层专打,储层段钻井采用相应介质,实现欠平衡或近平衡钻井。 第四条本技术要求包括储气库新井钻井工程、完井工程和老井利用、老井封堵以及井的安全评价五部分。 第二章钻井工程 第五条油气藏型储气库钻井工程设计应根据储层特征,做出针对性设计,设计应突出有效保护储层、提高注采量、降低事故复杂、保证固井质量等目的。

第六条为了便于储气库集中管理,减少土地占用和建库综- 1 - 新钻注采井井间距应合成本,储气库建设宜采用丛式井组设计,安全生产以及后期作业等因素统筹考根据井场面积、布井数量、虑,原则上不小于10m。老井防第七条储气库丛式井组设计应充分考虑安全生产、应MWD或多点测斜仪测量数据,碰和后期作业要求。老井若没有新井设计必须考虑老井井眼轨迹的测采用陀螺仪进行轨迹复测,量误差。注采井井身结构应满足储气库长期周期性高强度第八条各层 套管下深应结合当前实际地层孔隙注采及安全生产的需要,压力、坍塌压力、破裂压力资料进行设计。宜采用较大尺寸的第九条为了提高储气库单井注采能力,井身结构,同时应根据储层特征,优先采用水平井。宜采用应结合储层特征具体分析储层段完井方式,第十条遇水膨胀封隔器提高完井管裸眼或筛管完井方式,可采用遇油、串的稳定性。为了满足储气库长期交变应力条件下对生产套第十一条 应根据储气库运行压力按不同工况采用等安全系管强度的 要求,生产套管材质应结合油气藏流体数法进行设计和三轴应力校核。性质和外来气质进行选择。技术套管作为生第十二条原则上技术套管不做生产套官。产套管时,套管壁厚的设计应考虑钻井过程中的套管磨损因素,评价套施工过程中应采取防磨措施,完井后应做套管磨损分析,- 2 - 管可靠性。生产套管及上一层技术套管应选用气密封螺纹,

水平井完井主要有三种方式

水平井完井主要有三种方式:裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中,割缝衬管水平井堵水难度最大,因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式,机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔,不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP),在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液,形成不渗透的高强度段塞,达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器,实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部,需要1个ACP,如果出水部位在水平井段中部,则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时,可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个:一是出水层位判定技术,二是堵水工艺技术,三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关;堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关;堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关,是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂,特别是有较强的油、水选择性,合成生产方便,化学性能稳定,适应性强,施工工艺简单的选择性堵水剂的研究

开发。其次,适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。

73、膨胀管定位多分支井钻井完井技术与应用(定稿)

膨胀管定位多分支井钻井完井技术与应用 任荣权张燕萍 (中国石油集团钻井工程技术研究院钻井机械研究所) 徐长安陈健 (中国石油勘探开发研究院) 摘要:本文介绍了多分支井的关键技术和国内外应用情况,介绍了国家863项目膨胀管定位多分支井技术的主要特点、施工工艺和主要工具。重点介绍了该技术在中国渤海南堡油田NP35-2-A6井上的应用情况。 关键词:多分支井钻井完井膨胀管斜向器 一 . 引言 多分支井技术是继定向井、侧钻井、水平井技术之后发展起来的在一个井眼里钻出若干个支井的钻井新技术,可以增大泄油面积,提高油井产量,全面减少油藏开发成本。多分支井的关键技术主要集中在分支井眼与主井眼的分支接口处,其技术水平主要体现在接口支撑、接口密封和支井重入三个方面。接口支撑是指各分支井眼的完井管柱都要和主井眼的套管相连接,其联接处要具有机械上的整体性,以解决井壁稳定和储层出砂等问题。接口密封是指将各分支井眼不同压力系统的油气流分隔开,解决分采问题。支井重入是指各分支井都要与主井眼沟通,实现从主井眼向任一分支井眼重新进入,以满足采油和修井作业的要求。世界上各大石油公司和专业服务公司在多分支井技术上的竞争就在于实现多分支井连接性、分隔性和可进性等技术上是否更简单实用、更先进可靠。 本文介绍的膨胀管定位多分支井技术具有通径大、支井数目不受限制、支井重入等优点,简化了在主井筒内侧钻多分支井遇到的诸多技术难题。该技术在中国渤海海上油田成功实施了3口井的作业,初步形成了一整套独具特色的多分支井钻井完井配套工具和工艺技术。 二 . 国内外多分支井技术应用情况 多分支井的概念起源于上世纪30年代,而世界上首先开展多分支井技术研究和实践的是50年代初期的前苏联。上个世纪,多分支井钻探在俄罗斯、北海油田和北美得到广泛应用,并逐步推广到中东、南美、欧洲与亚洲。到今天多分支井在世界范围内的许多个油田已经创造了五、六千口分支井的应用记录,并日益得到开发商的重视。目前国外多家石油公司均拥有自己全套的多分支井钻井、完井、开采和分支井重新进入等技术,并可独立对外承担多分支井施工作业。 国外多分支井技术在中国海上油田得到一定程度的应用,如Halliburton 4501TM、Weatherford Starburst TM和Baker HOOK TM多分支井技术在中国南海西江油田先后实施了15口多分支井,包括1口TAML Level 1、1口TAML Level 3、12口TAML Level 4和1口TAML Level 5多分支井[1]。 国内最早开展多分支井钻井技术尝试的是玉门油田1960年在老君庙地区的浅井上进行的,共钻成6口多分支井,均为裸眼完井,其中第1口多分支井共钻了4个分支。四川油田

