页岩气水平井用轴向振动减阻工具研究

随着非常规资源的广泛开发,水平井、定向井、大位移井、多分支井的数量越来越多,通常这些井的位垂比较大,轴向钻压向下传递存在困难,有时将出现过大的摩阻和钻柱屈曲,甚至会导致钻柱发生自锁,使得泥浆电机滑动钻进、钻柱与完井管柱的下入、钻进期间为钻头传递钻压都将变得异常困难。轴向振动减阻工具可以实现钻柱及井下工具连续的轴向振动,打破静态摩擦并消除扭转振动,解决拖压问题、实现有效的钻压传递、减少滑动钻进期间的钻具拖压和电机制动现象、提高对工具面的控制能力,增加钻速和钻头寿命。该技术工具不仅适合于水平井、定向井、大位移井、多分支井和套管开窗侧钻井,而且同样适用于深直井和超深直井、旋转钻进和旋转导向、连续管作业等,讨论了轴向振动减阻工具的原理结构和应用效果,并对其良好使用提供了建议。     

水平井钻井用连续压力脉动减阻防卡工具研究

在页岩气开发中采用水平井、大位移井和多分支井技术,钻井和完井过程中经常出现钻压传递、泥浆马达滑动钻进、钻柱与完井管柱下入困难等问题。连续压力脉动减阻防卡工具利用泥浆循环压力作为动力,采用螺杆结构有效进行压力能与机械能转化,打破静态摩擦状态并消除扭转振动,减少钻具拖压和卡钻现象、提高对工具面的控制能力,增加钻速和钻头寿命。采用理论模拟与室内试验结合的方式验证工具的性能。介绍了连续压力脉动减阻防卡工具的结构、工作原理和应用效果,并提出了使用建议。     

气体钻水平井气体携岩能力分析

气体钻井技术在国内外应用很广泛,它主要被用来提高机械钻速、发现油气层和解决井漏等问题.注气量是气体钻井中的关键参数,但是目前关于气体钻水平井注气量的计算仍是一个比较困难的问题,计算值与现场实际用值差距很大,给实际钻进带来了很多困难.对气体钻水平段的岩屑进行了受力分析,并应用散料力学和气体动力学,分析了不同岩屑堆积状态下不同井斜角、不同尺寸和不同摩擦系数时,岩屑堆积中边界岩屑起动对标准状况下气体速度的要求.认为不仅水平段钻柱贴近下井壁处岩屑携带困难,在大井斜角井段岩屑携带也很困难.该分析结果可为气体钻水平井有关流动计算提供理论参考.     

用连续油管钻水平井

得克萨斯南部的奥斯汀白垩地层是用连续油管钻成首批水平井的实验室。实践证明用连续油管钻水平井是可行的,目前已在钻井界引起了很大兴趣,这一新技术正在迅速发展。本文就Oryx能源公司首先用连续油管钻水平井的情况作一简要介绍。     

新型XPJQ系列下套管漂浮减阻器的研制与试验

为有效减小大位移井、长水平段水平井的套管下入阻力,保证套管的安全下入,研制开发了新型XPJQ系列下套管漂浮减阻器。基本的技术思路是,依据套管在下入过程中的受力大小、状态及影响因素,利用漂浮接箍或漂浮减阻器实现对水平段套管内部全掏空,以有效降低套管正压力、减小套管下入摩擦阻力。根据漂浮下套管技术及固井技术的要求,研制开发的新型下套管漂浮减阻器由1个主部件（漂浮减阻器）和4个辅助部件（可钻式防落物浮箍、高承压漂浮旋流鞋、剪销式套管清理器、防转碰压塞）组成。下套管漂浮减阻器地面试验表明,各功能都运行平稳,各项技术参数均达到设计要求。在胜利油田胜2-平17井的现场试验也表明,各部件工作正常,可实现漂浮功能。研究认为,新型XPJQ系列下套管漂浮减阻器性能可靠,可在大位移井、长水平段水平井推广应用。      

