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。     

页岩气水平井裸眼分段压裂酸化管柱下入技术

本文对国内水平井裸眼分段改造工艺技术和工具系统进行了研究,以177.8mm技术套管、152.4mm裸眼完井的水平井为例,对分段改造完井工具管柱的下入技术展开深入研究,并通过多井次现场施工,总结出一套适用的管柱下入技术。     

水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具

苏里格气田属低压、特低渗透气藏,由于完井方式的不同、井身轨迹弯曲和井眼尺寸等因素的限制,使得裸眼水平井与直井以及套管固井水平井的选择性压裂完井管串有很大区别。介绍了利用油管作为完井和压裂管串,一趟下入长水平裸眼段而不需要下套管固井、射孔等作业,实现了裸眼水平段选择性分段压裂工艺技术及该技术的管串结构、工艺原理、技术特点、配套工具和现场应用。研究及现场应用表明,采用该技术比其他低渗透气藏压裂增产技术开发效果更好,投入成本更低,具有显著经济及社会效益。     

东海深井长水平段下部完井工艺创新

东海深井长水平段的下部完井工具时常出现遇阻遇卡等复杂情况,文章在总结和分析常规完井工艺的基础上,利用对尾管悬挂器的系统优化和一次性旋转导向马达的应用等,实现了长水平段的下部完井工艺创新。通过软件模拟以及现场实践应用,验证了其有效地解决了水平井完井过程中下部完井管柱下入困难、完井液大量漏失等复杂情况,为后期大位移井钻井过程中下套管及高难度水平井完井过程中下部完井工艺提供了参考,满足了勘探开发的要求。     

碳酸盐岩超深水平井分段改造完井井眼准备技术

塔中碳酸盐岩超深水平井水平段和裸眼段长,目的层缝洞发育,钻井过程中漏失严重,易形成岩屑 床,常规定向钻井井眼易形成微台阶,导致管柱起下摩阻大;储层多钻遇高伽马易垮塌灰质泥岩,通井过程中易产 生新井眼,对分段改造完井管柱安全下入带来严重挑战。通过塔中超深长裸眼水平井完井通井实践,在通井工具 优选及钻具组合优化、划眼技术、岩屑床清除、钻井液润滑和安全起下钻等方面形成了一套完整的井眼准备技术, 满足了碳酸盐岩超深水平井裸眼分段改造完井管柱下入需要。     

水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具

为了最大限度地提高苏里格气田低压、低渗透气藏的产量,开展了低渗透气藏水平井裸眼选择性分段压裂工艺技术的研究与应用,由于完井方式的不同、井身轨迹弯曲和井眼尺寸等因素的限制,使得裸眼水平井与直井以及套管固井水平井的选择性压裂完井管串有很大区别。据此介绍了利用油管作为完井和压裂管串一趟下入裸眼水平段中,不需要下套管固井、射孔等作业,实现裸眼水平段选择性分段压裂工艺技术,并详细介绍了这种技术的管串结构、工艺原理、技术特点、配套工具以及现场的应用情况。研究与现场应用表明,采用这种技术与其他低渗透气藏压裂增产技术相比,开发效果更好,投入成本更低,经济效益显著。     

煤层气井水力-机械式裸眼造穴工具

煤层气裸眼洞穴完井是开采煤层气的先进技术。为改变我国煤层气钻探井裸眼造穴技术对国外技术过于依赖的现状,研制出YKCD型系列水力-机械式裸眼造穴工具。这种工具主要由上接头、壳体、活塞总成、推杆总成和牙轮总成等部分组成。具体造穴工艺是:在煤层气井钻完后,将该裸眼造穴工具下入预计造穴井段,通过工具的水力冲击和机械切削方法将原井眼扩大到有利于煤层气采气的设计尺寸。5口井的现场试验表明,该工具原理正确,结构简单,操作方便,是一种有效的煤层气井裸眼造穴工具。     

顺北鹰1井?444.5 mm长裸眼固井技术

顺北鹰1井二开采用?444.5 mm钻头钻至井深5 395.00 m中完,需下入?339.7 mm技术套管固井。固井施工存在套管悬重大、裸眼段长、二叠系火成岩易漏失层发育和超深大尺寸分级注水泥器下入难度大等技术难题,造成下套管过程中易发生阻卡和注水泥时易发生返性漏失等井下故障。因此,针对顺北鹰1井的特殊工况,通过校核载荷配套下套管工具、优化通井措施、设计套管下放速度和调整钻井液性能,确保套管顺利下入;通过设计适用于超深井的大尺寸分级注水泥器和固井施工流体排量、采用非连续式分级注水泥工艺和复合低密度防漏水泥浆,防止注水泥过程发生漏失,保证固井质量。顺北鹰1井二开固井采取上述技术措施,?339.7 mm套管顺利下至设计井深,注水泥过程中只出现轻微漏失,易漏失层位固井质量中等,实现了有效封固。顺北鹰1井?444.5 mm长裸眼段顺利封固,为顺北油气田大尺寸长裸眼固井积累了成功经验,其固井技术措施可为国内深井超深井大尺寸长裸眼固井提供借鉴。      

