小尺寸尾管固井技术为塔河油田开发保驾护航

<正>日前,西北油田深井193.7 mm套管开窗侧钻井TH12368CH井顺利完钻,该井139.7 mm小接箍非标套管下入井深6 047 m,段长384 m,固井施工顺利,固井质量优秀。为满足地质避水要求,塔河油田部分193.7 mm套管开窗侧钻井钻遇巴楚组和桑塔木易塌泥岩,最有效的解决办法就是以管材对复杂泥岩实施"机械"封隔。因此,西北油田工程技术研究院通过研究与配套,形成了以139.7 mm小接箍非标套管研发、非标套管固井工具配套和深井小井眼窄间隙固井工艺为核心的小尺寸尾管固井技术。截至目前,139.7 mm     

深井碳酸盐岩小井眼扩眼技术

川东地区钻探目的层主要以石炭系、下三叠统飞仙关组地层为主，完钻井深大多在4 000 m以上，大部分井采用Φ152.4 mm或Φ149.2 mm钻头钻完目的层、下Φ127 mm尾管完井，尾管最深为6 530 m。深井碳酸盐岩地层平均井眼扩大率为2.72%，实际井径为153～157 mm，取心井段井径更小，套管本体环空间隙值一般小于15 mm、接箍环空间隙值小于8 mm，难以保证固井质量。为此，开展了深井小井眼硬地层水力式扩眼工具的研制。该扩眼工具刀翼结构与布齿技术的应用与完善，提高了深井小井眼碳酸盐岩地层的井眼扩大率，对提高小井眼固井质量提供了保障。     

库车山前盐层随钻扩眼尺寸优化研究

塔里木盆地库车山前构造盐层广泛发育,盐层井段?241.3 mm井眼钻井过程中阻卡井漏问题频发,采用扩眼技术增大环空间隙可有效解决阻卡和井漏复杂,但实际扩眼尺寸范围较大,不利于盐层扩眼技术的推广应用。文章以盐岩力学参数和蠕变规律为基础,利用有限元仿真模拟得到考虑盐岩蠕变、固井顶替效率和机械钻速综合影响下的扩眼尺寸优化推荐结果,并进行现场应用。结果表明：综合考虑盐岩蠕变、固井顶替效率和机械钻速等因素影响下的推荐扩眼尺寸为254～270 mm;应用井盐层段?241.3 mm井眼随钻扩眼至?266.7 mm,绝大部分井段井眼尺寸大于266.7 mm,工程参数与未扩眼邻井同层段相比差异小;扩眼后同返速下固井ECD最高下降0.052 g/cm³、固井质量合格率及优质率较同区块邻井分别提高49%和39%,表明库车山前盐层段将井眼扩眼至?266.7 mm是科学合理的。研究成果对山前盐层段高效科学推广扩眼技术提供了理论和技术支撑。     

JK215—237型随钻扩眼工具的研制

在考察国外随钻扩眼工具技术的基础上 ,研制成功JK2 15— 2 37型随钻扩眼工具。利用此工具可实现小间隙套管程序设计 ,成本低 ,安全性好 ,增大生产套管尺寸 ,有利于完井及修井作业。介绍了新型随钻扩眼工具的结构、设计要点和主要技术参数。首次采用该扩眼工具在 2 15 9mm井眼内下 177 8mm套管 ,以提高固井质量而进行扩眼作业试验。试验结果表明 ,该随钻扩眼工具结构合理 ,使用可靠 ,能满足随钻扩眼的需要 ;随钻扩眼的机械钻速与相同领眼钻头的机械钻速相当。     

新型随钻液压扩眼器的研制

鉴于目前国内外随钻扩眼器存在的问题,以及不能满足海洋钻井技术要求的状况,研制了一种安全性和可靠性较高的新型随钻液压扩眼器。该液压扩眼器通过投球、憋压实现刀翼的收放。扩眼器直径为215.9mm,扩眼后井眼直径为254mm,误差小于5%,刀翼伸出力为15.533kN,刀翼的缩回力为55.477kN。现场应用表明,使用Φ215.9mm扩眼器扩眼后,井眼扩大率为20%～25%,能满足海洋石油钻探的要求。新型随钻液压扩眼器采用投球、憋压推动活塞高效运行的方法,使扩眼器刀翼伸出和收回的动作准确无误。     

