莫深1井(φ)444.5井眼套管下入技术

莫深1井设计井深7380m,其中Φ444.5井眼钻达4436m,为当前国内最深。为了解决下部2000m常规套管难以满足抗挤强度要求的问题,采用了Φ346.1特殊高强度厚壁套管。这些给莫深1井二开井段套管下入带来了困难,Φ444.5井段套管串下入深、重量大、刚度大、时间长是主要技术难点。针对这些难点,莫深1井从钻井提升能力及超深井下套管工具配套入手,并通过优化设计钻井施工方案,优选钻具组合,制定合理的下套管作业方案,保证了井眼畅通,减小了套管串在下入过程中的遇阻力,最终将该层套管安全顺利地下到预定井深,创下了Φ346.1套管下入重量和深度的新记录。     

塔深1井非常规套管下入技术

塔深1井设计井深8000 m,且所钻油藏岩性复杂,为确保该井顺利完钻,决定在?311.15 mm井眼下入?273.05 mm套管,为钻遇不可预见的复杂情况预留井径。刚度大、间隙小、重量大是该套管串下入的难点。通过优化设计钻井施工方案,优选钻具组合,使用随钻监测工具以及应用各种安全防护措施,保证了井眼畅通,减小了套管串在下入过程中的遇阻力,增加了设备安全系数,最终将该层套管安全顺利下送到位,实现了通过下非常规套管技术增加一级井身结构的设计,为后续深部地层可能钻遇的复杂情况预留了调整空间,为安全顺利地完井奠定了坚实的基础。该技术的成功应用也为其他超深井增加井身结构的级别提供了经验。     

莫深1井φ444.5 mm大尺寸井眼钻井技术

莫深1井位于新疆准噶尔盆地中央坳陷莫索湾凸起莫索湾背斜,设计井深7 380 m,其中φ444.5 mm井眼钻达4 436 m,为当前国内最深的大尺寸井眼.根据莫深1井的实际情况优化水力参数,采用合适的钻头选型技术、个性化的PDC钻头设计及应用技术、有效地防斜打快技术、大尺寸螺杆复合钻井技术以及大排量、高泵压的强化水力参数技术,大幅度地提高了大尺寸井眼钻井速度.在确保井身质量和井下安全的情况下,莫深1井φ444.5 mm井段平均机械钻速达到5.49 m/h,最大井斜角仅为1.1°.与这一区块邻井相比,在井眼尺寸大一级的情况下,莫深1井φ444.5 mm井眼的钻井速度仍高于邻井相同井段.其实践经验对于提高深井、超深井钻井速度具有重要的意义.     

乌深1井钻探关键技术实践与认识

乌深1井是大港油田有史以来乃至东部油田最深,且具有科学探索性质的深探井,设计井深6000 m。由于井深、地质情况复杂、地温梯度高、钻井施工难度大,通过施工人员的努力,乌深1井历经393d钻至井深5852 m,创造了全国陆上油田?311 mm井眼最深和?244.5mm套管一次下入最深的记录。介绍了优化井身结构设计和钻井施工中在大尺寸井眼钻进、钻具和套管保护、?244.5mm套管下入和固井、钻井液工艺技术以及欠平衡钻进技术等。     

莫深1井Φ444.5 mm大尺寸井眼钻井技术

莫深1井位于新疆准噶尔盆地中央坳陷莫索湾凸起莫索湾背斜，设计井深7 380 m，其中Φ444.5 mm井眼钻达4 436 m，为当前国内最深的大尺寸井眼。根据莫深1井的实际情况优化水力参数，采用合适的钻头选型技术、个性化的PDC钻头设计及应用技术、有效地防斜打快技术、大尺寸螺杆复合钻井技术以及大排量、高泵压的强化水力参数技术，大幅度地提高了大尺寸井眼钻井速度。在确保井身质量和井下安全的情况下，莫深1井Φ444.5 mm井段平均机械钻速达到5.49 m/h，最大井斜角仅为1.1°。与这一区块邻井相比，在井眼尺寸大一级的情况下，莫深1井Φ444.5 mm井眼的钻井速度仍高于邻井相同井段。其实践经验对于提高深井、超深井钻井速度具有重要的意义。     