致密油1500m长水平段水平井井身结构优化设计

目前,国内水平段长度超过1500m的水平井,由于裸眼段长、钻完井摩阻扭矩大,存在漏失与坍塌等复杂层段、钻井风险高等因素,均采用下技术套管封固复杂层段、降低钻完井摩阻的三开井身结构。与二开井身结 构相比,三开结构套管层次多、钻井周期长、钻完井成本增加30％以上。为降低长庆致密油开发成本,开展由三开简化为二开的井身结构优化设计研究,研发的强抑制低摩阻复合盐钻井液体系,解决了裸眼复杂层段的漏失与坍塌,提高了井壁稳定性;开展钻完井摩阻扭矩计算分析及降摩减阻技术研究,降低钻完井过程中的摩阻扭矩,国内首次实现1500m长水平段水平井采用二开井身结构的安全钻完井,钻井周期由原来52.1d缩短至24.7d。     

小套管短半径分支井钻完井技术在伊朗灰岩油藏的应用

伊朗南部AHWAZ油田采用分支井技术开发100 m厚的灰岩油藏,设计井身结构上下分支为149mm裸眼、两支眼最大造斜率为1°/3 m,在这种井况下,常用的斜向器锚定工具锚定力不足,会给开窗造成困难,影响短半径钻进;而且会大幅减小完井通径,限制在支眼窗口处构建机械支撑,严重影响后续施工管柱选择性重入各支眼作业。文章针对这些技术难点探讨灰岩油藏小套管短半径钻完井关键技术,论证得到引入新型膨胀管锚定工具可以解决一般锚定工具锚定力不足、完井通径小的问题;设计的窗口连接工具可保证套管顺利下入短半径分支井眼;配套的选择性重入导引工具可以实现快速选择性重入。     

裸眼封隔器分段压裂技术在胜利油田的应用

为探索低渗透油藏提高单井产量和采收率的新途径,在樊154-平4井进行了国产化多级分段压裂完井工具探索性试验。该井裸眼分段压裂管柱顺利下入,为后续裸眼分段压裂施工奠定了基础。经过25 h的施工,樊154-平4井分段压裂顺利完成,各级投球打开滑套压力51～59 MPa,均正常顺利打开。应用结果表明,合理应用水平井技术开发低渗储层,能够缩短作业时间,提高储层动用程度,实现油井的经济高效开发。     

水平井分段压裂管柱堵塞分析及对策

水平井裸眼封隔器完井分段压裂技术在压裂施工过程中存在较大风险。针对红河油田HH36P107井裸眼封隔器完井分段压裂预置管柱下入后循环通道堵死问题,根据施工现象进行深入分析。首先确定循环通道堵塞类型为管内堵塞,再根据具体情况,有针对性地制定合理的处理措施。利用连续管对井筒进行冲洗处理循环通道堵塞的方法,不仅轻松排除掉管内沉砂类堵塞物,建立起畅通的进液通道,也为后续分段压裂施工奠定了基础,而且风险小、时间短、节约成本,具有良好的经济效益。     

裸眼水平井阻流酸洗充填一体化管柱的研制

针对目前疏松砂岩油藏裸眼水平井采用悬挂滤砂管的防砂管柱进行防砂完井,在细砂岩、粉细砂岩油藏以及高泥质等油藏中易造成砂埋、堵塞、产量下降快等难题,研制开发了裸眼水平井阻流酸洗充填一体化管柱。该管柱主要由阻流密封装置、压力控制机构、底部充填外装置、定位机构和内充填装置等组成。压力控制机构与阻流密封装置的有机结合确保了泥饼清除和砾石充填的安全可靠性;充填内通径达65 mm,可满足排量高达3 m3/min砾石充填施工的需要;内、外充填口复合密封结构设计保证了管柱的密封和承压能力。室内试验和现场应用结果表明,该管柱集泥饼清除和砾石充填于一体,综合性能可靠,很好地满足了裸眼水平井酸洗充填防砂的要求。     