胜利油田水平井完井技术现状及研究展望_赵金洲

第31卷第6期2009年12月 石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 31 No. 6 Dec. 2009 文章编号:1000 – 7393( 2009 ) 06 – 0004 – 05 胜利油田水平井完井技术现状及研究展望 赵金洲1 赵金海2 杨海波2 魏新芳2 (1.胜利石油管理局,山东东营 257000;2.胜利油田钻井工艺研究院,山东东营 257017) 摘要:随着水平井在油田开发中应用越来越多,水平井完井技术也成为国内外研究的热点。胜利油田根据自身特点,先后开展了滤饼酸洗工艺、筛管分段技术、水平井砾石充填防砂技术、水平井提高固井质量和安全下入的工具技术、分支水平井完井技术、实体膨胀管和膨胀防砂筛管完井技术等方面的研究,形成了较为完善的水平井完井技术体系,为油田的持续生产奠定了坚实基础。 关键词:胜利油田;水平井完井;滤饼酸洗技术;分支水平井完井;膨胀管完井 中图分类号:TE243 文献标识码:A Research status and prospect of horizontal well completion technology in Shengli Oilfield ZHAO Jinzhou1, ZHAO Jinhai2, YANG Haibo2, WEI Xinfang2 (1. Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257000, China; 2. Drilling Technology Research Institute, SINOPEC Shengli Oil?eld, Dongying 257017, China) Abstract: Horizontal?wells?are?applied?widely?in?oilfield?development.?Completion?technology?of?horizontal?wells?is?becoming?hotspot?home?and?abroad.?According?to?characteristics?of?Shengli?Oilfield,?mud?cake?acid?pickling?process,?screen?segmentation?technol-ogy, gravel pack sand control technology for horizontal wells, cementing quality improvement and safe running-in-string technology for horizontal wells, multi-lateral horizontal well completion technology, solid expandable tubing and expandable sand screen are devel-oped,?on?the?basis?of?which?comprehensive?horizontal?well?completion?system?is?formed?and?continuous?production?in?Shengli?Oilfield?is maintained. Key words: Shengli?Oilfield;?horizontal?well?completion;?mud?cake?acid?cleanup;?multi-lateral?horizontal?well?completion;?expand-able completion 近几年,随着油气田开发向低渗透、稠油油藏方向发展,水平井钻井技术在胜利油田得到了广泛应用。随钻测量技术、钻井液技术及水平井完井技术成为推动水平井技术进步的三大支柱。其中,水平井完井技术逐渐受到重视,进入日新月异的发展阶段。国外公司相继研究开发如智能完井[1]、裸眼分段压裂[2]以及膨胀管完井[3]等完井新技术,取得了显著经济效益。国内完井技术[4-8]则立足国情,采取以独立筛管完井、筛管+管外封隔器完井、固井射孔完井为主的完井方式,降低施工风险,控制完井成 本,保证油气田开发效益。 胜利油田相继完成了“八五”、“九五”期间国家级课题“水平井、侧钻水平井完井技术研究”、“十五”期间中石化集团公司科技攻关项目“分支井、大位移井完井技术研究”等重大项目的研究攻关,形成了具有胜利特色的水平井完井技术——筛管完井系列技术、水平井提高固井质量特色技术、膨胀管完井技术等,为水平井完井提供了强有力的技术支撑,为胜利油田提高“两率”奠定了坚实的完井技术基础。 国家重大专项项目: “低渗油气田完井关键技术研究(编号:2008ZX05022-006)”的部分研究成果;国家863项目“膨胀管钻井技术(编号:2006AA06A105)”的部分研究成果。 作者简介: 赵金洲,1963年生。1983年毕业于江汉石油学院钻井工程专业,从事石油工程技术管理工作,现任副局长。电话:0546-8710317。