吉林油田致密油水平井优快钻井完井技术

吉林油田致密油水平井钻井成本高、钻井周期长、机械钻速慢,井眼易失稳,且摩阻和扭矩大、套管下入困难,针对这些问题,开展了二开长水平段水平井优快钻井完井技术研究。为了从设计源头降低钻井成本、缩短钻井周期,将前期采用的三开小井眼井身结构简化为浅下表层套管的二开井身结构,节省了一个开次的中完时间;同时,研究形成了以井眼轨道优化设计、低滤失强抑制聚合物钻井液、近钻头地质导向工具、个性化PDC设计和漂浮下套管为核心的优快钻井完井技术。上述优快钻井完井技术在吉林油田180口致密油水平井进行了现场应用,应用井平均井深3 449.00 m,平均水平段长1 189.00 m,套管安全下入率100%,固井合格率100%,油层钻遇率提高20.2百分点,钻井周期缩短44.2%,钻井成本降低40.7%,取得了显著效果。研究结果表明,优快钻井完井技术可实现吉林油田致密油低成本高效开发,并且对致密气、页岩油等其他非常规油气藏的开发具有借鉴作用和参考价值。      

莫深1井大尺寸井眼钻井液技术

莫深1井是位于准噶尔盆地中部马桥凸起莫索湾背斜上的一口超深预探井，设计井深7380m。该井一开Ф660、4mm井眼至井深501m，选用正电胶钻井液体系，利用高蒙脱土含量与MMH的特殊流变学特性，解决地表流沙层的井壁稳定与井眼清洁问题。二开Ф444．5mm井眼至井深4463m，选用钾钙基聚磺钻井液体系，针对该段地层特点，优选钻井液材料，优化钻井液配方，强化体系的抑制封堵与抗污染能力，解决了因泥岩段水化膨胀、砂岩段形成虚厚泥饼造成的阻卡问题。实现了并壁稳定，平均井径扩大率为3．19％，加强流变性控制，实现该段快速钻进的井眼清洁，机械钻速较邻井有较大提高，339．7mm＋346、1mm技术套管下深4462．02m，为三开高压层的钻井工作奠定了良好的基础。     

吉木萨尔页岩油水平井JHW00421井钻完井关键技术

JHW00421井是吉木萨尔油田第1口超长水平段页岩油水平井,设计水平段长度3 027 m,面临钻进摩阻及扭矩大、井壁易失稳、井眼轨迹控制难度大、井眼清洁难度大、油层套管下入困难等诸多钻井难题。为攻克以上技术难题,开展了以下技术研究和现场实践:优化井身结构并将?244.5 mm技术套管下至A靶点以实现水平段专打;采用旋转导向工具对水平段轨迹进行精准控制并减小井眼曲折度;采用油水比85∶15的油基钻井液,降低长水平段井壁失稳风险、钻井管柱与井壁摩阻系数;基于水平井井筒清洁“传输带”理论,制定详细的井筒清洁技术方案以确保井筒“干净”;优选套管柱摩阻计算模型并合理选取摩阻系数,准确预测套管柱下入能力并优选下套管方案;采用多扶正器通井钻具组合、优化套管扶正器类型及安放位置以降低下套管阻力;采用油基冲洗型隔离液并优选注水泥参数来提高水平段固井质量。该井完钻井深5 830 m,实际完成水平段长度达3 100 m,水平段固井质量测井解释为优质,对今后同类超长水平段水平井设计和施工有借鉴和指导作用。     

南海超大水垂比大位移M井钻井关键技术

为开发南海东部某油田边际油藏,设计了一口水垂比高达4.90的大位移井M井,钻井过程中面临储层埋深浅、稳斜裸眼井段长、安全密度窗口窄、井眼清洁困难和套管下入摩阻大等技术难点。通过研究与应用井眼轨迹控制、井身结构优化、井筒当量循环密度ECD控制工艺和安全高效下套管工艺等技术,顺利完成了该井的钻井作业。应用结果表明,五开井身结构显著提高了井壁稳定性;使用连续循环阀系统及岩屑床破坏器,井底ECD变化率降低至小于1.9%;应用漂浮下套管及全掏空旋转下尾管工艺,顺利下入?244.5 mm套管×4 200.00 m及?177.8 mm尾管×5 772.00 m。超大水垂比大位移井钻井关键技术在M井应用后,创下了中海石油海上油田最大水垂比大位移井钻井作业纪录,为后续类似大位移井的开发积累了经验。      