一种不钻塞完井分级注水泥器的研制及应用

无内管免钻塞完井技术可以避免钻塞施工,注水泥结束后及时下入打捞管柱,将胶塞及管内装置捞出。但是盲板以上为死腔,不能解决关闭套下行困难的问题,另外盲板总成捞出后,会留下内径较小的内圆台阶,为后期施工带来诸多不便。为此,研制了新的不钻塞完井分级注水泥器。该注水泥器包括上接头、外筒和注入总成,在具备注入功能的同时能起到盲板的作用,注入总成底部装有泄压阀,避免形成死腔,有效地解决了关闭套关闭时下行困难的问题,注水泥器下部可直接与配套裸眼封隔器连接,简化了完井管柱。90余口水平井的现场应用结果表明,该装置平均完井周期比原来缩短1 d,打捞总成解封力100～150 kN,完全符合现场施工安全要求,施工成功率100%。     

低成本速度管柱排水采气技术探讨

由于Ф38.1 mm(11/2in)速度管柱排水采气技术成本较高,在一定程度上制约了该项技术的推广和应用,首次对速度管柱的下入时机进行了分析。围绕Ф31.8 mm速度管柱的应用、材料降级、柔性管材料试验、速度管柱重复使用、工艺优化等5个方面开展了降低成本技术研究。采用Eclipse软件模拟出苏里格气田A区块直井产量递减率曲线。根据模拟曲线,选择日产气量高于q2=0.5 m3时安装速度管柱,可保证气井采用速度管柱生产后能收回成本;采用Ф38.1 mm×3.18 mm CT 70级速度管柱,最大下入深度远大于苏里格气田井深要求,因此,可以通过降低管柱管材级别来降低管材费用,节约成本。     

库车山前井防漏固井方法技术研究

由于塔里木油田库车山前地区目的层深、地质条件复杂,导致该地区的井在固井过程中时常发生漏失事故,严重影响固井质量。基于此问题,对整个固井期间产生激动压力的原因进行分析。通过研究钻井液性能、环空间隙、钻具和套管下放速度、排量以及井浆流变性能对激动压力的影响,得出环空间隙越小激动压力越大,建议不得小于20mm;降低钻井液屈服值能减小破坏胶凝结构产生的激动压力;提出了更为合理的套管下放速度计算模型以及提升循环排量频率的概念和控制方法 ;调整井浆的流变性能可以有效降低施工中产生的摩阻,并依此提出了注替排量的计算模型。现场应用表明,该套防漏固井方法对库车山前地区井的防漏设计有指导意义。     

页岩气分段压裂完井工具初探

国外用于页岩气的水平井水力多段压裂技术比较成熟,采用其多段压裂工具勘探开发成本相对较高,而我国至今还没有形成成熟技术。简要介绍了国外具有代表性的威德福、哈利伯顿和贝克休斯公司用于页岩气井裸眼多级分段压裂相关工具及案例,并针对我国油气田的现状,设计了1趟管柱多级分段压裂系统方案。该方案采用自膨胀式封隔器+投球滑套的方式,管柱选用114.3 mm套管,此种完井方式相对于套管固井后再分段压裂的方式可大幅节约成本。试验结果表明,采用自膨胀封隔器完全可以满足国内页岩气开发的需求,多级分段压裂系统有望对国内页岩气水平井多段压裂的发展起到一定的促进作用。     

委内瑞拉浅层高水垂比三维水平井下套管工艺

针对委内瑞拉胡宁4区块丛式井开发中管柱下入困难的问题,分析了浅层三维水平井套管下入难点,采用漂浮下套管模拟计算分析方法,从漂浮方案优化方面进行了探讨。管柱与井壁摩擦引起的摩擦阻力是中间套管和尾管下入困难的主要影响因素,模拟优化计算表明,φ244.5 mm套管和φ177.8 mm尾管分别采用600 m和1 450 m空气段长度进行漂浮下入,对套管的下入最为有利。总结了浅层高水垂比三维水平井下套管工艺措施,并介绍了现场应用实例。应用表明,正确运用套管漂浮技术,结合模拟优化计算结果,可解决委内瑞拉浅层高水垂比三维水平井管柱下入困难的问题。      

可提出式插管封隔器关键技术及现场应用

插管封隔器是水平井多级滑套裸眼封隔器压裂工艺的核心工具。针对多级滑套压裂施工过程中插管封隔器存在的提前坐挂、下入遇阻等问题,分析了可提出式插管封隔器工具的工作原理及关键技术,阐述了送入和坐封工具的结构组成,采用整体式合金卡瓦避免入井过程中卡瓦损坏导致的提前坐挂现象和保证卡瓦的双向锚定性能,创新地提出了机械和液压双作用丢手工具和解挂工具,提高其承载能力和回收性能。数值模拟和地面实验表明,可提出式插管封隔器承载能力大于600 k N,封隔压差70 MPa,并顺利解挂,各项功能均满足设计要求。在现场×6井应用中,由于异常井况,工具发生提前坐挂,下入解挂工具后顺利实现封隔器解挂和管串提出。