欠平衡钻磨桥塞施工工艺

××井桥塞座封于井浅处,下桥塞前下层测试时井口最高关井压力达到46.8MPa,桥塞下部气体的上顶力达85.4t。由于钻具重量远远低于下部气体产生的上顶力,靠泥浆液柱压力来平衡该力不可行,在钻桥塞与下部井筒连通瞬间,下部压缩高压气体瞬间释放将会出现一个极大的上顶力推动井内钻具急速上行,给地面井控工作带来极大的困难和风险。同时受井控要求限制,钻扫参数选择余地小,钻扫时加钻压困难,钻扫桥塞时间长;且套管磨损加剧,影响正常井控。通过对井口装置及施工工具的优化选择,确定了一套合理的施工工艺方案,确保了此次欠平衡钻磨桥塞成功完成,为以后类似井况的施工积累了宝贵经验。     

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。     

井下动力钻具滑动钻进钻桥塞钻头加压技术

在定向井和水平井钻桥塞时,为了减少磨损,可以采用井下动力钻具滑动钻进,钻头加压技术成了关键。应用钻柱拉力扭矩模型向司钻提供了包含桥塞深度、不同摩擦因数下的下钻到底时的大钩负荷和加不同钻压时的大钩负荷的钻压控制参考表。司钻根据下钻到底时的大钩负荷从表中找到所加钻压对应的大钩负荷,然后下放钻具,让大钩负荷与设计值一致,加上钻压。现场4口井钻桥塞过程中,没有观察到明显的托压现象。     

可钻桥塞套铣捞筒的研制与应用

为了解决可钻桥塞完成后期处理后井下不留落物的问题,研制了一种可钻桥塞套铣捞筒。该捞筒主要由套铣筒、捕捞爪和压簧蓄能装置组成,能够在套铣可钻桥塞之前首先抓住桥塞心轴外露部分,在处理掉自锁装置和上卡瓦后使可钻桥塞其余部分松动解卡与可钻桥塞套铣捞筒一体随管柱起出。现场应用22口井,施工成功率100%,该套铣捞筒在完成可钻桥塞后期处理后井下不留落物,为将来油层的重新认识和二次开发打下良好基础。     

小直径桥塞及注灰一体化工艺管柱设计与应用

为满足部分套管变形油水井封堵底部层 ,生产上部层位的措施要求 ,研制了Y4 5 3—10 5小直径可钻桥塞、ZYYT— 10 6液压投送注灰一体化工具。施工作业时 ,利用油管把小直径液压投送工具和小直径可钻桥塞输送到目的层后 ,由水泥车憋压坐封桥塞 ,实现封堵。当需要时 ,坐封桥塞后 ,不起出投送管柱就可进行注灰 ,实现无电缆打塞倒灰工艺。试验证明 ,这种工具及管柱工艺成功率达 10 0 % ,操作简单 ,安全可靠 ,密封有效期长。     

Y453防中途坐封高压可钻桥塞技术

在油田勘探和开发的上远试油、选层压裂、酸化及封堵底水等工艺措施中，可钻类桥塞的应用是较为广泛的。一种防中途坐封可钻高压桥塞，保留了常规可钻桥塞的性能优点，同时突出了其防中途坐封的特性，为可钻桥塞的施工降低了风险，提高了其施工成功率。     

长庆油田水平井体积压裂工具发展浅析

长庆油田致密油资源丰富,水平井钻井及体积压裂工艺是主要开发方式,而体积压裂工具是工艺实现的关键。通过对前期水平井分段改造管柱及配套工具对比分析,结合体积压裂工艺在作业排量、多簇射孔方式等方面对工具的要求,重点介绍了水力喷射分段多簇体积压裂工具、大通径快钻桥塞压裂工具和可开关套管滑套压裂工具。结果表明,在139.7mm套管固井完井条件下,当施工总排量低于8m3/min时,水力喷射分段多簇体积压裂工具具有操作简单、作业成本低的优点,成为长庆油田水平井体积压裂主体工具,已规模应用505口油田水平井;当施工排量超过8m3/min时,则采用大通径快钻桥塞压裂工具,该工具压后无需钻磨,可直接放喷、投产,已在长庆油田应用井数42口;而可开关套管滑套压裂工具不仅可以满足大排量压裂改造,还考虑了后期分层测试以及找水、堵水、重复改造等需要,将是最具有发展潜力的工具,它代表着体积压裂工具的发展方向。     

一种新型裸眼可钻桥塞的研制与应用

乍得潜山油藏封层上返试油通常采用打悬空水泥塞工艺。因潜山裸眼段裂缝发育,打水泥塞时会出现水泥浆漏失、水泥塞面位置难以控制等现象,致使注水泥塞一次成功率低及深度不准。针对这一问题,研制开发出一种新型工具——裸眼可钻桥塞,并联合注灰进行封层作业,从而简化潜山裸眼封层工艺,提高封层施工成功率,实现裸眼段准确定位封堵。经过现场实验,该工具达到了预期封层目的,满足现场施工需要。     

