直井防斜技术现场应用对比分析

对目前国内外石油钻井中的直井防斜新技术的现场试验与应用进行了对比分析,认为偏重钻铤、偏轴组合、偏心接头等离心力防斜打直技术基本上能解决小倾角地层钻井情况下的井斜问题;偏轴组合应用在大尺寸井眼的防斜上已有一定效果;动力钻具导向钻进是一种能很好地解决大倾角地层井斜问题的技术手段,其中闭环自动导向钻井系统是最有效手段。     

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。     

偏重偏心防斜钻具的研究与应用

大庆油田海拉尔、延吉、汤原等新探区地层倾角大,井外控制困难,严重影响了钻井速度并增加了钻井成本、研制的偏重偏心防斜钻具,经理论分析和现场试验证明,该钻具在井下旋转过程中所产生的离心力使其偏重段重边的稳定器始终贴向井壁,使钻具产生公转特性,有效地克服钻头自转引起的井斜,其离心力与转速平方成正比,转速越高产生的离心降斜力越大。该钻具能防斜、稳斜和降斜,其结构简单,安装方便,能较好地解决钻定向丛式井直井段的防碰技术难题。该钻具还适应地层倾角大的软到中硬地层,其偏心距的确定、优化组合钻具结构以及合理地选择钻压和转速,对防斜钻井及提高钻速均具有十分重要的作用。在12口井的现场试验中,井斜角均控制在1°以内,满足了钻定向丛式井造斜点井斜角小于1°的要求。     

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川东高陡构造上部地层倾角较大 (最高达 85°) ,其大倾角地层铅垂厚度一般在 15 0 0～ 2 5 0 0m ,岩性以泥页岩为主 ,该段钻井井斜控制难度大、钻井速度低。针对这一钻井难点 ,开展了钟摆钻具、偏轴接头、钟摆钻具带偏轴接头等防斜钻具结构的研究试验和对比 ,钟摆钻具带偏轴接头钻具结构在井斜控制相当的条件下钻压较其它防斜钻具结构有较大提高。通过在天东 85等井试验钟摆钻具带偏轴接头钻具结构取得了显著的经济技术效益。     

河坝1井高陡构造带防斜打直技术

河坝1井上部陆相地层属于高陡构造，地层倾角大，极易发生井斜。为解决大井眼高陡构造带易井斜和机械钻速低的难题，该井在钻井过程中试验应用了偏轴钻具组合、大尺寸钻铤组成的塔式钻具组合和直螺杆钻具组合。应用效果表明，在目前的技术条件下，大尺寸塔式钻具组合是川东地区高陡构造带大倾角地层防斜打直的较好选择，但同时须优选钻头及钻井参数．并强化井身质量监测。     

提高乌尔禾油田钻井速度技术研究

乌尔禾油田乌36井区断层交错纵横,地层倾角5°-40°,地层倾角大。八道湾以下易斜,控制井斜是本区块钻井的主要技术难点。针对难点确定合理的钻具组合,优化钻井参数,提高钻井速度;结合实钻和地层倾角及地层岩石力学特性理论分析,通过运用井斜控制理论,防斜快打技术,采取MWD的钻具组合,有效地解决了井斜难以控制的技术难点,确保了井身质量合格率100％;采取措施,优化定向轨迹,优选合适钻井液体系,提高了完井电测一次成功率和完井作业效率,加快了完井速度,达到了减少油层浸泡时间。保护油层的目的。     

VTK垂直钻井系统在阿北1井钻井中的应用

阿北1井四开井段地层倾角大、构造角度和倾向变化较大,采用大钟摆钻具组合和轻压吊打等措施,纠斜控斜效果不明显。为严格控制井身质量,在四开井段采用171.5 mm VTK垂直钻井系统控制井斜钻进,共计入井11次,总进尺504.92 m,平均机械钻速1.23 m/h,最大井斜2.09°,最小井斜0.11°,不仅达到了纠斜和控斜钻进的目的,同时还提高了机械钻速。     