完井技术国内外发展现状分析

完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程,是从钻开油气层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液,直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1.查阅现代完井技术方面的文献,对各种完井技术现状进行综合性分析: (1)射孔完井技术; (2)割缝衬管完井技术; (3)砾石充填完井技术; (4)膨胀管完井技术; (5)封隔器完井技术; (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状,重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。

第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型,但是所处构造位置不同,所选定的完井方式也不尽相同,如油藏有气顶、底水,若采用裸眼完成,技术套管则应将气顶封隔住,再钻开油层,而不钻开底水层。若采用射孔完成,则应避射气顶和底水。又如油藏有边水,套管射孔完成时,油田开发要充分利用边水驱动作用,避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式(如图2-1)是钻头钻至油层顶界附近后,下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后,再从套管中下入直径较小的钻头,钻穿水泥塞,钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式(如图2-2)是指适合于裸眼完井的厚油层,但上部有气顶或顶界邻近又有水层时,可以将技术套管下过油气界面,使其封隔油层的上部,然后裸眼完井,必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式(如图2-3)是不更换钻头,直接钻穿油层至设计井深,然后下套管至油层顶界附近,注水泥固井。固井时,为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层,通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液,以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层

水平井完井方式及其选择

水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井段难以控制注入量与产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏与油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法就是在水平段下入割缝衬管,主要目的就是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点就是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法就是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施与生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器

4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这就是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1~2ft,造斜角(45°~60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20~40ft,造斜角(2°~5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300~800ft,造斜角(6°~20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000~3000ft,造斜角(2°~6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的就是保证岩石就是致密的,同时钻井过程就是稳定的。经验报告与文献指出,若水平井方向就是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法 短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井,既可用裸眼,又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。 3、钻井液 由于水平井钻井的特殊性,钻井液所造成的地层伤害较直井更大,特别就是低渗透层与负压地层。为了减少这种伤害,除了应考虑泥浆的密度与性能外,还应考虑水泥固井射孔完井这种情况,以便通过压裂酸化解除这种伤害。 4、增产措施 若考虑酸化压裂,对水泥固井射孔完井来说,易于控制,可利用桥塞分段酸化;对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难,因为沿井段滤失量太大,必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难,利用化学转换剂实现分段酸化(化学转换剂过一段时间后可自行解堵)。 5、生产机理 对凝析气层或气水同产层,完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动,以免凝析液或水积累在井筒的低部位,难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。 6、井下作业及修井 应根据油气层的具体情况,分析今后的气液分布动态,预见今后的井下作业及修井,以确定采用哪种完井方式。 7、水平井报废的技术经济要求 作为完井设计人,必须预先知道水平井报废的具体技术要求与有关特殊规定,以便作出评估。 8、投资风险 使用水泥固井不仅增加了完井费用,延长了作业时间,还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断就是否合算,但如果考虑在过早的水淹与井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题,则注水泥固井这一做法还就是意义深远的。 与直井相比,水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。 1、对地层的认识 1)均质地层 这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下,它们不需要分段隔离,其完井设计相对简单而容易,水平段大多采取全井裸眼完成,依靠连续油管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤

分支水平井完井技术在胜利油田的应用

!应用技术# 分支水平井完井技术在胜利油田的应用Ξ 皇甫洁ΞΞ 李雷祥 刘希明 冯 辉 (胜利油田有限公司采油工艺研究院) 隆新耀 (胜利油田有限公司孤岛采油厂) 摘要 分支水平井是水平井技术的进一步发展和完善,是一种用于老油田开发后期提高采收率和新区改善开发效果的重要手段。目前,该技术在国外得到大规模的研究和应用,而在国内却刚刚起步。介绍了胜利油田第一口自行设计并施工的双分支水平井———桩1-支平1井的完井技术,该井是中石化重点科技攻关项目“分支井钻采配套技术研究”的第一口试验井。从完井方案设计、完井管柱、完井施工工艺等方面阐述分支水平井完井技术的难点和重点,最后提出几点认识和研究方向。 关键词 胜利油田 分支井 完井工艺 射孔 随着石油工业的发展,分支水平井技术已逐渐成为石油行业又一热点技术。分支井技术可以较大幅度降低油气开发成本,充分挖掘油田生产能力,提高油气采收率,从而提高油气开发的综合经济效益。分支井技术在国外较为普遍,但在国内由于受主井眼与各支井眼交汇处的处理及分支装置系列工具的限制,起步较晚。2000年9月胜利油田在其先进的水平井技术的基础上,自行设计和施工完成了该油田第一口双分支水平井———桩1-支平1井。 分支井概况 桩1-支平1井位于桩1块中部构造的较高位置,该区先后有9口井(包括1口水平井)投入开发,大部分井开井即见水,其主要原因是该层为底水油藏,油水粘度比大,油流动阻力大,底水很快以水锥形式致油井水淹。因此设计利用双分支水平井开发该构造的含油富集区,以起到控制更大面积储量,抑制底水锥进,增大泄油面积,改善开发效果,提高产能及采收率的作用。该井钻探目的层为馆上段9小层。第一分支为三靶点水平井,设计水平段长200m。第二分支为两靶点水平井,设计水平段长150m,两分支呈30。角斜交。桩1-支平1井采用主井眼钻 31112mm井眼下 24415mm技术套管,分支井眼钻 21519mm井眼挂 13917mm套管的井身结构,尾管悬挂器的位置由上分支开窗点位置和所采用的回接系统的要求确定。井身结构数据见表1。 表1 桩1-支平1井井身结构数据 分 支 开钻 次数 井眼直径×井深 /mm×m 套管直径×下深 /mm×m 第一分支 一开44415×30133917×299101 二开31112×17041724415×170218 三开21519×1945100 13917× (1350197-1942151)第二分支—21519×1872100 13917× (1345184-1871100) 完 井 方 案 完井技术是决定分支井技术水平的关键因素。按照完井技术难度,可将分支井分为6类。第1类是在裸眼井内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第2类是从套管内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第3类是从套管内钻分支井眼,在分支井眼内下入 ? 3 4 ? 2002年 第30卷 第6期 石 油 机 械 CHINA PETROL EUM MACHIN ER Y Ξ Ξ Ξ皇甫洁,助理工程师,生于1972年,1996年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,现从事完井采油技术研究工作。地址: (257000)山东省东营市。电话:(0546)8557254。 (收稿日期:2002-01-07;修改稿收到日期:2002-03-05)本课题是中石化集团公司重点科研项目“分支井钻采配套技术”(项目编号KZD22000015)的部分内容。

水平井及多分支井技术

水平井和多分支井技术 来源:挪威石油网2010-06-17 14:31:53 | 字号:大中小 水平井作为一种开发低渗透油气田的一项成熟技术已经在世界各国油田中得到广泛应用。从低渗透油田开发的角度来讲,水平井水平段在油层中的位置、延伸长度和延伸方向是决定水平井产能的关键因素,因此在水平井的建井过程中必须应用能保证水平井以最佳井身轨迹钻进的新工艺。 目前,俄罗斯已经可以利用地震声学X射线层析成像法以高精确度确定产层在不同方位上产层的深度和含油厚度,作为最佳井身轨迹的设计的依据;并且试图建立能够控制钻具钻进移动方向的自动系统,该自动系统包括从井底方向和钻柱下部组合装置的表面遥测控制系统,能自动和手动操作钻柱下部组合装置、钻具(变向器、钻铤、寻中器、稳定器)的控制工具。 美国Andrill公司研制出地质导向工具,可测得离钻头1?2m范围内的方位、地层电阻率、伽玛射线、转速和井斜等,并把这些钻头附近的数据传到MWD系统,以便更好地引导钻头穿过薄层和复杂地层,利用测井数据直接进行地质导向钻井,而不是按预先设计的井眼轨迹钻井。 多分支井的完井已经有TAML分级标准,但是仍然是分支井技术上的难点,其主要困难在于主井眼与分支井眼的连接技术。分支井的连接技术是分支井所特有的,支井眼与主井眼的密封连接问题是目前分支井完井作业技术难度最大的。因此分支井研究的主要方面集中在分支井完井中的主、支井眼连接技术。 不密封连接方式(仅将主井眼与支井眼内管柱机械地连在一起)有Sperry公司的可回收分支井系统和分支回接器,Baker公司早期的根部系统等;密封连接系统目前有Sperry公司的RMLS系统、ITBS及LTBS系统,Hauiburton公司的分支井系统3000TM,Baker公司最新的根部系统;为了顺利再进入分支井眼,可使用选择性再进入工具(SRT)。多数密封连接系统都是选择性再进入的,如Sperry-San公司的多管柱完井系统(MSCSTM),PCE公司的分支井再进入系统等。 由Marathon oil与Baker oil Tools、National oil well联合开发的井下分离头系统(Down hole oil Splitter System)是一项专利技术,利用该系统可以在一口井中钻数个分支,并可以下套管固井、完井,同时可以保持各分支间的任意进入性。 由Sperry-Sun钻井服务公司、CS资源公司和Cardium工具服务公司联合研制开发的一套分支井衬管回接新技术??分支井段回接系统(LTBS)。LTBS主要包括套管开窗接头、可回收式导斜器、分支井衬管悬挂器及下送工具等四个部分。利用LTBS可采用常规定向井工艺钻出分支井段,实现分支井衬管与主井眼油层套管的回接,并可对分支井衬管进行注水泥固井,保证以后可以重新进入分支井筒内作业。 利用水平井开发低渗透油藏主要有以下几方面的原理: 水平井生产剖面具有很强的泄油能力;

