页岩气长水平段连续油管钻磨技术及应用

川渝地区页岩气平台井深度大于5000 m,水平段长大于1500 m的深层长水平段井,给连续油管钻磨技术的应用提出了新的挑战。连续油管螺旋锁定、钻压传递、碎屑返排及钻塞效率等问题,已严重制约连续油管技术发展。研究通过管串优化、锥形管技术、减阻技术以及钻磨清洁同步技术的集成应用,有效的解决了上述问题。结果显示,通过技术优化能够延长连续油管下入深度,控制碎屑返排率,避免遇卡事故发生,提升钻磨时效性,现场应用效果显著。     

连续管磨钻工艺的研究与应用

钻铣桥塞是解决水平井分段压裂后续问题的关键技术。常规钻铣工艺通过普通油管加钻铣工具来实现,但存在工具下入困难、施工周期长等问题。为此,开发了连续管磨钻工艺技术。该技术通过水力液压动力带动磨鞋高速旋转,对井内堵塞物进行钻磨,磨铣成细小碎屑返出,使井筒畅通,以方便进一步的返排和生产作业。2口井的现场应用结果表明,连续管连接钻铣工具易下入水平井段,可实现边钻铣边冲砂连续施工,具有带压作业、施工周期短及效率高等优势。     

提高连续油管钻塞作业效率的方法

连续油管在钻塞施工作业中会遇到各种原因而导致效率低下,通过降低钻井液的摩擦阻力、采用低钻压高转速方式、科学制定桥塞钻进制度、合理选择磨鞋型号及使用震击器等方法可以提高连续油管钻塞的作业效率和安全性。本文主要结合连续油管现场应用实际,阐述对提高连续油管钻磨效率的一些认识。     

连续油管在某页岩气A井钻磨解卡与认识

目前复合桥塞已大规模应用于页岩气开发中,压裂后为了尽快实现测试和投产,都采用连续油管钻磨桥塞以清除井筒内堵塞物。作为带压作业的连续油管施工,存在的风险较多,而连续油管井下遇卡是连续油管钻磨桥塞可能出现的一种风险,处理不好很可能造成严重的事故。针对这一情况,结合某页岩气A井在钻磨桥塞作业过程中出现的连续油管遇卡现象,在借鉴国外成功做法的基础上,进行了一系列的探索和尝试,在一定范围内上提下放连续油管、卡点分析、钻磨工具测试、环空测试、大排量泵注和环空间断挤注,最终成功将连续油管起出井口。提出了一套可行的连续油管钻磨遇卡解决方案,以指导连续油管作业,降低作业风险,为页岩气的开发做出更大的贡献。     

连续油管在页岩气井储层改造中的应用——以威204井为例

针对目前连续油管在页岩气藏可钻式复合桥塞分段压裂改造中的应用,结合威204井井况和现场应用情况,对页岩气井增产改造连续油管和井下工具的选择、连续油管工艺实施关键技术、高压环境下连续油管作业关键技术点等进行了探讨。结果表明：连续油管和井下工具的优化选择、连续油管工艺的多样性,以及其对井身轨迹的强适应性等可保障页岩气井改造成功;钻磨复合桥塞作业成功的关键是合理判断钻压和泵注压力的关系,以及地面流程的有效控制;防喷器功能的保障,防喷盒动密封性能的可靠是高压环境下连续油管作业井控安全的关键。该成果为连续油管在页岩气井储层改造中的规模化应用奠定了基础,为连续油管在高压环境作业积累了经验教训。     

水平井连续油管高效钻磨技术研究

为提高水平井连续油管钻塞作业施工效率,通过分析连续油管钻磨工具的工作特性以及水平井携岩规律,优化了施工过程中的工作参数,形成了水平井连续油管高效钻磨技术方案：选用Φ73mm螺杆马达+Φ112mm平底磨鞋,设计施工排量360~450L/min,钻压5~10KN在大港油田GD 14H井进行现场应用,应用结果表明平均单塞钻磨时间约为1h,钻磨效率较高,具有较广泛的应用前景。     