钟摆钻具在苏里格区块钻井中的应用

苏里格区块上部白垩系地层倾角大、渗透性强、可钻性极好,对钻井参数非常敏感,因此上部地层500～800m井段钻井存在井斜难题,严重影响钻井井身质量和钻井速度。在常用防斜钻井技术上,结合苏里格区块低成本开发实际,优选出钟摆防斜钻具,通过稳定器安放高度和钻井参数设计,形成了该区块钟摆钻具防斜打快钻井技术,并在钻井中大量推广应用,取得了较好的效果。     

新型铰接式钻具组合的研究与应用

针对目前钟摆钻具和满眼钻具在大倾角地层、自然造斜力较强地区,其防、纠斜效果不尽人意的现实,提出了一种新型铰接式直井防、纠斜钻具,建立了该钻具组合的力学模型,阐述了其防、纠斜机理。详细分析了若干钻具结构参数和钻井参数对钻头侧向力的影响,并将其钻头侧向降斜力与钟摆钻具加以对比。通过现场试验表明,该钻具组合在大倾角硬地层正常加压快速纠斜钻进中,降斜效果明显,机械钻速达到了正常钻进速度,为易斜区防斜打直提供了一种新的钻具组合类型,发展了防斜钻井技术,对加速油田勘探开发具有重要意义。     

普光1井防斜打直技术

普光1井直井段钻遇的沙溪庙组地层砂泥岩互层多、地层倾角大、地层各向异性突出，极易发生井斜，为此，在钻进过程中应用塔式钟摆、柔性钟摆、偏轴钻具和动力钻具组合进行防斜打直，使该井直井段井斜得到有效控制，为后续钻进作业奠定了良好的基础，也对该地区钻井施工中井斜的控制有一定的参考价值。     

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随着油气田勘探开发工作的不断深入，所钻遇的地层构造越来越复杂，对地质中靶的要求也越来超高，特别是高陡构造的防斜打快问题更是钻井技术小的难点和重点。传统的满眼钻具组合和钟摆钻具组合只是以钻具侧向力作为井斜控制的理论依据，具有较大的局限性。发展中的偏心钻具、偏轴钻具、柔性钻具、反钟摆钻具、导向钻具等防斜技术，在有效地控制钻具侧向力的基础上，增强了钻柱的公转效应，削弱了钻头倾角的增斜作用，可以较好地控制井斜、提高机械钻速。但是，钻具组合的内在力学性质决定了它们仍然没有抵抗地层造斜力的功能，因此对于高陡构造和强造斜地层，其井斜控制效果仍难以得到充分的保证。要从根本上解决防斜打快问题，除了有效地控制钻具侧向力和钻头倾角之外，还必须具有足够的抵抗地层造斜力的能力。只有同时考虑这三方面的因素，并使之相互协调，才能真正地解决高陡构造和强造斜地层的防斜打快问题。     

伦坡拉盆地井斜原因分析及控制措施

从地质因素和工程因素两方面综合分析了伦坡拉盆地钻井井斜的原因，认为地层倾角是导致该地区井斜的首要因素。以西伦６井为例说明了多稳定器刚性满眼钻具组合、定长钟摆钻具组合及定向纠斜钻具组合等井斜控制技术的应用效果，为今后在该地区进行定向井施工和直井防斜提供了一些有益的经验和建议。     

直井防斜打快理论研究进展

钻井过程中影响井斜的因素很多,且井斜给钻井、完井等作业带来一系列的危害,并造成巨大损失.近年来国内在复杂深井钻井中多次出现井斜问题,突出表现在玉门青西、青海柴达木盆地、四川川东、塔里木山前等地区.在现场使用较多的除钟摆钻具和满眼钻具防斜技术外,主要发展了偏轴钻具防斜技术、螺杆钻具配合PDC钻头防斜技术等,但总体来看在直井防斜打快方面进展不大.国外近年来则研制了VDS、SDD、VertiTrak、PowerV等具有主动防斜能力的自动化井斜闭环控制系统,成功地解决了高陡构造、断层、盐层等情况下钻进时的井眼质量问题.国内陡倾构造地区井斜问题非常普遍,因此应尽快开展新型防斜打快理论研究,研制新型工具和工艺技术.     