水平井完井方式及其选择

水平井完井方式及其选择

水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 (1)裸眼 (2)割缝衬管完井 (3)衬管管外分段封隔完井 (4)水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井

段难以控制注入量和产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管,主要目的是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下

入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1~2ft,造斜角(45°~60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20~40ft,造斜角(2°~5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300~800ft,造斜角(6°~20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000~3000ft,造斜角(2°~6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的是保证岩石是致密的,同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出,若水平井方向是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法

海洋石油深水钻完井技术概述

海洋石油深水钻完井技术概述 摘要:深水区海洋环境恶劣,台风和孤立内波频发,深水钻完井工程设计和作业难度大、风险高。在充分借鉴我国浅水钻井设计和国外深水钻完井设计及施工经验的基础上,研究并提出了深水钻完井设计的技术流程与工作方法,逐步形成了深水技术、深水科研、深水管理的三大体系,克服了深水特殊环境条件下的技术挑战和作业难题,满足了深水油气钻完井安全、高效的作业要求,具备了国内外深水自主作业能力。 关键词:深水;钻完井;作业实践;超深水跨越 目前,世界各国高度重视深水油气的勘探与开发,以BP、Shell、Petrobras 等为代表的油公司和以Transocean等为代表的服务公司掌握了深水钻井完井关键技术,主导着深水油气勘探开发作业。我国南海是世界四大油气聚集地之一,其中70%蕴藏于深水区。深水是挑战当今油气勘探开发技术和装备极限的前沿领域,尤其是在恶劣海洋环境下,如何安全、高效地开展深水钻完井作业成为了业界极为关注的焦点[1-3]。因此,研究深水钻完井所具有的特点,把握其发展趋势,对于促进我国石油工业可持续发展、增加油气产量、保障能源安全具有重要意义。1深水钻完井设计面临的挑战 在深水环境钻完井难度很大,深水钻完井设计不同于常规水深的钻完井设计,主要面临以下几个方面的挑战: 2.1深水低温 海水温度随水深增加而降低,深水海底温度通常约为4℃,海水的低温可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层[4]。低温带来的问题主要包括:海水低温环境使隔水管中的钻井液流变性发生变化,在该温度下容易形成水台物,而且这样低的温度的对于钻井液和水泥浆的物理性质有很大的不利影响。会使钻井液的黏度和密度增大,钻井液的黏度增大可产生凝胶效应,在井筒流动中产生较高摩擦阻力,增大套管鞋处地层被压开的风险。容易引起钻井液稠化,使其流变性变差。低温还会延缓水泥水化导致水泥胶凝强度和水泥石抗压强度发展缓慢,流体易侵入水泥基体,容易造成油、气、水窜,后续作业无法顺利进行,影响固井质量。 2.2浅层气和浅层流