水平井连续油管钻磨桥塞工艺研究与应用

针对连续油管钻磨桥塞过程中经常由于工艺参数选择不合理导致施工效率低的问题,通过分析连续油管钻磨工艺特点、钻磨工具的工作特性以及井底磨屑在不同井段的运移规律,结合"上提扫屑和定点循环"的钻除桥塞模式,对施工工艺进行了调整,对工作参数进行了优化,形成了水平井连续油管钻磨桥塞的工艺方案:选用PDC镶齿5刀翼磨鞋,螺杆钻具选择"中扭矩、中转速"工作模式,排量不低于420 L/min,钻压控制在14.7~19.6 kN。该工艺在数十口井进行了现场应用,与优化调整前相比,单个桥塞的平均钻除时间缩短46.5 min,钻磨动力液消耗量减少49.4%,一趟钻具能够连续钻除12个复合桥塞。应用结果表明,连续油管钻磨桥塞工艺在压裂后可以迅速恢复井筒畅通,达到提速增效的目的,具有很好的推广应用价值。      

大位移水平井旋转自导式套管浮鞋的研制及应用

为了提高浮鞋引导能力,解决大位移水平井套管下入困难的问题,研制了一种旋转自导式浮鞋。利用偏头引鞋增强引导能力,利用双向螺旋槽实现自动调整引导状态,利用弹浮式回压密封结构来实现回压坐封。该工具引导机构可沿轴线360°自由旋转,耐温可达180 ℃,耐回压能力可达50 MPa,引导机构自动复位后偏转角度都在10°以内。室内试验及现场应用表明:旋转自导式浮鞋具有较强的自导向能力和反向承压能力,能够引导套管在井眼轨迹曲折的水平井眼内顺利下行,在固井作业后可靠坐封。由于页岩气井的开发多为大位移水平井,因此,可广泛应用于各类页岩气水平井下套管及固井施工作业。     

威荣深层页岩气连续油管高压扫塞通井技术

目前深层页岩气井普遍采用可溶桥塞进行封隔以实现储层分段改造,受桥塞不溶解物、岩屑、地层出砂等因素影响,压裂后排液时还需进行连续油管带压扫塞通井以确保井筒清洁。威荣深层页岩气井压裂后连续油管扫塞通井面临井口压力高、沉砂、桥塞不溶物等工况,易导致卡钻、爆管等复杂情况,影响作业安全和时效。为解决上述问题,文章开展了连续油管高压扫塞通井难点分析、工具及管柱结构优化、工作液体系优化、连续油管扫塞及配套技术优化等方面的研究,形成了满足威荣深层页岩气井的连续油管高压扫塞通井关键技术和配套工艺措施。该技术在威荣区块现场应用10余井次,安全快速地实现了压裂后的井筒清洁,缩短了扫塞通井的时间,提高了扫塞通井作业效率,为威荣深层页岩气安全高效开发提供了技术支撑,可在类似深层页岩气井推广应用。     

水平井油管钻磨复合桥塞技术及应用

针对连续油管钻磨复合桥塞存在成本高、易卡钻等问题,结合长庆致密油藏地层压力低的特点,提出了水平井中采用油管输送工具钻磨复合桥塞。改进了一种平底磨鞋;兼顾转速和扭矩优选了性能稳定、使用寿命长的螺杆;按实现功能和尽量简化的原则组配形成了国产化的钻磨工具组合;依据环空止动返速模型设计了最小施工排量;以偏心环空压耗计算为重点得到最大施工泵压;针对水平井难以精确计算钻压的问题,提出了按螺杆最大许用钻压控制悬重同时限制泵压压降的钻压施加方法。该技术在长庆油田进行了8 口井的现场试验,一趟钻最多钻除复合桥塞13 个,单个桥塞平均钻磨时间小于120 min,单个桥塞最快钻磨时间40 min,性价比不低于连续油管作业。     