基于管柱动力学的特深井通井组合刚度评价方法与应用

我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形,导致通井效果时好时坏。为了辅助现场施工,文章基于全井管柱动力学模型和HHT-α数值计算方法提出了一种能够模拟管柱下入的动态过程的通井钻具组合的评价方法,该方法考虑了实测井眼轨迹、井眼扩大率和下入阻力等要素。通过某特深井三开下套管前的钻具组合进行实例计算分析,表明井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响较大,当井眼扩大率较小且套管串下入阻力较大时,需要使用刚度较大的多扶正器通井钻具组合。本方法可以实现实测井况条件下比较精准的刚度对比模拟,也成功指导了案例井?486 mm套管的安全下入。     

五探1井?444.5mm井眼优快钻井技术

五探1井是中石油在川渝东部地区部署的一口风险探井,目的层为龙王庙组和灯影组,进陡山沱20m完钻。设计三开用?444.5 mm钻头从井深360 m钻至3 480 m,沙溪庙至嘉二3中部。通过对各层段的地层特性和邻井资料分析,识别到井塌、缩径、膏盐污染、井斜、井漏、磨钻头等工程风险。采用配强钻井装备、个性化PDC钻头、复合钻头、大尺寸大扭矩螺杆、优化钻井液性能、大钻铤钟摆钻具组合、优化钻井参数等技术手段,仅用58.56 d从井深323 m钻达3 550 m,?365.1 mm+?374.65 mm技术套管顺利下入预定井深,井身质量全优。创下川东地区?444.5 mm井眼最深、进度最快纪录,形成了下川东地区大尺寸超长井眼安全、优快钻井综合配套技术。     

盐下水平井YM7-H4大井眼段钻井技术

YM7-H4井是一口盐下水平井,因盐膏层距目的层垂深约25 m,设计用Ф311.1 mm钻头在易垮塌的吉迪克组地层进行定向,在盐膏层内一直增斜达到73.62°,直至钻穿盐膏层至井深4 770 m,然后下入Ф273.1 mm厚壁套管封固盐膏层。该井Ф311.1 mm井眼在钻井与中完施工过程中存在很多难点:一是吉迪克组地层泥岩严重垮塌,定向难度大;二是大井眼轨迹控制困难;三是盐膏层段长、井深、钻井液密度高达1.80 kg/L,易卡钻;四是厚壁套管直径大、刚性强、下入困难等。通过技术攻关,该井应用了大井眼轨迹控制技术、吉迪克组地层泥岩防塌钻井液技术、盐膏层钻井技术和大尺寸套管下入井眼准备技术等,顺利完成了该井大井眼段的钻井施工。      

南堡13-1706大位移井钻井技术

冀东油田南堡滩海油田受端岛面积限制,需要部署水平位移大于3 000 m的大位移井开发。针对大位移井钻井施工中存在摩阻扭矩大、轨迹控制难、循环泵压高、井眼清洁难度大、长裸眼井壁失稳、深部井段定向托压等技术难题,开展了人工端岛大位移井钻完井技术研究。通过对井眼轨道优化设计、装备升级改造,提升大位移井井眼延伸极限,利用Landmark软件对摩阻扭矩、钻井参数进行分析,研究了KCl抗高温钻井液复配新型固壁剂和封堵剂强化钻井液封堵能力及套管安全下入技术。采用井眼轨迹控制、降摩减扭、优化钻井液、套管安全下入等常规技术的优化和集成应用,成功实施了大位移井南堡13-1706井。该井完钻井深6 387 m,最大井斜83°,水平位移4 941 m,为水平位移大于4 500 m的大位移井钻井实践积累了经验,为加快南堡滩海中深层油藏的勘探开发提供了技术支持。     

苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术

针对苏里格气田致密气藏超长水平段水平井钻井完井过程中循环泵压高、摩阻扭矩大、机械钻速低、井眼清洁困难、完井套管柱下入困难等问题,分析了超长水平段水平井钻井完井技术难点,进行了高效钻具和钻井设备优化配置、井眼轨道设计和井眼轨迹控制、水平段钻井提速和清洁,以及旋转导向钻井、强抑制润滑性水基钻井液和"旋转引鞋+套管"漂浮下入...     

兴9-12X井“凸”形井眼固井实践

兴9-12X井二开钻至井深4 312m处下入φ177.8 mm套管,至井深3 769.93m时套管被卡死,被迫在套管未下到设计井深的情况下固井,下部留有φ241.3 mm井眼542m,决定三开用φ152.4 mm钻头钻至井深4 405m后,下入φ127mm尾管对φ241.3 mm井眼进行补救固井,形成了上部井眼小、下部井眼大的“凸”形井眼,给保证固井质量带来了极大难度.通过采用高黏度钻井液携砂,特制φ127 mm×φ210mm异型全焊接弹性套管扶正器,使用大量前导低黏度、低切力钻井液稀释、冲洗大井眼内“死”钻井液,用黏性隔离液顶替大井眼内钻井液,实现“黏性推移”的塞流顶替及“稠浆慢替”等技术措施,使水泥浆返到了喇叭口,固井质量合格,其中3996～4 322m井段固井质量优质.     