多分支井完井技术知识讲解

多分支井完井技术

多分支井完井技术 摘要:多分支井钻井已成为现在钻井工程中的重点发展的石油科技进步项目之一,但在国内开展这方面的运用还不够,本文在收集现有的国内文献的基础上分析多分支井完井技术的发展及运用。 关键词:多分支井,完井 由于多分支井和原井再钻能提高油气井的效益,降低吨油开采成本,实现少井高产,也有利于提高采收率,所以多分支钻井技术得到了应用和发展,但多分支井是用钻井手段提高产量和采收率的新兴技术,其技术难度较大,尤其是完井技术。因此,我们必须在跟踪国外技术的同时,加大研究力度,要有所创新,尽快开发和完善该项技术[1]。 1多分支完井的分级[2] 按TAML分级,多分支井完井方式可为1~6S级,见下图1。 1) 一级完井主井眼和分支井眼都是裸眼。侧向穿越长度和产量控制是受限的。完井作业不对各产层分隔,也不能对层间压差进行任何处理。 2) 二级完井主井眼下套管并注水泥,分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。主分井筒连接处保持裸眼或者可能的话在分支井段使用“脱离式”筛管(‘drop off’ liner),即只把筛管(衬管)放入分支井段中而不与主井筒套管进行机械连接,也不注水泥。与一级完井相比,可提高主井筒的畅通性并改善分支井段的重返潜力。二级完井通常要用磨铣工具在套管内开窗,也可使用预磨铣窗口的套管短节。Anadrill公司有为二级完井用的快速钻穿窗口技术。 3) 三级完井主井眼和分支井眼都下套管,主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。三级多底分支井技术提供了连通性和可及性。分支井衬管通过衬管悬挂器或者其它锁定系统固定在主井眼上,但不注水泥。主分井筒连接处没有水力整体性或压力密封,但有主分井筒的可及性。三级完井可用快速连接系统 (Rapid Connect)为分支井和主井眼提供机械连接,为不稳定地层提供高强度连接。三级完井还可用预钻的衬管或割缝衬管,是预制的但不是砾石充填的滤砂管。Anadrill公司使用了 1种脱离式衬管完井设计,分支井衬管的顶端可通过水力短节进行脱离。套管外封隔器用于脱离式完井装置中以隔离多个油层,固定衬管顶端以便于重返进入衬管。在有油管的主套管中使用常规的套管封隔器,在跨式封隔器 (Straddlepakers)之间用水力方法来隔离每一个分支井眼。分支井的产量由滑套和其它流量控制装置来控制。这种完井方法较廉价,操作也相当简单,在欧州北海已得到验证,目前正应用于深水海底井中。其完井作业中的关键技术是流量控制装置在井下的操作。Schlumberger Camco公司智能井控技术可实现远程操作和控制井下流量控制装置。 4) 四级完井四级完井的主井眼和分支井眼都在连结处下套管并注水泥,这就提供了机械支撑连接,但没有水力的整体性,意思是液体水力是隔离的。事实上分支井的衬管是由水泥固结在主套管上的。这一最普通的侧钻作业尽管使用了套管预铣窗口装置,但仍然取决于造斜器辅助的套管窗口磨铣作业。分支井衬管与主套管的接口界面没有压力密封,但是主井眼和分支井都可以全井起下进入。这种级别的多底井技术虽然复杂和风险高且仍处于发展阶段,但是在全世界范围内的多底井完井中已获成功。 5) 五级完井五级完井具有三级和四级分支井连接技术的特点,还增加了可在分支井衬管和主套管连接处提供压力密封的完井装置。主井眼全部下套管且连接处是水力隔离。从主井眼和分支井眼都可以进行侧钻。可以通过在主套管井眼中使用辅助封隔器、套筒和其它完井装置来对分支井和生产油管进行跨式连接(Straddle)以实现水力隔离。五、六级完井的分支井具有水力隔离、连通性和可及性特点。多底井技术的最难点是高压下的水力隔离和水力整体性。 6) 六级完井连接处压力整体性连接部压力与井筒压力一致,是1个整体性压力,可通过下套管取得,而不依靠井下完井工具。六级完井系统在分支井和主井筒套管的连接处具有一个整体式压力密封。耐压密封的连接部是为了获得整体密封特征或金属整体成型或可成型而设计,这在海洋深水和海底(Subsea,水

油气藏型储气库钻完井技术要求实用版

YF-ED-J9918 可按资料类型定义编号 油气藏型储气库钻完井技术要求实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日

油气藏型储气库钻完井技术要求 实用版 提示:该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的,相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 第一章总则 第一条储气库注采强度高,压力变化 大,为达到储气库注采系统的完整性、可靠 性,储气库建设应采用先进、适用、成熟可靠 的技术和装备,确保储气库安全、高效运行, 同时建设方应加强对现场各施工环节的监督。 第二条在已部分开采或接近枯竭的油气 藏建设储气库,地层压力低,新井建设应采取 针对性的钻完井工艺,宜采用水平井、定向井 提高单井注采量,减少总井数。老井封堵或再

利用应采取可靠的技术措施,确保储气库的完整性。 第三条为有效保护低压油气藏,减少储层漏失伤害,降低储层污染,尽可能采用储层专打,储层段钻井采用相应介质,实现欠平衡或近平衡钻井。 第四条本技术要求包括储气库新井钻井工程、完井工程和老井利用、老井封堵以及井的安全评价五部分。 第二章钻井工程 第五条油气藏型储气库钻井工程设计应根据储层特征,做出针对性设计,设计应突出有效保护储层、提高注采量、降低事故复杂、保证固井质量等目的。 第六条为了便于储气库集中管理,减少

