近平衡压力固井技术在超深易漏失井的应用

五探1井是部署在四川盆地川东地区下古生界—震旦系勘探新领域的一口重点风险探井,完钻井深8 060 m。该井六开采用?190.5 mm钻头从6 600 m钻进至7 288 m,高台组—灯影组顶,下?168.3 mm尾管固井封隔5 180~7 288 m井段,钻井过程中高台组、龙王庙组、沧浪铺组均发生过井漏,地层承压能力仅1.65 g/cm3,套管重合段环空间隙仅12.69 mm,环空摩阻大,给?168.3 mm尾管固井带来了巨大挑战。通过优选3M空心玻璃微珠、高温增强材料DRB-2S等关键材料,形成1.57 g/cm3低密度高强度韧性防窜水泥浆体系,优化浆柱结构与施工排量,使井筒薄弱点处(7 016.3 m)最大动态当量密度不超过该处地层承压能力,实现近平衡压力条件下一次性上返固井。应用结果表明:五探1井?168.3 mm尾管固井质量好,试压合格,该方法能够提高超深易漏井段的尾管固井质量,有利于改善后期高压气井试油安全作业的井筒条件,为类似易漏失井固井提供了良好的经验借鉴。     

深井安全钻井设计中建立漏失压力曲线的探讨

四川油气田海相深部地层地质环境复杂,油气显示丰富,地层压力预测难度大,实钻易发生严重的溢漏同存井下复杂,钻井井控风险极高。文章通过引入深部易漏地层漏失压力的概念,结合JLS区块飞仙关-茅口组地质特征及井下溢漏复杂实际情况,探索出符合实际作业情况的漏失压差与漏失速率关系曲线,并由此建立了漏失压力曲线计算模型,初步形成了以地层坍塌压力、孔隙压力、漏失压力及破裂压力的四压力剖面分析方法,在试验应用的2口井中大幅减少了井下复杂,对深井复杂地层安全钻井设计有较强的指导意义。     

新型抗扭转冲击结构锥形齿 45%钻头的研发与应用

川东地区二叠系长兴组含硅质及燧石结核,可钻性极差,属区域性提速瓶颈地层,近年来优选了多个国内外厂家的PDC钻头开展钻井提速试验,平均机械钻速仅为1.5 m/h,单只进尺不足120 m。本文根据二叠系长兴组地层的岩石力学分析结果,运用硬夹层的切削结构设计、抗涡动布齿设计、力平衡设计、水力结构设计等技术,研发了一种以抗扭转冲击结构为主体的锥形切削齿PDC钻头,现场试验证明该钻头对二叠系长兴组难钻地层适应性强,平均单只钻头进尺和平均机械钻速同比国产钻头、进口PDC钻头均有大幅提高,提速效果显著,为该区难钻地层提速提供了一种新的技术手段。     

复合钻头在高石梯-磨溪地区须家河组的应用

四川盆地高石梯-磨溪地区须家河组岩性致密坚硬、研磨性强、软硬交错、可钻性差,钻井过程中存在机械钻速低、单只钻头进尺短、钻井周期长等难题,是制约中上部井段钻井提速的瓶颈地层,针对高石梯-磨溪地区须家河组地层特征,结合其他类似地层的钻头选型经验,GS001-X3井、MX42井等19口井在该段开展了贝克休斯Kymera系列牙轮-PDC复合钻头现场应用,单只钻头进尺和机械钻速大幅提高,钻井周期明显缩短,提速效果显著,实现了高石梯-磨溪地区须家河组难钻地层钻井提速瓶颈技术突破。     

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。     

深层脆性页岩力学性能及井壁稳定性研究

四川盆地中部龙马溪组页岩地层硬度高、脆性强,钻井过程中井壁坍塌严重,阻卡频发。为解决钻井过程中井壁坍塌问题,测试了以四川盆地自201井为代表的深层页岩微细观组构、水理化性能及力学性能参数各向异性特征,并考虑井眼轨迹、层理缝产状、井筒-地层耦合渗流效应、层理缝力学弱面效应等因素,建立了深层脆性页岩水平井井壁稳定理论模型。实验结果表明:深层页岩脆性矿物含量高达70%,水化膨胀性极低,页岩基质力学强度高,但层理缝间强度低,页岩容易沿层理缝滑移崩落。模型计算结果表明:层理缝力学弱面效应影响明显,当井眼轨迹与层理缝面法向之间夹角满足一定角度,井壁倾向沿层理缝剪切滑移垮塌;井筒-地层间渗流效应不可忽略,压力穿透效应降低钻井液的有效径向支撑力,诱发层理缝起裂、延伸至崩落,合理的钻井液密度及有效封堵性可提高深层页岩水平井井壁稳定性。研究成果揭示了深层脆性页岩井壁坍塌作用机理,可为深层脆性页岩水平井关键工程参数设计提供理论依据。     

新型抗扭转冲击结构锥形齿PDC钻头的研发与应用

川东地区二叠系长兴组含硅质及燧石结核,可钻性极差,属区域性提速瓶颈地层,近年来优选了多个国内外厂家的PDC钻头开展钻井提速试验,平均机械钻速仅为1. 5 m/h,单只进尺不足120 m。文章根据二叠系长兴组地层的岩石力学分析结果,运用硬夹层的切削结构设计、抗涡动布齿设计、力平衡设计、水力结构设计等技术,研发了一种以抗扭转冲击结构为主体的锥形切削齿PDC钻头,现场试验证明该钻头对二叠系长兴组难钻地层适应性强,平均单只钻头进尺和平均机械钻速同比国产钻头、进口PDC钻头均有大幅提高,提速效果显著,为该区难钻地层提速提供了一种新的技术手段。     

分支井钻完井技术在高石梯-磨溪地区的适应性分析

随着高石梯-磨溪地区钻探目的层不断加深,地质和钻完井工程难题使大斜度井、水平井开发成本增加,为了进一步降低该区块深井钻完井成本,提高开发效率,开展分支井钻完井技术的适应性研究。综合分析了该区块地质储层特征、钻完井工程难点,结合国内外其它油田以及该地区已钻分支井应用效果,论证了分支井钻完
井技术在该地区实施的可行性。进一步研究表明该区块分支井开发初期应采用双分支水平井!并根据这一特点,形成了两套开发该气藏的双分支水平井钻完井方案,为高石梯-磨溪地区深井开发提供了良好的技术支持。