小位移直井钻井综合防斜纠斜技术

由于小位移直井允许水平位移小、且部分井有方位限制，因此钻井难度很大，采用常规的防斜纠斜技术难以满足油田勘探开发的需要。本文介绍了一套小位移直井钻井综合防斜纠科技术，重点是地层自然造斜规律的利用、螺旋钻铤、PDC钻头、偏心接头防斜技术，以及定向纠斜技术。     

地层自然造斜规律的利用

通过川西南地区实钻电测井斜与地震资料的统计和对比,本文较深入地研究了川西南地层的自然造斜规律,并从地层学和力学的角度讨论了地层自然造斜的作用机理,提出了常规钻井条件下定量预测井斜的方法及简便计算公式。研究认为,在倾斜地层中钻探,通过定量预测井斜值,将传统的按直眼布井改为沿地层自然造斜的相反方向移动适当距离来确定井位,从而靠地层自然造斜规律定向中靶是完全可行的,通过川西南1口井的实钻试验,获得满意的中靶效果和良好的经济效益。     

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在南方海相川东断褶带黄金口构造带，由于受多期地质构造运动和沉积条件的影响，地层倾角较大，在毛坝1井直井钻探过程中发现，大部分地质构造表现出了较强的地层自然造斜能力，防斜和打快形成了尖锐的矛盾，该地区的其它直井也面临同样的矛盾，严重制约了该地区的勘探和开发进程，急需寻找经济有效的钻井技术提高机械钻速。对此开展了该地区的地层自然造斜规律研究，利用反演法、统计法和参比法等，结合毛坝1井地层倾角测井解释结果和实钻数据分析，反演出了该地区的地层倾角和走向，最终得到了地层自然造斜规律，其研究结果用于指导毛坝2井的井眼轨道设计和井眼轨迹控制施工，利用地层自然造斜规律设计定向井的方位角和轨道剖面，在实际钻井过程中，充分利用地层自然造斜规律优配钻具组合和优化钻井参数以控制井眼轨迹，已取得了解放钻井参数，减少定向钻进时间，提高钻井速度的良好效果。     

利用地层自然造斜规律优选井口位置技术

在易斜地区钻井,直井防斜是困扰钻井机械钻速和制约钻井经济效益的重要因素之一.常规的技术措施往往是轻压钻进、机械钻速较低.在对河南油田易斜地区地层的自然造斜规律进行了分析后,利用地层自然遣斜规律优选井口位置,推导出优选井口位置可行性分析的计算公式,确定了井口位置选择范围的"井口位置优选圆".现场应用表明,该项技术在易斜地区实钻中较好地解放了钻压,提高了机械钻速,可操作性强,效益显著,可推广应用于其它油田的易斜地区.     

地层自然造斜规律在易斜地区的应用

井斜的大小和方向在一定的地质和工艺条件下具有较强的规律性。挪动地面井位与地下座标的距离。利用地层自然造斜规律打自然造斜井能解决质量与速度的矛盾．为此，本文通过对地层自然造斜规律理论的研究。在大量统计分析易斜地区钻井、地质资料的基础上，提出了打自然造斜井的方案．此方案被应用于王场地区五口井后，机械钻速由同地区的3．69m／h提高到6．32m／h，效果十分显著．     

地层自然造斜规律在P103-2井中的应用

普光气田是中国石油化工集团公司重要的油气勘探战略接替区。该地区由于地质构造复杂，地层倾角大，地层自然造斜能力强，严重制约了该地区勘探目的的顺利实现。为了在普光气田P103-2井施工中充分利用地层自然造斜规律，在普光气田地层自然造斜规律研究的基础上，对P103-2井的钻井施工方案（如造斜点、井身剖面、钻井参数等）进行了精心优化设计。现场实钻结果表明：P103 2井根据实钻的井身轨迹合理调整造斜点、井身剖面和钻井参数，充分利用地层的自然造斜特性，尽量减少定向或扭方位等工作，从而达到了提高钻井速度的目的。     

逆掩推覆体防斜打快钻具组合探索与认识

逆掩推覆体地层具有斜、硬、跳、磨、变等特点,常规的钟摆降斜钻具既不能使用大钻压加快钻井速度,又不能有效地控制井斜,在坚硬的地层中只能轻压吊打,严重制约了钻井速度,增加了钻探成本。为加快窿9井在逆掩推覆体地层中的钻进速度、控制井斜,探索性地应用了多稳定器稳斜钻具和MWD +导向钻具、偏轴钻具和悬浮钻井,结果表明,3种钻具组合都能够达到解放钻压,提高机械钻速的目的,但控制井斜的效果不太理想。分析了井斜控制不理想的原因,提出了利用地层自然造斜规律,通过钻定向井来解决逆掩推覆体地层钻井速度慢的难题。     

气体钻井地层剪切应力井斜规律研究

气体钻井时因没有围压,地层的各向异性指数变化较大,使得地层造斜率与钻井液钻井时的地层造斜率有所不同.为了更好地理解气体钻井井斜规律,利用有限元理论,建立了不同钻井方式下的岩石力学模型,在考虑不同地层倾角和不同循环介质影响的基础上进行井底岩石剪切应力计算,分析出气体钻井井斜规律.计算结果表明:在相同的工程和地质条件下,气体钻井时地层造斜力远大于钻井液钻井的几率约为35%,气体钻井更易发生井斜,而小于或等于30.地层倾角钻井时井眼轨迹偏向垂直于地层倾斜面的方向;45.地层倾角钻井时井斜趋势不明显;大于或等于60.地层倾角钻井时井眼轨迹偏向平行于地层倾斜面的方向.     

气体钻井井斜的原因及防斜技术

在归纳气体钻井井斜规律的基础上,对比分析了气体钻井与钻井液钻井两种情况下,地层各向异性、地层倾角、井眼几何参数及钻井参数等因素对井斜的影响。结果表明：气体钻井与钻井液钻井相比,地层各向异性显著增加是气体钻井容易井斜,且井斜后较难控制的根本原因;在中、大钻压下,井径扩大是气体钻井容易井斜的重要原因;而地层倾角、钻压、钻头切削各向异性和钻具组合对气体钻井井斜的影响与钻井液钻井相似。建议在现场推广应用空气锤、钟摆钻具组合和空气螺杆钻具组合三项气体钻井防斜技术来防止气体钻井井斜。     

川东北地区陆相地层防斜打快技术

川东北地区气藏受多期地质构造运动和沉积条件的影响,其大部分地层为复杂小褶皱高陡构造,特别是陆相地层普遍为大倾角地层,其岩性变化大且自然造斜能力较强,因此在该地层钻井时的井斜问题十分突出,给钻头选型以及防斜钻具组合的应用增加了难度。基于此,分析了川东北地区影响防斜打快的地质和工程因素,推荐了大尺寸钻铤钻具组合、垂直钻井系统技术以及空气锤钻井等技术方案,并通过各方案应用效果的分析和评价,综合利用以上钻井技术在防斜打快中的优势,有效地解决了在该地区施工中陆相地层井斜控制和提速之间的矛盾。加快了川东北地区的勘探步伐。