多分支井完井

多分支井完井技术 摘要:多分支井钻井已成为现在钻井工程中的重点发展的石油科技进步项目之一,但在国内开展这方面的运用还不够,本文在收集现有的国内文献的基础上分析多分支井完井技术的发展及运用。 关键词:多分支井,完井 由于多分支井和原井再钻能提高油气井的效益,降低吨油开采成本,实现少井高产,也有利于提高采收率,所以多分支钻井技术得到了应用和发展,但多分支井是用钻井手段提高产量和采收率的新兴技术,其技术难度较大,尤其是完井技术。因此,我们必须在跟踪国外技术的同时,加大研究力度,要有所创新,尽快开发和完善该项技术[1]。 1多分支完井的分级[2] 按TAML 分级,多分支井完井 方式可为1~6S 级,见下图1。 1) 一级完井 主井眼和分支井眼 都是裸眼。侧向穿越长度和产 量控制是受限的。完井作业不 对各产层分隔,也不能对层间 压差进行任何处理。 2) 二级完井 主井眼下套管并注 水泥,分支井裸眼或只放筛管 而不注水泥。主分井筒连接处 保持裸眼或者可能的话在分支 井段使用“脱离式”筛管(…drop off? liner),即只把筛管(衬管)放入分支井段中而不与主井筒套管进行机械连接,也不注水泥。与一级完井相比,可提高主井筒的畅通性并改善分支井段的重返潜力。二级完井通常要用磨铣工具在套管内开窗,也可使用预磨铣窗口的套管短节。Anadrill 公司有为二级完井用的快速钻穿窗口技术。 3) 三级完井 主井眼和分支井眼都下套管,主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。三级多底分支井技术提供了连通性和可及性。分支井衬管通过衬管悬挂器或者其它锁定系统固定在主井眼上,但不注水泥。主分井筒连接处没有水力整体性或压力密封,但有主分井筒的可及性。三级完井可用快速连接系统 (Rapid Connect)为分支井和主井眼提供机械连接,为不稳定地层提供高强度连接。三级完井还可用预钻的衬管或割缝衬管,是预制的但不是砾石充填的滤砂管。Anadrill 公司使用了 1 种脱离式衬管完井设计, 图1 多分支井TAML 分级示意图

油气藏型储气库钻完井技术要求标准版本

文件编号:RHD-QB-K6313 (管理制度范本系列) 编辑:XXXXXX 查核:XXXXXX 时间:XXXXXX 油气藏型储气库钻完井技术要求标准版本

油气藏型储气库钻完井技术要求标 准版本 操作指导:该管理制度文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。 第一章总则 第一条储气库注采强度高,压力变化大,为达到储气库注采系统的完整性、可靠性,储气库建设应采用先进、适用、成熟可靠的技术和装备,确保储气库安全、高效运行,同时建设方应加强对现场各施工环节的监督。 第二条在已部分开采或接近枯竭的油气藏建设储气库,地层压力低,新井建设应采取针对性的钻完井工艺,宜采用水平井、定向井提高单井注采量,减少总井数。老井封堵或再利用应采取可靠的技术措

施,确保储气库的完整性。 第三条为有效保护低压油气藏,减少储层漏失伤害,降低储层污染,尽可能采用储层专打,储层段钻井采用相应介质,实现欠平衡或近平衡钻井。 第四条本技术要求包括储气库新井钻井工程、完井工程和老井利用、老井封堵以及井的安全评价五部分。 第二章钻井工程 第五条油气藏型储气库钻井工程设计应根据储层特征,做出针对性设计,设计应突出有效保护储层、提高注采量、降低事故复杂、保证固井质量等目的。 第六条为了便于储气库集中管理,减少土地占用和建库综合成本,储气库建设宜采用丛式井组设计,新钻注采井井间距应根据井场面积、布井数量、

安全生产以及后期作业等因素统筹考虑,原则上不小于10m。 第七条储气库丛式井组设计应充分考虑安全生产、老井防碰和后期作业要求。老井若没有MWD 或多点测斜仪测量数据,应采用陀螺仪进行轨迹复测,新井设计必须考虑老井井眼轨迹的测量误差。 第八条注采井井身结构应满足储气库长期周期性高强度注采及安全生产的需要,各层套管下深应结合当前实际地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力资料进行设计。 第九条为了提高储气库单井注采能力,宜采用较大尺寸的井身结构,同时应根据储层特征,优先采用水平井。 第十条应结合储层特征具体分析储层段完井方式,宜采用裸眼或筛管完井方式,可采用遇油、遇水

全球钻完井技术发展趋势研究(上)

