塔河油田碳酸盐岩侧钻小井眼钻完井技术

塔河油田碳酸盐岩储层缝洞发育、非均质性强,受老井井身结构限制,?177.80与?193.70 mm套管开窗后侧钻井眼尺寸小,小尾管固井难度大,二开钻具难以配套。为此,油田进行了深井侧钻小井眼二开次钻完井技术研究,优化钻完井方案,包括?177.80 mm套管开窗侧钻钻完井和?193.70 mm套管开窗侧钻钻完井方案,同时配套小尾管窄间隙固井工艺和小井眼定向钻井技术,研发了封隔地层的牵制式尾管悬挂器和非标套管,确保重叠段的密封性和套管段封隔水层的可靠性。现场应用结果表明:该技术固井整体优良率达85%,经济效益可观,?177.80 mm套管开窗侧钻约为3级结构新井成本的55%~69%,?193.70 mm套管开窗侧钻约为新井成本的61%~68%,推广应用前景广阔。深井侧钻小井眼二开次钻完井技术可为塔河油田碳酸盐岩储层的多次开发提供技术支撑。     

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。      

膨胀管封隔复杂地层钻完井技术在侧钻井的应用

塔河油田为避开老井水体,老井侧钻上提造斜点钻遇上覆石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组泥岩井段,泥岩垮塌掉快堵塞采油井筒。为此,通过深井侧钻技术难点分析、扩孔工具优选、膨胀管关键技术分析及深井φ130.0 mm小井眼定向钻井技术配套,形成了一套适用于塔河油田深井侧钻井的随钻扩孔、膨胀管封隔复杂地层及后续小井眼定向钻井的非常规钻完井方案。同时布置了THA井进行试验,试验井创造了国内单次作业最长428 m和施工最深5 508 m 2项记录。现场应用结果表明,膨胀管封隔复杂地层钻完井技术解决了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻泥岩垮塌带来的技术难题,确保了钻井、完井和采油等作业井眼稳定;配套的深井φ130.0 mm小井眼定向钻井所需的钻杆、动力钻具和MWD,可以确保泥岩封隔井二开小井眼顺利钻至完钻井深。     

九龙山深井非常规井身结构固井技术

在九龙山气田的深井钻井中,传统的五层套管井身结构无法保障地质剖面复杂。地层压力层系多的“高温高压高含硫”深井钻井安全。以九龙山地层情况为依据,结合国内外深井非常规井身结构设计经验,首次在龙004-X1井采用非常规井身结构。成功进行了川渝地区首例Φ273.05mm非常规大尺寸套管的悬挂固井施工,总结出了一套复杂地质条件下的固井工艺,研制大尺寸全通径防硫高压悬挂器,高承压能力引鞋和特制水泥头等新型工具,为其他非常规井身结构深井固井提供了宝贵经验和重要指导意义。     

龙岗西地区首口非常规超深井钻井技术

龙岗61井是四川盆地龙岗西地区第1口非常规超深井,完钻井深6 618 m。侏罗系地层井壁稳定性差,纵向上压力系统复杂,深部海相地层H2S含量超过30 g/m3、同时存在异常超高压CO2气层和盐水层,井底压力超过110 MPa、温度在150℃以上。为此,龙岗61井采取了如下钻井技术措施:采用6开制非常规套管层序封隔不同复杂层段,有效预防和控制井下地质风险;在蓬莱镇—沙溪庙组易漏地层应用空气钻井防漏治漏、防斜快打;对自流井组和须家河组强研磨性地层优化钻头设计,并在小井眼段进行PDC钻头提速试验;优化抗高温聚磺水基钻井液,使之具备较强的抗高温、抗盐及抗钙污染能力。实践表明,龙岗61井非常规超深井钻井技术不仅有效解决了复杂地层所带来的钻井难题,实现安全快速钻至目的层,而且还在川渝地区超深井钻井技术上得到创新,形成了一套较完整的非常规超深井钻井技术。     

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     

深井超大环空小井眼安全钻井技术研究与应用——以蓬莱气区DB-1井为例

川渝地区因地质情况非均质性较强，在设计时为增加深井段、超深井段处理复杂的手段，通常采用备留一层技术套管封隔可能出现的、处理难度较大的复杂，若钻井施工比较顺利，备用套管未使用时，则会出现深井超大环空小井眼钻完井方式。若是目的层钻井液密度窗口窄，易漏、易塌，堵漏防塌难度大，钻完井作业则易发生卡钻事故。文章为了保障此类井的安全钻井，以蓬莱气区DB-1井为例，在分析了超大环空小井眼钻井难点——井筒清洁能力差及井漏预防和处理难度大，致使钻完井过程中易卡钻的基础上，研究制定了深井超大环空小井眼钻完井技术方案，通过优化钻井参数、钻井液性能、小井眼钻井工艺措施，形成了DB-1井深井超大环空小井眼安全钻井技术。现场应用后，DB-1井超大环空小井眼实现了安全钻完井作业，顺利完成了该井的钻探任务，对同类井安全钻井具有较好的指导意义。     

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。     

西部地区深井井身结构设计技术探讨

科学合理地确定井身结构及钻井液密度是深井超深井钻井的关键环节之一，其基础是准确建立地层孔隙压力、地应力、破裂压力、坍塌压力的钻前预测剖面。分析了西部地区目前深井井身结构的缺点和进行井身结构应考虑的问题，介绍了深探井井身结构的设计方法，并针对西部复杂地区的地层特点，建议采用3种增加技术套管的井身结构方案。塔河油田钻井实践表明，采用这3种井身结构方案后，深井机械钻速得到提高，钻井周期缩短，而且降低了钻井成本。     