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过去对水泥浆失重机理的研究和解释都不很不够，看法也不一致，有碍气窜问题的彻底解决。近期的研究指出，候凝过程中水泥浆要经在从沉降下稳定体系到稳定体系的转化期，并提出了无滤失情况下转化期水泥浆中的固相沉积到井壁导致沉降失重的观点和固相结构在沉降中随着静和的增悬挂于井筒壁导致沉降－胶凝失重的观点，从上述两种失重观点出发，并以典型失重模拟实验为基础，分析了水泥浆在不同井斜的失重机沉降失重对水泥浆转化期失重     

塔里木超深井深部井斜控制技术

塔里木盆地的超深井在深井段钻井过程中井斜超标问题时有发生,影响了下部井段的安全钻进.为降低井斜超标的影响,首先从地质因素和工程因素两方面分析了超深井深部井斜的因为;结合塔里木探区超深井钻井实践,提出了井斜控制与纠斜的技术方法.对于地层比较稳定的井段,常规钟摆钻具组合配合大尺寸钻铤及合理的工艺措施,可以防止井斜;当常规防...     

液压自动防斜钻具设计

目前国内所使用的各种防斜钻具主要是靠钻具本身的重力来产生降斜力,在井斜角很小时,降斜力一般很小,在某些区块钻井时不能满足防斜要求。为此,根据不倒翁原理,设计了一种液压自动防斜钻具。这种液压自动防斜钻具主要由钻铤体、偏心套筒、钢球、阀腔、阀杆、活塞杆等组成。该钻具能够自动利用液压力来产生很大的降斜力,从而能够防止井眼的偏斜。该钻具原理可行,结构简单,若能在现场得到应用,可节省钻井时间,从而节省钻井投资,其应用前景十分广阔。     

POWER-V和PD-XCEED垂直导向钻井技术在渤海油田的应用

渤海油田探井深部井段地层倾角大,而且岩性多变,砂泥岩互层频繁,钻井过程中井斜问题非常严重,且地层容易垮塌。简述了渤海2井、3井的地层特征,评价了以往高陡构造防斜打快技术,介绍了POWER-V及PD-XCEED垂直导向钻井工具的防斜打直机理及其各自的应用方法。通过在渤海油田钻井过程中的应用,对两种垂直导向钻井工具进行了对比,并在技术和效益方面对两者的应用情况做了详细的评价。实践表明,两种垂直导向钻井工具都能有效地解决防斜和加大钻压之间的矛盾,变被动防斜为主动防斜,对高陡构造防斜打快、降低钻井成本等方面具有一定的指导意义。     

斜井中各向异性储层阵列侧向测井正演响应特性

阵列侧向测井是在常规双侧向测井仪器的基础上发展起来的一种新型测井仪器,可提供6种不同探测深度的电阻率值。利用有限元数值模拟技术对阵列侧向测井响应进行了模拟,研究了斜井状态下仪器响应随井斜角、储层各向异性系数变化的特征。研究表明:当井斜角小于30°时,R_1,R_2受影响较小;井斜角大于30°,阵列侧向测井响应普遍受井斜角影响较大;井斜角小于30°时,R_3,R_4,R_5基本不受储层各向异性特征的影响;井斜角大于30°,R_3,R_4,R_5随各向异性系数变化明显;探测深度较浅的R_1,R_2受储层各向异性特征影响明显。     

卡塔尔杜汉油田DK-586井钻井技术

卡塔尔杜汉油田DK - 5 86井是胜利油田定向井公司在卡塔尔承钻的 1口水平井,完钻井深 36 83m,水平位移 185 2m,水平段长 16 31.6m,垂深 1943m,是目前卡塔尔陆上油田最长的水平井之一。该井地质情况复杂,地层软,倾角大并具有较多的硬夹层,钻井液漏失严重。施工中,全井段采用MWD随钻测量,三开和增斜段采用 1.2 5°弯壳体带扶正器加长马达,水平段采用 ?12 0mm(1.5°)马达。施工时,频繁混入高粘钻井液,以减少滑动钻进长度来减小扭矩。在钻井液漏失严重,只进不出,无法处理钻井液时,靠边泵清水边钻进。通过调整钻压钻进的方式来控制井斜,尽量采用转盘钻进,减少滑动钻进,使滑动进尺仅占总进尺的 3.6 2%