全球钻完井技术发展趋势研究(上) 2014-1-23 17:41:58 标签:钻机钻头钻井技术旋转导向钻井液连续管海洋钻井极地钻井 分享到:0 文|汪海阁等 中石油勘探开发研究院钻井所副所长,研究生导师 当前,世界油气工业正逐步走出金融危机的束缚,步入复苏的时期;新兴市场不断涌现,页岩气、致密油、致密气等非常规油气,可燃冰、地热等新能源,深水油气、极地钻探等成为当今的焦点和热点。加拿大的油砂、巴西的盐下石油和美国的“致密油气、页岩油气”正改变着世界的能源版图。 全球钻井活动伴随着勘探开发的进程掀起了以水平井为核心的新一轮高潮,钻井工程技术在各大综合性工程技术服务公司的引领和众多具有专业特长的小公司的推动下正发生着深刻的变化。 新材料、新装备、信息化技术为极端环境下的资源钻探提供了越来越多的可能,随钻技术、远程控制和自动化操作成为解决复杂地质条件难题、涉猎极端环境区域和满足越来越高要求的HSE 标准的金钥匙。

1、国外钻井技术新进展 近年来,国外在高效起下钻机和自动化钻机、高效PDC 钻头和辅助破岩工具、高造斜率旋转导向工具、井下信息高速上传、连续管技术、套管与尾管钻井技术、深水钻井和极地钻井、页岩气钻井、钻井实时优化与远程监控技术、新型钻井液及堵漏材料等方面发展迅速。 近两年,世界钻机及其配套设备呈现出能耗越来越低、机械化与自动化程度越来越高的发展趋势。陆地和海上钻机承包商一直致力于通过自动化提升移动性、提高装备的灵巧性和专业化、满足必要时适应苛刻的环境条件。装备制造商和钻井承包商在装备研发设计和改进上秉承着最大限度减少非生产时间、同时使之更安全、更环保的目的进行着不懈地努力。 RT Energy Services公司的Versa-Rig 300模块化钻机专为在Bakken 地区应对北达科他州平原严寒冬季而设计,可抵受120mile/h的强风。特意设计的卡瓦窗可以防止钻机液压系统受冻;可收缩的隔离墙包裹的温控室,保护员工不受严寒,沟通、操作更容易高效;下套管时钻机能承受300000lb拉力和150000lb压力;钻机操作人员只需6 人;钻机从一个井眼移动到另一个井眼只需1h,钻机拆解和安装只需12h,12h内可复合压裂23 级;最大钻深8230m,可打大位移井。 Patterson-UTI 新一代高效可移动钻机APEX 具有可视化电子钻井系统,良好的安全性贯穿EDS 整个系统,包括Wichita DM 236 电力制动、先进的天车和钻台防护;钻机的专业移动系统搭配管扣实现钻机向前、横向或旋转移动,完成灵活的井口布置和定位;电子悬挂系统、多功能出油管线和钻井液循环系统实现了钻机本身按井眼设计移动超过150ft 而不需移动其他配套设施;采用Ross Hill 1400 SCR驱动系统,操作简单、可靠、性能优异、易于维护;Wrangler 3500型液压平台替代了手工操作,其远程控制功能让作业者在起落管件时远离危险的钻台。 正在研发中可能引领未来钻机方向的是挪威West公司的连续运动钻机,它以750t 钻机为基础,对连续运动钻机(CMR)概念进行工业有形化可行性研究。采用双井架和专门的自动接卸扣设备,使钻柱在起升或下放的运动过程中,完成钻杆立柱的上卸扣和排放,改变传统起下作业过程中每起下一个立柱长度必须停下在转盘上进行上接卸和立柱排放的做法,提高了起下钻作业效率。三单根、二单根和单根下入速度分别达3 6 0 0 m / h、2700m/h和1800m/h。钻机的提升系统需要设计紧凑的双井架、两个井架机器人、两套自动管子操作设备、两套提升系统、配备顶驱和自动上卸扣装置。该钻机允许带接头的钻杆以连续的方式下入和起出装备。钻井时间节约15%~25%,有望节省30%~40%。连续运动钻机实现了钻井作业过程的全自动,可减少或避免压差卡钻。预计连续运动钻机2015 年能达到工业化应用水平。 NOV公司的Varco新一代顶驱TDX-1250增强了部件的可靠性和模块化,是目前世界上最先进的顶驱;Deep Casing 工具公司突破常规钻井工艺研发的新型下套管工具Turbocaser Express为业界首个可钻穿式下套管工具,能够实现深层钻、扩、固一体化套管坐放作业。Statoil、ExxonMobil、Schlumberger、NOV、Baker Hughes和巴西国家石油公司等都在进行钻井自动化方面的技术研发。Shell 公司在这方面的发展最快,并已联合中国石油集团为澳大利亚煤层气开发建造新一代自动化钻机。H&P 公司、Nabors

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