小井眼长裸眼侧钻水平井钻井实践

近几年,随着油气田的开采,由于地质原因、套管原因、套管内特殊作业造成事故等原因,深井小井眼开窗侧钻水平井日益增多,这项工作风险大,难度高,给钻井工作带来诸多困难。文章以塔里木一口深井小井眼长裸眼侧钻水平井LN2-H2C（0152．4mm井眼长达1878m,完钻井深5140m）为例,分析了小井眼长裸眼开窗侧钻水平井的钻井难点,介绍了在套管开窗、侧钻、长裸眼水平井钻井、钻井液、扩眼及完井固并方面的一些关键钻井技术,浅谈了对施工同类井的认识与建议。该井的成功钻探不仅为开发生产提供了一口高产水平井,而且为今后钻探小井眼长裸眼水平井积累了重要的实践经验。     

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川渝东部地区由于钻井地质情况复杂，钻井成本高，大部分井完井井身结构设计为Φ152.4 mm井眼下Φ127 mm套管固井完井。川渝东地区碳酸盐岩深部地层井眼扩大率较小，一般在2%～5%，实际井径一般在Φ152 mm～Φ158 mm以内，在Φ152.4 mm井眼下Φ127 mm套管环空间隙小，长期以来固井优质率一直徘徊在20%左右，层间封隔质量难以保证。较低的固井优质率难以保证完井作业中的酸化、压裂质量和油气生产作业。为此，文章认真分析了小井眼固井质量低的主要原因是环空间隙值较小。为提高小井眼固井质量，开展了提高小井眼井径扩大率研究，对于全面钻进井段开展双心钻头、取心井段采用扩眼器提高井径扩大率研究，使小井眼井径扩大率达到10%以上、实际井径达到165 mm以上，保证和提高了小井眼的固井质量，固井优质率达50%左右。     

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。     

冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术

为解决冀东油田浅层?139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的?79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了?95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。      

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。     

新型双卡瓦高温高压尾管悬挂器的研制与应用

剑门1井是国内罕见的井深超过7000m的深井、井底温度为161℃,149.2mm小井眼与Φ127.0mm尾管形成的小间隙环形通道长达2007m,尾管悬重为62t,现有的Φ127.0mm单卡瓦尾管悬挂器已不能满足深井固井的要求。为此,通过技术攻关和研究设计,将原有的单液缸单卡瓦设计成双液缸双卡瓦结构,增加了承载能力;采用高温、高压密封件增强了密封和耐高温性能;最终研制成功了Φ127.0mm双卡瓦高温、高压尾管悬挂器。其工作原理为:在固井作业下套管时将它连接于尾管柱顶部下入井内,悬挂作业时从井口投球到球座,加注液压使悬挂器上下液缸同时工作,分别推动上下卡瓦上行张大卡在上层套管内壁上,以实现尾管悬挂的功能。该新型工具在剑门1井的应用成功,解决了超深井高温、高压长尾管悬挂固井的技术难题,为类似超深井、高温、高压井和具有小间隙长尾管特点的高难度尾管固井提供了经验。     

轮古40C井套管开窗侧钻小井眼定向钻井技术

在老井改造措施中,采用套管开窗侧钻比较普遍,而在侧钻过程中经常会遇到不同的地层压力系数,必须增加一层套管,这样就得用更小尺寸的钻头钻进,施工难度也随之加大。轮古40C井所遇到的正是此种情况。为了预防窗口小影响下步施工,在塔里木油田深井中,套管开窗侧钻一般采用锻铣套管开窗,为减少施工工序,该井使用了斜向器开窗,并在?152.4 mm井眼顺利下入了?127 mm尾管并固井,然后用?104.8 mm钻头钻达设计井深。通过该井的成功探索,说明使用一次性斜向器开窗侧钻是可行的;钻?104.8 mm小井眼时,防止发生钻具事故是关键,如果钻具脱落,首选公锥进行打捞。     

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煤层气作为一种新兴的非常规天然气资源,正越来越受人们的重视。中国石油天然气集团公司也先后进行了１０多口井的尝试。但由于煤敢单井产量较低,工艺性试验投入大,勘探效益低。为降低煤层气钻井成本,借鉴了国内外常规油气井小井眼钻井技术的成功经验,结合煤层气的特点,研究了小井眼钻头、煤层保护、小井眼取煤心等工艺技术,评选了小井眼钻机,并在现场进行了１口煤层气小井眼钻井试验。通过与常规煤层气试验井对比,分析了煤     

小井眼固井工艺及效益初探

辽河科尔康油田属低压、低渗、低产油田,井深1000~2200m。过去二开用φ215mm钻头,下φ139.7mm全管,注水泥浆25~35m3.固井用水泥车7台、灰罐车4~5台。现改用φ165mm钻头,下φ127mm套管。由于属小井眼,给固井带来许多困难。但通过套管扶正器的合理加放,运用流变学注水泥设计结果及对有关参数的选择与修改和优选水泥外加剂配方等,经7口井试验,固井质量合格,初步解决了小井眼固井技术难题。但由于小井眼钻井完井技术刚起步,设备、工具不配套,还只是在管材、水泥及外加剂、套管附件消耗和施工动用车辆等比常规井眼有所减少。