连续管井下减阻器研究进展

连续管井下减阻器能有效地减小连续管与井壁之间的摩擦阻力,提高连续管作业效率,延长连续管的水平进尺。重点对国外Thru Tubing Solutions公司的机械减阻器、Ander Gauge公司的轴向减阻器、Smith International公司的偏心减阻器、Baker Hughes公司的阀体减阻器和水力减阻器的结构、工作原理、技术特点及关键技术等进行了分析,并简要介绍了国内的涡轮减阻器和滚轮减阻器,在此基础上总结国内的发展现状并提出几点建议。研究内容对国内连续管井下减阻器的开发与应用有一定的借鉴作用。     

气体钻大斜度水平井最小注气量计算方法研究

针对气体钻井如何确定合理的钻井流体力学参数的难点。以前沿用的气体钻井参数计算方法，因其依据的假设条件带有局限性，其设计气量都比实际情况偏小。为此，通过钻铤与钻杆交界面、套管与裸眼交界面进行分析和判断，以空气钻井流体力学参数设计为依据。从力学分析入手，根据空气动力学翼型的气动特性，引入薄翼理论，对岩屑颗粒进行受力分析，探讨了气体钻大斜度水平井有效携带岩屑的最小排量问题。在此基础上，提出了计算气体钻大斜度水平井流体力学参数的方法和公式，并且利用数值模拟软件对井内环空压力分布规律、环空携屑能量分布规律进行了分析，确定了水平井携岩的最小气量。计算结果与油气田实际应用情况符合性较好。     

高温高压下水平井钻井中的气体扩散研究

使用油基钻井液的过平衡钻井中，气体扩散进入井内是气体进入井内的途径之一。在等温等压条件下，储层中甲烷扩散进入储层内井眼段的气体量与甲烷在钻井液中的溶解度、区域内分子扩散系数、储层特性、内外滤饼厚度及扩散时间等因素有关。文章以使用油基钻井液进行的钻井作业为研究对象，对82 ℃（43 MPa）温压条件下的气藏进行了相态计算，并计算了钻井液静置期间的气体扩散。为了使计算更为符合客观实际，把储层内井眼段的气体扩散区域划分为环空钻井液区、外滤饼区、内滤饼区、滤液滞留区，根据各区的不同参数，对钻井停顿期间储层中天然气经过滤液滞留区、内滤饼区、外滤饼区后进入环空区的扩散量进行了计算，采用有限元方法进行了数值求解。计算表明，所选取的时间窗口中扩散量随时间增长而增长，有效扩散系数对甲烷的扩散量敏感度较高。改善分子扩散系数、孔隙度和曲折度的精度可以有效提高气体扩散的预测精度。     

CB3-1双分支水平井钻井实践与认识

CB3-1井是长庆钻井总公司在长北气田承担的第一口双分支水平井,每一个分支设计水平段为2000m,钻探目的层为山西组山2段。文章介绍了该井井身剖面优化设计、套管开窗及裸眼侧钻等新技术,提出井眼轨迹控制、长裸眼段施工的技术措施及分支井所面临窗口再入等关键技术。总结出煤层段钻进的技术要点及适合长北区块的双分支水平井钻井液体系,PBL循环接头、AgitatorSub等先进井下工具的应用确保水平段穿越在最有价值的产层中,CB3-1井的开发对提高该区块的产能具有重要的作用。     

塔中四油田水平井钻井完井技术

塔里木盆地沙漠腹地的塔中四油田有3个高声、,其中402高点的CⅡ油组是一个块状底水油藏,均质段油层厚度大、物性好、夹层不发育、底水活跃、储量大,用水平井开发能防止底水锥进。从1994年4月至1996年2月,在近2年时间内完成了5口水平井,平均适斜,点井深3323.32m,平均村深4230.62m,平均垂深3593.50m,平均水平段长492.01m,平均水平位移785.62m,平均钻井周期195.46d,初卢原油都在1000t/d以上,稳产原油都在600t/d以上,生产50d就可收回全部钻井投资。文中介绍了优化并身结构和优化井眼剖面设计,着重加绍了直井段防科打直技术,造科段以动力钻具为主和以转盘钻为主的开眼轨迹控制技术,水平段以转盘钻配DTU导向钻具和PDC钻头为主的开眼轨迹控制技术,利用计算机预测井眼轨迹控制技术,钻井液和完井技术以及通过施工得到的几声、认识。     

