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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。     

定向随钻扩眼技术在塔河油田侧钻水平井中的应用

针对塔河油田井身结构侧钻开孔尺寸受限、固井环空间隙小、地层压力系统复杂等难点,决定采用斜向器开窗侧钻定向随钻扩眼技术,与膨胀管和小井眼水平井钻井技术相配套结合,同时验证定向随钻扩眼技术在塔河油田深井应用的可行性。定向随钻扩眼技术可在套管尺寸不变的情况下,增加套管环空间隙,扩大井眼尺寸,提高固井质量,给后续的完井和采油作业提供有利条件。     

国内外小井眼固井技术研究现状

由于小井眼井可显著降低钻井成本,因此在国内外应用较广。但小井眼井具有井眼尺寸小、环空间隙小的特点,所以小井眼井固井难度较大,这限制了小井眼井的推广应用。为促进小井眼井固井技术的发展,在总结小井眼井钻井与固井特点的基础上,分析指出其固井技术难点主要集中在套管居中度不高、环空摩阻大、顶替效率低、水泥环力学性能要求高、施工工艺设计困难和工具简单等。对国内外在小井眼井固井的研究现状进行了综述,在分析水泥浆体系、套管居中技术、环空间隙问题、扩眼工具和施工工艺的研究现状的基础上,指出现有技术的不足在于水泥浆技术不成熟、固井工具缺乏现场应用,施工工艺自动化程度低等。为此提出了提高小井眼固井质量技术建议,包括提高套管居中度技术、套管安全下入技术、水泥浆性能技术、随钻扩眼技术和施工工艺技术等。     

官8—9K侧钻井小井眼扩孔技术

对于在Ф139．7mm油层套管开窗侧钻下Ф101，6mm尾管完井的小间隙侧钻井，固井完井质量难以保证一直是困扰侧钻井开发的难题。为此研制了Ф（118—120）mm井眼水力扩张式裸眼扩孔器，并在官8—9K等小井眼侧钻井完井施工中实施了扩孔作业，取得了较好的效果，扩孔工具工作平稳，扩孔机械钻速接近裸眼钻进机械钻速的2倍，扩孔后平均井径为152．23mm，井眼质量较好，固井质量得到了保证。     

小井眼钻井技术在页岩气井的实践与认识

随着南川页岩气田的持续开发，井位部署逐步向地质构造复杂区拓展，钻井难度及降本压力也在逐渐增大。以JY20XHF井为例，该井前期由于二开钻遇志留系小河坝组裂缝发育地层，与目的层龙马溪组处于同一裸眼井段，存在“上漏下垮”现象。为实现该井高效完井，应用尾管封隔上部易漏层，采用?152.4 mm(6 in)小井眼钻进目的层。而小井眼钻井存在环空间隙小、井下压力波动大、井眼携砂困难、定向工具面不稳及固井难度大等施工难题，为此开展了小井眼水力参数、轨道设计、高效钻头、钻具组合、防漏堵漏、固井工艺等相关技术的优化与实践。现场应用表明，JY20XHF井?152.4 mm(6 in)小井眼造斜段和水平段施工周期较设计周期节约24.1%,目的层钻遇率达到95%。JY20XHF井小井眼钻井的成功实施，为渝东南常压页岩气水平井小井眼钻井积累了宝贵的经验，同时对后期该地区页岩气水平井井身结构瘦身优化提出了2套方案，可进一步开展工具优选与参数工作，以实现提速降本的目标。     

小井眼微间隙井完井技术

采用φ139．7mm小井眼礅间隙钻井施工可以降本增效，但其完井作业具有特殊的技术要求，间隙小，施工压力高成了制约这类井固质量的因素。作者在分析小井眼微间隙完井技术难点基础上，从井眼轨迹控制及完钻后的扩眼，钻井液性能的控制、使用低失水微膨胀抚气窜性能好约水泥浆体系、尾管的下人及悬挂拨术等方面，阐述小井眼微间隙完井的关键技术及现场实施的经验总结。     

官8 - 9K侧钻井小井眼扩孔技术

对于在Φ139.7 mm油层套管开窗侧钻下Φ101.6 mm尾管完井的小间隙侧钻井,固井完井质量难以保证一直是困扰侧钻井开发的难题.为此研制了Φ(118～120)mm井眼水力扩张式裸眼扩孔器,并在官8-9K等小井眼侧钻井完井施工中实施了扩孔作业,取得了较好的效果,扩孔工具工作平稳,扩孔机械钻速接近裸眼钻进机械钻速的2倍,扩孔后平均井径为152.23 mm,井眼质量较好,固井质量得到了保证.     

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。     

长庆小井眼丛式井固井技术

小井眼固井由于其井眼尺寸小、环空间隙小,给固井作业带来较大困难,常规固井技术难以保证其固井质量。针对长庆油田小井眼井浅、地层低压低渗、油层有底水或油水同层、丛式开发等具体特点研究出的小井眼固井实用技术,在现场应用中见到了良好效果。重点论述和介绍了该技术的工艺、水泥浆等方面的研究成果和在现场应用情况。     

液压扩眼器设计及井下试验验证

为了降低小井眼钻井作业风险,提高固井质量,对152.4 mm井眼液压扩眼器结构原理和力学性能进行了研究,并制作了样机。152.4 mm井眼液压扩眼器主要由上接头、螺旋扶正套、环形剃刀组件、固定套、摩擦环及下接头等组成。对样机的压耗、刀翼张开、刀翼自动收回及强制收回等功能进行了验证,同时对扩眼效果进行了预评估。验证结果表明,该液压扩眼器的压耗约为1.38 MPa,小于计算的最大压耗1.96 MPa,满足现场作业需求;液压扩眼器能够实现正扩眼、倒扩眼和随钻扩眼作业,正扩眼和倒扩眼井径均达到190.5 mm以上,井径较规则,扩眼效果较好;在随钻扩眼中,刀翼张开最大扭矩达到14 kN·m。     