非常规条件下超深漏失井尾管固井作业——以云安002 7井为例

四川盆地东部云安厂构造云安002-7井Φ177.8 mm尾管固井集超深井、大斜度井、高压气井和窄安全密度窗口于一身。Φ215.9 mm井眼段经长时间、多次堵漏,消耗了大量钻井液（1 418.1 m³）,仍未达到常规固井作业的不溢不漏、通井畅通、井眼清洁等要求,已难提高井筒承压能力。井眼状况表现出漏层多且位置不确定、液面不在井口、气层多、钻井液密度高（1.80 g/cm³）、裸眼段长（2 538.28 m）且井眼轨迹复杂等特点。为此,针对下套管过程中的出口不返、不具备分段循环条件、无法排后效、尾管悬挂器可能提前坐挂等技术难点,采取了针对性的下套管作业防阻卡、保水眼畅通以及正注反挤工艺保环空水泥浆对接等三大技术措施,确保了尾管安全顺利下至设计井深。测井解释结论表明：Φ215.9 mm井眼段的高压气层得到了有效封固,固井质量可满足下一步安全钻井作业需要。该井Φ177.8 mm尾管固井的成功为今后类似复杂气井固井作业提供了有力的技术支持。     

偏心PDC钻头在吐哈油田小井眼开窗侧钻井中的应用

套管开窗侧粘技术近年来在吐哈油田已广泛应用。目前Φ139．7mm套管侧钻后只能下入Φ88．9mm尾管完井，管径太小，难以进行压裂、酸化等后期增产措施，影响了该技术的大规模推广应用。利用偏心PDC钻头进行扩眼作业，尽可能扩大环空间隙，为下入更大尺寸的尾管(例如Φ101．6mm无接箍套管)创造条件，是解决上述问题的主要途径之一。通过分析偏心PDC钻头的扩眼原理和米48C井的实钻扩眼效果，力求准确评价该技术的效果和应用前景，提出研究的方向和建议，为下一步在吐哈油田推广应用做出有益的探索。     

一项革新的固井技术

莫拜尔石油勘探与开发东南股份有限公司(MOEPSI)最近使用一项革新技术,通过钻杆浮鞋射孔循环,在深达6616m的塔式套管里洼水泥固井成功。莫拜尔湾-马丽安油田77块区莫-2井套管程序为:第一段340mm套管下至1792m;第二段273mm套管下至4155m;第三段241mm井眼到     

?193.7 mm 套管开窗侧钻分支井钻完井技术

曙125-H3 井位于辽河坳陷西部凹陷曙光低潜山曙125 区块,是一口利用复杂结构分支井技术提高单井控制储量的特殊工艺井。该井是国内首口?193.7 mm 套管开窗侧钻的分支井,存在井身结构复杂、井场位置受限、井深、水平段长、轨迹上翘等实施难点。通过井身结构优化、开窗位置优选、井眼轨迹优化实现了井身结构瘦身,节约了钻井投资,通过高压造斜器底座的研制与应用、钻具优选、钻进方式优化、紧后扩眼、强刚性钻具通井、弯管- 导管重入等技术解决了现场实施中的技术难点。该井的成功实施提供了一种新的分支井井身结构,可以有效降低钻井投资,提高单井井眼波及范围。     

?140mm套管开窗侧钻定向井技术应用

针对"九五"小井眼水平井的技术攻关,大港定向井公司在?140mm套管内进行了套管开窗钻定向井技术的试验。通过在枣1286-4井的试验证明,不仅有能力控制井眼轨迹,而且还能根据完井的需要进行扩眼。同时,对小井眼专用工具及有线随钻侧量仪器进行了试验,效果良好。     