松南气田火山岩气藏水平井钻完井关键技术研究

松南气田是中石化正在进行产能建设的重要气田,目前正采用水平井技术进行整体开发。该气田地质情况非常复杂,上部易缩径、掉块、垮塌并含有浅层气,下部地层坚硬、研磨性强、地温梯度高并含有水层;主力储层为火山岩,孔洞是主要的储集空间和储集类型,裂缝是沟通孔隙的渗流通道,易漏失、易污染并含二氧化碳。复杂的地质条件,给该气田施工水平井带来了钻井效率低、储层易污染、轨迹控制难度大、钻井液性能难维护、完井工艺复杂等难题。通过技术攻关,目前已成功钻成两口高产水平井。文章详细介绍了松南气田施工水平井的主要技术难点及关键技术。
     

气藏压裂水平井非稳态产能计算模型

结合气藏水平井压后裂缝形态特征和流体在裂缝中的渗流机理, 应用压降叠加原理和节点分析方法, 建立气藏压裂水平井非稳态产能计算模型, 用数值求解方法计算得到不稳定状态下的产能。通过实例计算, 揭示了压裂水平气井产能随时间的变化规律, 并对裂缝干扰和各裂缝流量进行了分析。结果表明： 压裂水平气井在进行不稳定产能分析时需要考虑裂缝干扰对产能的影响; 两侧裂缝的产量比中间裂缝的产量高。     

气藏多分支水平井产能的计算方法

基于文献3中所介绍的数学分析方法(保角变换、镜像反映、等值渗流阻力和叠加原理),以及水平井拟三维的求解思想,提出了气藏多分支不完善水平气井产能的通用计算公式.利用取代比这一概念,提出了一种利用气藏直井产能评价结果进行多分支水平气井产能评价和计算的方法.其结果可对气藏多分支水平气井的产能和影响气井产能的因素进行研究.该计算方法还可用于气田多分支水平气井开发的早期评价.运用本文所提出的方法,对海洋某气田水平气井产量进行了计算,与文献中计算方法结果相比,本文的计算值更加符合气田生产实际.     

河坝构造嘉二段高含硫气藏水平井旋转导向钻井技术

河坝构造嘉二段气藏储层埋藏深、厚度薄、非均质性强,气藏温度高、异常高压、含硫化氢,易井漏,水平井中靶及水平段轨迹控制难度大。根据嘉二段气藏的工程地质特征,优选旋转导向钻井技术进行水平段钻进,通过强化钻井液优选、摩阻与扭矩分析、钻具组合以及钻井参数优化,实现了准确中靶及水平段轨迹的精确控制,进尺2012m,平均机械钻速2.85m/h,提速提效明显,为河坝嘉二段气藏薄气层高效开发提供了新思路。     

成对平行水平井钻井完井技术

辽河油田为开采杜84块超稠油,试验用水平井蒸汽辅助全力泄油,钻成一对平行水平井,杜84平1-1井为采油井,在下方;杜84平1-2井为注汽井,在上方。先钻下方的采油井,后钻上方的注汽井。两口井完钻井深分别为1214.00m和1189.00m,入靶点垂深分别为796.81m和760.51m,水平段长分别为325.53m和307.71m,2口井水平段垂直间距最大11.98m,最小10.43m,技术套管下入油层10~15m,完井管柱均采用φ168mmTBS筛管和φ177.8mm盲管,并用悬挂封隔器挂于技术套管鞋以上30m处。文中主要介绍了地质情况、井身结构设计原则、井身剖面设计要求、造斜段和水平段井眼轨迹控制技术等。     

钻多分支水平井井下工具发展状况

应用多分支水平井勘探开发油气藏,比用直井效益更好。虽然其钻井成本比直井高,但是一口水平井往往可以取代多口直井,且具有相当于多口直非的产量。因此,90年代以来世界水平井钻井技术获得长足进步,包括多分支水平并应用大大增加,先进的水平并钻头、先进的井下钻井液马达、旋转导向钻井系统、遥控式可调直径的井下稳定器、新型短半径钻井系统、小眼井水平井钻井以及地质导向技术等。文中对此逐一进行介绍。