非常规超深井井身结构在LG61井的应用

四川盆地北部LG西区地质情况复杂,以二叠系为目的层的井深度一般都在6000m以上,地层压力高,钻井液密度均在2.00g/cm3以上,喷漏显示频繁。为了解决这一难题,提出LG61井采用非常规的超深井6开制井身结构,LG61井设计井深6690m。主要采用了如下的钻井工艺技术措施:①小井眼采用特殊小接头88.9mm钻杆,以提高强度;②在小井眼井段,采用了PDC钻头,保持适当的钻压和转速,严格控制扭矩;③在确保井控安全的前提下,尽量降低钻井液密度;④219.1mm、168.3mm、114.3mm套管均采用高强度耐腐蚀无接箍套管(尾管悬挂),小间隙防气窜固井技术;模拟套管刚度特殊通井,经比较套管与钻柱刚度与外形尺寸,摸索出一套非常规井身结构的通井钻具组合,确保套管在小间隙情况下,顺利下至预定井深。该套成功的钻井技术为同类非常规超深井井身结构的设计和施工提供了借供了借鉴与参考。     

东海西湖区块高温高压深探井井身结构优化

为解决东海西湖区块原有井身结构存在的问题及井壁稳定差、井下故障多等问题,参考海上常规探井自上而下的井身结构设计方法,根据地质必封点和地层压力分布确定技术套管的尺寸、层次和下入深度;根据地质目标、井控能力和完井测试要求确定表层套管和完井套管的尺寸和下入深度.优化后的井身结构为:φ508.0 mm表层套管下至井深600.00 m左右,封固不稳定地层并建立井口,提供充足的井控能力;φ339.7 mm技术套管加深下至井深2 400.00 m左右,封固不整合面和煤层等不稳定地层;φ244.5 mm技术套管加深下至井深4 000.00 m左右,封固压力过渡带,保证打开储层时具有良好的承压能力;同时,在2 400.00~4 000.00 m井段备用φ298.4 mm技术套管封隔特别复杂地层,避免深部出现小井眼井段和储层测试困难的现象.东海西湖区块的2口直井采用了优化后的井身结构,与采用原井身结构的邻井相比,优化后的井身结构成功封隔了复杂地层,有效减少了井下故障,避免了钻井工程事故的发生,实现了安全高效钻井.      

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在深井和硬地层钻井中，地质构造复杂、地层倾角大、地层研磨性强，机械钻速低、钻具失效严重，钻柱设计是其中的制约因素之一。为此，文章提出以钻柱的强度和沿程水力损失为依据，对深井、强化钻井钻柱设计进行了探讨。针对Φ127 mm钻杆在深井、强化钻井的不足，提出采用Φ139.7 mm或Φ149.2 mm钻杆；对深井尾管段小井眼，针对88.9 mm钻柱的不足，提出采用Φ102 mm钻杆。同时,以钻杆材料的力学性能为例，指出在正确认识API标准的基础上，制定高于API标准的企业标准势在必行。     

中国石化集团钻井技术现状及展望

随着勘探领域的不断扩大和剩余储量的挖潜，钻井施工存在高陡构造防斜打快、裂缝性地层井漏严重、井壁失稳坍塌、长裸眼小井眼固井、深井小井眼完井、含硫化氢井的井控及防护等难题．中国石化集团通过近几年的技术攻关研究与推广应用，深井超深井钻井、水平井钻井、欠平衡钻井、盐膏层钻井、新型钻井液、保护油气层、固井工艺等技术水平大幅度提高，钻井速度和质量不断提高。介绍了中国石化集团钻井技术的现状，分析了中国石化集团钻井面临的主要技术难点，展望了钻井技术的发展趋势，指出应整合推广应用成熟钻井技术．研究攻克钻井生产中的“瓶颈”技术，进一步开展深井超深井、防斜打快和垂直钻井、超高压喷射、地质导向、分支井复杂井钻井、完井工艺等技术研究，进行连续管钻井、套管钻井、欠平衡钻井完井、智能钻井等前瞻技术研究，以提高中国石化集团的钻井技术水平。     

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。     

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。     

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完井工程是石油天然气勘探开发工程中的重要环节，是衔接钻井和采输石油天然气工程而又相对独立的工程。川西深层（三叠系须家河组） 下步勘探开发的要点 ，以及近几年完成的9口井在完井工艺技术方面均存在一定问题，直接影响了川西深层气藏的储层评价和开采。为此，文章参阅国际国内完井工艺技术发展状况，较系统地收集了川西近几年完钻井的资料，结合川西深层钻探实际进行了认真分析，认为川西深层不确定因素较多、油气水关系复杂，选择合理的完井技术显得更重要，并认为川西深层不宜采取先期裸眼衬管完井方式，建议川西深层钻井应优化井身结构设计，宜采用后期（尾管悬挂固井）射孔完井方式，应考虑对Φ149.2 mm小井眼采取随钻扩孔措施，提高固井质量，以实现后期分层射孔测试和储层改善，获得较好的油气成果。     

深井固井的若干问题

讨论了深井固井的几个问题，包括长封固段顶部水泥抗压强度的最新ISO标准方法、注水泥温度、窄环空固井带来的问题、深井钻井液、固井液的流变性及流变性试验方法、水泥环的收缩及工程设计问题、深井钻井液与完井液对水泥环及套管的腐蚀研究、深井堵漏问题、特高温固井的低密度水泥浆体系。