流花11-1油田大位移井尾管作业技术

为了将流花11-1-24C3ST02 大位移延伸井的?177.8 mm尾管下到预定深度,采取了5项主要技术措施:（1）?215.9 mm井段中采用了随钻扩眼技术;（2）?215.9 mm井段中采用了旋转导向钻井技术;（3）首次应用了?177.8 mm尾管漂浮技术;（4）首次应用了钻柱旋转头;（5）在?177.8 mm尾管送入钻柱中使用了32柱加重钻杆。通过以上技术措施的实施,成功地实现了作业目标,为流花油田今后更高难度的大位移延伸井?177.8 mm尾管下入作业积累了宝贵的经验。     

松科2井特殊钻进工艺下钻井液技术

松科2井为国际大陆科学钻探计划(ICDP)支持的全球第一口钻穿白垩纪陆相沉积地层的大陆科学钻探井。该井二开(2 840 m)钻遇地层中伊蒙混层、伊利石和高岭石等黏土矿物总含量高达60%以上,易水化分散导致缩颈和垮塌;二开上部套管?508 mm,下部井径?215.9 mm,上下两部分井径相差悬殊而导致岩屑返排困难。通过XRD衍射矿物鉴定、室内钻井液材料复配以及现场岩心浸泡等实验分析,优选出适宜于大口径?311.2 mm和?215.9 mm取心工作的低成本钻井液体系。现场应用过程中,钻井液动塑比维持在0.45~0.82 Pa/(m Pa·s),润滑系数控制在0.11~0.14,泥饼黏附系数0.12~0.15,有效解决了携岩困难问题,并降低了长裸眼卡钻风险。在大口径取心试验、正式设计取心与全面钻进等作业频繁更换以及钻井液性能不断调整过程中,井内未发生大的坍塌与掉块,圆满完成了在491.12~510.94 m段?311.2 mm口径试取心试验,以及1 074.00~1 148.01 m和1 182.74~1 256.01 m段的?215.9 mm口径设计取心任务。     

乐东221气田A14H井表层定向及扩眼钻井技术

为解决南海莺歌海盆地乐东 22-1 气田表层松软地层定向造斜扩眼钻进困难、邻井相碰及易产生新井眼等钻井工程技术难题,提出了一种先钻小尺寸领眼,再用新型三级固定翼扩眼器定向扩眼,然后下入套管的海洋表层钻井技术.结合随钻测量仪和电子陀螺测斜仪钻进乐东 22-1 气田A14H井表层时,先用φ250.8 mm钻具定向造斜、钻小领眼,再用φ254.1 mm×φ349.3 mm×φ444.5 mm新型扩眼器将领眼定向扩眼至φ444.5 mm,下入φ339.7 mm表层套管并固井.现场应用表明,该技术解决了丛式井表层防碰难题,保障了疏松地层的造斜钻进效果,防止了钻井中扩眼钻具对领眼井造斜效果的不利影响,对后续类似井的钻井具有一定的借鉴价值.      

剑门1井超深超长小井眼钻井技术

剑门1井在第四次开钻中,用Φ215.9 mm钻头钻进中遇到了严重的井下复杂情况,被迫改变井身结构设计,油层套管提前下入,从而大大增加了Φ149.2 mm小井眼钻井的长度。由于井身结构的改变,把一些本该在第四次开钻前应解决的复杂地质问题留给了小井眼钻井阶段。加深的小井眼钻井难度一般都比较大,对于超深超长的小井眼钻井难度就更大。剑门1井在超深超长加深小井眼钻井中,针对面临的许多难题,制定了详细的施工技术措施：①将聚磺钻井液逐步转换为仿油基钻井液;②优选钻头型号和优化钻井参数;③使用顶驱钻井;④采用复合钻具,上部为Φ127 mm S135 18°钻杆,下部用Φ88.9 mm S135 18°钻杆钻井。最终安全顺利地完成了这口超深（7 009 m）超长（2 005.43 m）小井眼井段的钻井工作,取得了宝贵的小井眼钻井经验和丰硕的勘探成果。     