对可溶压裂桥塞设计的建议

泵送桥塞射孔联作工艺是水平井分段压裂最常用的工艺之一,其前期使用的核心工具复合材料可钻桥塞存在多级使用或套管变形后,钻除风险大的问题,研制不需钻塞的可溶压裂桥塞,节约了时间、成本,降低了风险.针对两种常见可溶桥塞,阐述了其组成、原理、优势、关键参数.对其提出了设计原则和建议,采取小外径、防误坐封机构等设计,保证"下得去...     

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。     

井口钻塞加压装置的研究与应用

用螺杆钻具钻近地面的水泥塞及桥塞等塞面时,因钻塞管柱自重轻,钻压不能有效作用在钻头处,不仅塞面无法钻穿,而且螺杆钻具产生的反扭矩也无法控制,施工过程中钻进效率低且存在安全隐患。为此,研制了井口钻塞加压装置。该装置利用小修作业设备即可将近地塞面钻穿,同时可安全控制塞面钻穿时的井内压力及螺杆钻具产生的反扭矩。井口钻塞加压装置在大港及江苏油田共应用11口井,成功率100%;该装置简化了施工作业工序,确保了现场作业的安全性,有效提高了生产时效,降低了作业成本。     

天然气藏欠平衡水平井钻井技术在HW801井的应用

HW801井是新疆油田第1口采用欠平衡方式实施的天然气藏大位移水平井,也是新疆油田首次部署水平段长达1000 m左右的水平井。长水平段延伸钻进中存在钻具摩阻、扭矩大,井眼净化困难,容易形成岩屑床,轨迹控制效率和精度低,采用液相欠平衡控压钻井作业,如何有效实现井控目标等技术难题。通过优化钻具组合和钻井参数,保证了钻压的有效传递,井眼轨迹平滑;FJQ-245型井下封井器和双节流管汇的合理应用,实现了三开全套欠平衡钻井作业;利用固控设备来控制好钻井液性能,以"净化"保"优化",满足有效携岩的要求。通过解决以上难题,HW801井安全钻进至井深3358 m,其中水平段长1051.92 m,为以后欠平衡大位移水平井钻井提供了成功经验。     

吉木萨尔页岩油藏超长水平井水平段长度界限研究

页岩油气开发实践表明,较长的水平段有利于提高单井控制储量与经济效益。与美国相比,中国页岩油气埋藏深度相当,但水平井的水平段长度差距较大。优化钻井技术、提高水平井水平段长度已成为现阶段中国非常规油气藏水平井钻井技术难题之一。以吉木萨尔页岩油藏超长水平井为例,分析了制约水平段长度的关键因素,包括额定泵压、钻井液安全密度窗口、钻柱和套管屈曲等,推导了水平井管柱摩阻-扭矩计算模型。基于吉木萨尔页岩油藏JHW00421井地质条件和现有钻井设备工艺参数,优化了井眼轨迹与钻具组合,研究了避免钻柱与套管屈曲的技术条件,制订了水平段长度为3 500 m的钻井技术方案,该井最终完钻井深为5 830 m,水平段长度为3 100 m,达到钻井方案设计要求。该项技术为页岩油藏超长水平井的实施提供了技术参考。     

基于复合材料桥塞的水平井套管分段压裂技术

介绍了基于复合材料桥塞的水平井套管完井分段压裂工艺管柱结构、工艺过程和关键技术。阐述了该工艺管柱中关键部件——复合材料桥塞和电缆坐封工具的结构、工作原理及性能特点。现场应用情况表明,复合材料桥塞可正常坐封丢手,射孔发射率100%,平均每个复合材料桥塞钻铣时间为30 min,达到国外标准;水平井套管分段压裂管柱结构合理,工艺优良,性能可靠,能够满足页岩气水平井射孔压裂联作的分段完井要求。建议进一步优化钻铣复合材料桥塞工艺和工具,扩充桥塞尺寸规格,使其形成系列化,以满足油田不同规格套管的需求。     

普光3井防斜打直技术

普光3井上部地层属于高陡构造,地层倾角大,极易发生井斜,地层可钻性差,憋跳钻严重,防斜打直是上部地层施工的难点。该井在施工过程中应用了钟摆钻具组合、大尺寸钻铤组成的塔式钻具组合和螺杆钻具组合。应用效果表明,钟摆钻具组合在表层钻进时,防斜打直要求钻压很小,因此制约了钻井速度;大尺寸钻铤塔式钻具组合防斜效果较好,匹配合适的钻井参数并优选钻头,则能有效提高钻井速度;螺杆扭方位钻具组合是一种较积极的防斜打直措施,有必要进一步探索。     