河南油田张28井油层套管固井技术

张28井是河南油田第一口大斜度、多靶心定向井。设计井深2961m,三开钻头216mm井眼,完钻井深3034m,最大井斜74·9°,140mm油层套管下深3004m,水泥返高1973m。由于固井难度大,如果采用常规固井方法,固井质量很难保证。采取了切实有效措施,包括井眼准备,扶正器的选型和加量,所用的冲洗液,隔离液及水泥浆。保证了套管的顺利下入,固井质量达到了设计要求。     

模拟下套管技术在河坝区块大斜度井中的应用

为解决河坝区块大斜度定向井在实钻过程中由于井眼轨迹不规则、盐膏地层缩径,大斜度井段下套管作业的实际难题,在调研大斜度井下套管方法的基础上,结合河坝区块大斜度井特点,建立了井眼、套管相容性模型并总结出下套管过程的模拟步骤：①依据收集的实钻井眼资料,计算套管串和井眼两种最小曲率半径,分析无接箍套管能否下入井眼;②针对实际套管接箍或扶正器尺寸,以实钻井眼数据反算出允许通过的套管串的不变形长度;③分析不同管串所对应的不变形长度与井眼曲率的关系,然后确定出与套管柱刚度相当的通井管柱结构。模拟下套管技术在HB1 1D等井的成功应用,为大斜度井现场模拟下套管提供了理论依据。     

泽74-1X井尾管固井技术

泽74-1X井是利用原上部井眼进行侧钻的1口重点评价井,井身剖面为"直增稳降直"五段制定向井。完钻井深3860m,进入潜山5m,最大井斜41.46°,最大井眼曲率11.03(°)/30m,水平位移574.21m。在?215.9mm井眼内下?177.8mm尾管先期完井,尾管实际下深3859.8m,尾管全长1852.49m,属于超长封固段小间隙井下尾管固井范畴。介绍了下套管固井存在的技术难点,针对该技术难点,优选了水泥浆体系,采取了合理的下套管固井措施。该井固井的成功为今后同类井的固井提供了有益的经验。     

委内瑞拉奥里诺克胡宁区块丛式三维水平井安全钻井技术

委内瑞拉奥里诺克胡宁区块储层埋藏浅,地层疏松,丛式三维大位移水平井具有位移大(1 300 m以上),水垂比高(3.1~4.5),井眼曲率大(7°/30 m~10°/30 m)的特点,钻井作业面临井眼轨迹控制难、摩阻扭矩大、井壁稳定性差以及尾管下入困难等技术难点。为此,通过对平台内不同偏移距下的三维井摩阻扭矩分析、井眼轨迹优化设计、极限井深模拟计算以及钻井液体系与配方优选,有效解决了因垂深浅、水平段长引起的钻具摩阻扭矩大与托压问题,以及弱固结性疏松砂岩储层井壁失稳和储层保护等技术难题;采用漂浮下套管并配合井口加压的复合技术来解决套管下入设计深度问题。该研究成果在胡宁区块现场应用7口水平井,其中E3-23井完钻垂深仅375.3 m,而斜深为1 984.1 m,水平位移达1 688.4 m,水垂比达到4.5,成为目前已钻完井中水垂比最大的三维水平井。该项技术可为国内浅层油气田高效开发提供借鉴。     

短位移、浅垂深“反勾”型水平井钻完井技术

欢127-平2井为辽河油田第1口二开套管射孔完井的水平井,油藏埋深较浅。由于地面条件限制,水平段入靶位移192.61 m,为历年来辽河油田水平井中最短入靶位移。为满足油藏地质开发需要,钻井施工中采取了"反勾"型钻进,通过反向位移42 m,顺利地完成了水平段油藏的钻进及开发;施工过程中,井眼安全、套管下入顺利。"反勾"段钻井技术较复杂,施工难度大、井眼轨迹控制精度高、再加上地层较复杂,给轨迹控制带来了困难。介绍了该井工程设计、地质设计、主要技术难点、施工概况、井眼轨迹测量及控制技术等。实践证明,对于短位移、浅垂深的水平井钻进开发,实施这种"反勾"型方案是切实可行的。