连续油管钻复合桥塞工艺研究

目前水平压裂完井是生产页岩气的主要方法,大部分井都是用下桥塞和射孔的方法来完成压裂作
业,当压裂作业后,用连续油管带马达去钻磨桥塞。国内页岩气开采单井下复合桥塞和钻桥塞数量在２０个左右,
对于施工作业方而言,提高钻塞作业效率是关键。通过对作业前准备和规划、钻磨设计、马达选择、液体的选择、钻
压、短起次数和速度、钻磨期间是否让井生产、地面返排设备、施工紧急情况及数据分析等情况的详细分析,结合国
内页岩气井的实际开发经验,不断改进创新,最终得到了一套适合国内页岩气开发过程中钻磨桥塞的推荐做法。     

连续油管喷砂射孔技术在页岩气井的应用

为了避免复合桥塞分级技术在页岩气井等复杂工矿开采中出现的桥塞下放不到位、常规磨鞋不能通过变形点、电缆断裂、卡钻等风险,采用连续油管喷砂射孔技术与缝内暂堵相结合代替传统桥塞—射孔技术。介绍了水力喷射原理、喷嘴水力学参数的设计以及连续油管喷砂射孔施工配套技术的优化措施。采用连续油管喷砂射孔技术对昭通地区一口页岩气井进行了分段改造,结果表明,该技术在页岩气储层改造中的应用可行且高效,具有能够实现灵活分层、不受井筒变形限制、施工后井筒清洁和便于后期修井作业等特点。     

页岩气井连续油管辅助压裂试气技术

目前国内页岩气开发中已普遍使用连续油管,但使用中连续油管挤毁、变形、自锁、钻磨效率低和井下工具遇卡、落井等问题时有发生。针对这些问题,对国内外相关技术与理论进行了调研分析,选取了高性能小尺寸的井下工具复合式连接器、防脱式螺杆钻具、五翼凹底磨鞋、水力振荡器和打捞加速器等,并通过不断改进施工工艺,形成了适合国内页岩气开发的连续油管铺助压裂试气集成技术,包括长水平段连续油管下桥塞技术、长水平段连续油管钻复合桥塞技术、长水平段连续油管射孔技术和长水平段连续油管打捞冲砂技术等。现场应用表明,应用上述集成技术后,单只桥塞的纯钻塞时间由70 min缩短至40 min,单井钻塞周期由9 d缩短至5 d,桥塞钻除率由97%升至100%;射孔时未发生油管挤毁现象;打捞一次成功率及连续油管坐封桥塞一次成功率均达到100%。研究表明,该集成技术可有效提高页岩气井压裂试气成功率。      

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文章提出了产水气井开采中、后期，由于产层压力下降、水量增加，原有生产管柱结构不合理，产出水不能及时排出，从而使气井停喷的问题；阐述了连续油管作业不需压井，可避免伤害地层，同时减小了油管断脱等复杂事故的风险；介绍了国外除将连续油管广泛用于冲砂洗井、诱喷助排、酸化、扩眼、侧钻等井下作业外，还作为排液加速管柱和完井管柱在油气生产井中使用的情况。采用连续油管用作生产管柱在我国尚属首次，文章概述了国内外连续油管技术水平，连续油管排水采气所需的连续油管、连续油管作业车、悬挂作业操作窗、连续油管井口悬挂器、连续油管堵塞器及其他配套工具、装备以及其作业过程，最后综述了张13井连续油管悬挂作业情况、排水采气试验情况，进行了经济效益分析，提出了连续油管排水采气的3条认识与建议。     

连续油管水平井滑套钻铣工艺技术

水平井裸眼封隔器分段压裂中,压裂滑套导致水平段井径不统一,后期作业管柱无法下入;地层砂、压裂砂在滑套台阶处沉积易造成井眼堵塞,生产无法正常运行,需要在压裂后钻除压裂滑套。利用连续油管作业效率高、可带压作业的优点,优化管柱结构,优选磨鞋、工作液及施工排量,制定施工作业要求,形成了连续油管水平井滑套钻铣工艺技术。该工艺在东胜气田一口水平井中成功钻除水平段的8级压裂滑套,钻铣工具选用#x03D5;89 mm的高效五翼平底磨鞋,冲砂液选择含有1%KCl的25 mPa·s胍胶,施工排量为350～400 L/min,放喷试气计算无阻流量为6.350 6×10~4 m~3/d,解除了油气通道障碍。该技术为裸眼封隔器分段压裂水平井油气开发提供了技术方案。     

振动和旋转可提高连续油管的钻进深度

近年来, 连续油管钻浅井和老井眼钻分支井的应用不断提高.但是, 由于连续油管和井眼的摩擦,限制了通过连续油管加钻压的应用, 使有些钻井作业无法实现. 本文提出了两种减小连续油管和井眼之间摩擦的方法, 即振动和旋转连续油管.     