靖南G68-16井小井眼钻井技术

G68-16井是靖南气田区块第1口φ206.4 mm小井眼试验井。针对该区块地层复杂地质特征,结合G68-16井小井眼钻井特点,优化钻具组合、优选钻头和螺杆型号,通过参数优化、钻井液性能维护以及预防井下复杂和事故等技术对策,使该井二开钻进4趟钻、划眼4趟钻完钻,钻井后期因处理井下复杂划眼历时16 d,完井作业顺利,平均机械钻速比原φ215.9 mm井眼提高了19%。试验取得较好的效果,为该区块进一步进行小井眼钻井试验积累了经验,为提速提供了有利的技术参考。     

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。     

塔河油田及周缘超深井井身结构优化设计

随着塔河油田及周缘勘探开发的深入及勘探领域的外扩,油藏埋深不断增加,原有井身结构开始显现出其局限性,并影响钻井提速和钻井安全。为解决这一问题,根据具体地层情况,结合"自下而上"和"自上而下"井身结构设计方法,根据地层压力分布情况和必封点确定表层套管、技术套管和油层套管的直径和下深,将四开井身结构简化为三开井身结构,将φ177.8 mm套管优化为φ193.7 mm套管,形成了适合塔河油田主体非盐区等地质条件相对简单区块超深井高效钻井的φ193.7 mm套管直下三开井身结构;采用φ265.1 mm或φ206.4 mm套管封隔盐膏层,形成了适合塔河油田主体盐体分布区超深盐层井优快钻井的"长裸眼穿盐"和"专封盐膏层"井身结构;采用φ273.1 mm(φ311.1 mm)、φ206.4 mm(φ241.3 mm或φ215.9 mm)等非常规套管-井眼尺寸,形成了适合地质条件复杂区块超深井安全钻井的井身结构。通过简化井身结构、优化套管直径及下深,实现了地质条件相对简单区块的钻井提速、提效目的;通过优化非常规井身结构,确保了在地质条件复杂区块的安全钻进。      

苏5 15 17AH井超3 000 m水平段的钻井技术

苏5 15 17AH井是部署在鄂尔多斯盆地苏里格气田的一口超长水平段水平井,设计水平段长度3 000 m,长水平段水平井的摩阻及扭矩大、井眼清洁困难及完井方式有限等成为该井的主要技术难点。为此,开展了以下试验研究：①通过优化井身结构,利用套管内摩擦系数小的特点来降低水平段钻进的摩阻与扭矩,选择在215.9 mm井段钻进水平段1 200 m,下入177.8 mm套管固井,然后在152.4 mm井段钻进水平段1 800 m;②无土相复合盐钻井液体系及强封堵油基钻井液的应用,有效地解决了超长水平段井壁稳定性差、井眼清洁难度大及摩阻大的难题,确保了长水平段的顺利施工;③应用漂浮接箍工具使其下部套管入井后受到钻井液的浮力作用,降低了井壁对套管柱的摩擦阻力,确保了177.8 mm套管顺利下入井底。该井完钻井深6 706 m,实际完成水平段长度达3 056 m,创目前国内陆上天然气水平井最长水平段纪录,对今后苏里格气田以及类似地区施工长水平段水平井有借鉴和指导作用。     

阀式连续循环钻井技术在番禺油田大位移井的应用

针对番禺10-8油田大位移井?215.9 mm井段钻井液安全密度窗口窄（最小1.30~1.70 g/cm3）、需穿越断层,且上部?311.2 mm稳斜井段长（3 508 m）、井斜角大（最大达到80°）、岩屑易堆积等问题,引入阀式连续循环钻井技术,结合实例分析了该技术的现场应用效果,总结了出现的问题及改进措施。通过分析番禺10-8油田PY10-8-A3井?215.9 mm井段的钻井技术难点,阐述了引入连续循环钻井技术的必要性,介绍了该技术的工作原理和主要设备,分析了该钻井技术的作业特点及应用效果。结果表明:全井段钻井液循环当量密度（ECD）变化率小于7.6%,井内循环压力稳定,平均机械钻速高达21.7 m/h,井眼清洗效果良好,安全平稳钻过断层,未发生任何漏垮卡等复杂情况。