元坝气田HF-1陆相深层页岩气井分段压裂技术及效果

陆相深层页岩储层的改造难度比普通浅层页岩储层更大,其主要的改造措施是以水平井加上大型分段压裂为主。元页HF-1井便是四川盆地元坝气田的1口陆相超深页岩气水平探井,完钻斜深4 982m,垂深3 661.80m。为此,在分析陆相超深页岩储层改造技术难点和试验研究的基础上,优选出一套适用于本井储层改造的技术方案:采用自主研发的复合压裂液和压裂工艺技术,进行大排量、高砂比、大砂量、多级可钻式桥塞封隔分段压裂改造。除第一段采用连续油管射孔、光套管压裂外,后续各段均采用地面泵送"电缆+射孔枪+可钻桥塞"工具串,入井至预定位置,电缆点火座封、桥塞丢手后上提射孔枪至射孔位置进行射孔,随后进行分段压裂,施工结束后快速钻掉桥塞进行测试。现场实践结果表明:超深页岩气储层压裂达到了"一天两段压裂"的目的,刷新了施工排量最大、单段加砂量最大、平均砂比最高、钻塞时间最短等17项国内页岩油气井压裂作业施工技术指标。该井的储层改造成功为以后国内深层页岩气水平井实施大型分段压裂改造积累了技术及现场施工经验。     

联30-1定向井钻井技术

联30- 1定向井的目标点位于京杭大运河底,受地面条件的限制,该井设计为1口水平位移达2108.73m的定向井。采用ZJ45钻机及常规定向井施工技术进行施工,配备了双立管、高频线性振动筛、双离心机等设备,优化了井身结构、井身剖面及固井设计,应用了有线随钻、无线随钻、导向钻具、倒装钻具、复合金属离子聚合物防塌钻井液、PDC钻头钻进等先进的钻井技术,顺利完成了钻井任务。该井实钻斜深3590m,垂深2762.56m,最大井斜角51.10°,钻井周期47d,全井无事故、复杂情况发生。联30- 1井的钻井实践证明,只要技术措施得当,利用常规的钻井技术和设备,能够完成水平位移小于2500m的定向井施工。     

涪陵焦页18-10HF井水平段高性能水基钻井液技术

焦页18-10HF井是中石化在涪陵页岩气田部署的一口开发井,完钻井深4560 m,水平段长度1378 m。该工区三开井段页岩脆性矿物含量高,微纳米级孔隙裂缝和层理发育,一直使用油基钻井液应对井下复杂情况。针对龙马溪五峰组页岩裂缝发育等特性,通过核心处理剂端胺基聚醚抑制页岩表面水化,植物油酰胺极压减摩剂有效润滑减阻,纳米封堵封固,构建了JHGWY-1高性能水基钻井液,页岩滚动回收率大于98%,极压润滑系数0.16,钻井液封堵泥饼承压超过10MPa,满足龙马溪五峰组页岩微裂缝发育、脆弱胶结面对封堵封固及水平段润滑减阻要求。该体系首次在涪陵工区的焦页18-10HF井三开井段代替油基钻井液,在设计垂厚10 m、实钻8~10 m的五峰组中顺利穿行,起下钻畅通,钻完井顺利。该体系表现出良好的流变性、低滤失量和稳定页岩井壁能力,完井作业顺利,满足了该井三开钻完井工程需要。      

Modern Shale Gas Horizontal Drilling： Review of Best Practices for Exploration Phase Planning and Execution

The challenging characteristics of shale formations often require horizontal drilling to economically develop their potential. While every shale gas play is unique, there are several best practices for the proper planning and execution of a horizontal well. In planning a horizontal well, the optimal method and technology for building inclination and extending the lateral section must be determined. Properly specified logging-while-drilling tools are essential to keep the wellbore within the target formation. Planning must also focus on casing design. Doing so will help ensure stability and enable reliable and productive completions. Shales pose a challenge for these elements of well planning due to their thin strata and potentially low mechanical competence when foreign fluids are introduced. Once a plan is developed, executing it is even more important to prove a viable exploration program. Fast, efficient drilling with wellbore control and minimal torque and drag should be the priority. This may be achieved by focusing on fluid hydraulics and rheology and bottom hole assembly. Managed pressure drilling （MPD） will help fast drilling, well control and stability. IfMPD can be combined with new generation rotary steerable systems that allow the drill string to maintain rotation, impressive efficiencies are possible. Modern drilling parameter analysis represents the newest opportunity for executing shale gas horizontal wells. A method for ROP analysis to improve operational parameters and equipment selection is also proposed.