压断连续油管落鱼打捞技术实践

连续油管在油田井下作业领域已得到广泛应用，但不可避免的出现连续油管断裂等不同类型井下事故。目前国内外对拉断和剪断连续油管落鱼打捞研究较多，但对压断连续油管打捞的研究较少。压断连续油管鱼顶复杂，本体在井内呈螺旋屈曲状态，打捞难度极大，文章通过一口井案例研究与实践，分析压断连续油管螺旋屈曲状态并建立穿心引入模型，针对性研制打捞工具并制定打捞工艺方案，形成了一种压断连续油管落鱼打捞技术，并通过现场试验得到验证。研究表明：压断连续油管在井内处于螺旋屈曲状态，处置的关键在于解除螺旋造成的摩擦阻力；采用特制的螺旋屈曲释放工具和管柱组合能够分段释放螺旋状态，设计的打捞工具简单可靠；过油管修整鱼顶可降低井径比，防止二次弯折，减少晃动，同时能够有效重建循环通道，防止偏磨套管。文章所涉及的研究方法和技术措施，能够为打捞压断连续油管落鱼提供一定的借鉴和指导。     

页岩气套变水平井连续油管钻磨复合桥塞技术

页岩气套管变形水平井分层压裂钻磨复合桥塞时,易出现钻屑堆积和卡钻等风险。采用节点分析法梳理了页岩气套管变形水平井可能导致连续油管钻磨桥塞的风险事件,探讨了包括地面流程、钻磨工作液性能参数、钻磨工具选择、施工排量、钻压优选、短起以及打捞钻屑等方面的技术要求。现场实践表明,地面流程应同时具备流体泵注流程和备用流程;应选择强度高耐磨性强、切削能力适中、研磨性好的5翼PDC镶齿平底磨鞋;钻磨液的摩阻应较低,携带液的黏度较高;钻磨排量应考虑钻屑能返出井筒;短起能有效携带出钻磨时不能返出的较大钻屑;强磁打捞能捞出井筒内的卡瓦块。该项技术能有效降低卡钻风险,为工程技术人员顺利完成套变水平井的桥塞钻磨提供切实可行的技术方案。     

长水平段连续管钻塞过程的软件模拟应用

长水平井多级压裂依然是页岩气开发的主要手段,水平段长度超过1 500 m以后,如何有效地实施连续管钻磨作业是现场施工的主要难题之一,软件模拟是指导现场人员解决这一难题的关键技术。结合现场施工的实际井例,介绍软件模拟在几个关键环节的应用。模拟分析结果表明:1使用水力振荡器可延长连续管在本井的作业深度;2使用水力振荡器可在4 455 m处的桥塞施加3 750 N以上的钻压,能用连续管完成该井的钻磨作业;3利用地面悬重差与钻压的关系可精确控制钻压,成功完成钻磨作业;4回归分析表明,该区块连续管下入和起出过程的摩擦因数分别为0.26和0.23的模拟计算结果与实际作业数据非常接近。研究结果对于长水平段连续管钻塞现场施工具有一定的参考作用。     

液力加压器在水平井钻磨复合桥塞中的应用

针对水平井油管桥塞钻磨时加压困难且钻磨缓慢的现状,将液力加压器用于修井钻磨作业。液力加压器具有液力减振作用,利用液体弹性吸收的原理,结合钻井液柔性连接关系,可有效地保护钻具和钻头;同时液力加压器通过改变水力参数来调节钻压大小,且具有自动送钻功能。现场应用结果表明:加装液力加压器后,钻磨效率平均提高了29.36%,最大钻磨效率提高了46.51%;在使用六刃磨鞋、排量800 L/min的条件下,磨屑体积适中并能及时返出井筒,降低了卡钻风险。所得结论可为钻磨工具的选择和应用提供参考。