本期导读

<正>大位移井钻井技术是一种高精尖的钻井工艺,是当今定向井、水平井技术的综合系统工程,可广泛地应用于滩海油田、海上油田和地面条件极其复杂的油气藏的勘探开发。其较长的水平段位移导致井筒低边易于形成岩屑沉积床。因此,确保井眼环空清洁是贯穿整个水平井钻井过程的关键问题。相恒富等以相似系统理论建立了大位移水平井携岩实验装置,并根据颗粒雷诺数相似推导了实验装置与原型的参数相似关系,实验研究了环空返速等10个参数与无因次岩屑床厚度的变化关系,在此基础上采用非线性回归方法建立了大位移水平井稳态无因次岩屑床厚度方程。模型对于确定大位移水平井井眼净化最小携     

大位移井井眼净化的理论与方法

井眼净化是否良好直接影响到井眼摩阻、轨迹控制、钻井效率和安全钻井,直接关系到大位移钻井的成败,因此,井眼净化是大位移钻井的关键技术之一。从工程施工所需参数的角度定性的讨论衡量井眼净化的4个基本判别准则、从理论上推导出适用于现场井眼净化的一套计算方法,且分井段的讨论了在保证井眼净化良好条件下的临界机械钻速计算,并把井眼净化准则、相关计算和有关经验结合起来,得出了大位移井井眼净化工作程序,对现场施工具有指导意义。     

浅析大位移井井眼净化问题

本文对大位移井井眼净化问题进行简要分析并重点归纳了四类大位移井井眼净化的因素,同时介绍了一种国外先进的机械井眼净化设备,为国内的大位移井井眼净化技术的发展提出了期望和建议。     

中国海洋石油大位移井钻井技术现状及展望

大位移井是海洋油气资源开发的重要方式，可以减少生产平台的建造以及实施油气滚动勘探开发，近年来中国海洋石油大位移井钻井技术有了新发展。阐述了大位移井井眼轨道优化设计与定量评价、钻井液与含油岩屑处理、井眼高效净化与监测方法、降摩减扭安全钻井、套管高效下入等技术研究现状，总结了拟悬链线轨道设计、海上岩屑深度固控处理、井眼清洁监测方法、降摩减扭工具、管柱下入辅助工具等技术进展。在此基础上，对未来大位移井面临的需求和挑战进行了展望，指出应持续加大大位移井裸眼延伸能力、水力延伸能力、机械延伸能力的科技创新研究，进一步满足各海域边际油气田开发、老油田二次调整对大位移井技术的更高需求。     

海油陆采大位移井钻井技术

介绍了辽河油田首次施工的 15口海油陆采丛式大位移井的情况 ,分析了其施工技术难点 ,重点介绍了新技术的应用 ,包括导向钻井技术、PDC钻头、无线随钻 MWD、优化井身结构设计、大位移井清岩携砂井眼净化技术、摩阻与扭矩的随钻监测技术等。15口大位移井井身质量、固井合格率均为 10 0 % ,无事故及复杂情况 ,共节省钻井时间 3 5 5 d,节约费用 860万元。该项技术对开发浅海油田具有广阔的应用前景。     

海油陆采大位移井钻井技术

介绍了辽河油田首次施工的15口海油陆采丛式大位移井的情况,分析了其施工技术难点,重点介绍了新技术的应用,包括导向钻井技术、PDC钻头、无线随钻MWD、优化井身结构设计、大位移井清岩携砂井眼净化技术、摩阻与扭矩的随钻监测技术等。15口大位移井井身质量、固井合格率均为100％,无事故及复杂情况,共节省钻井时间355d,节约费用860万元。该项技术对开发浅海油田具有广阔的应用前景。     

环保可降解携砂技术破解深井／水平井携岩清砂难题

在大斜度井、水平井以及深井小井眼钻井过程中,钻井液难以高效携岩实现井眼清洁,会引起摩阻、扭矩增大,存在卡钻风险;岩屑被钻具反复研磨,导致钻井液劣质固相含量增加,影响流变性能。而常规重稠浆举砂清砂效率低,影响钻井液性能。随着水平井段长度延长,井眼清洁问题已成为制约长水平井勘探开发的瓶颈技术之一。亟需开展攻关。 1 . 创新研发 针对钻井液携岩困难的技术难题,创新研发钻井液环保可降解携砂剂并形成配套技术。环保可降解携砂剂可无害化降解,EC50≥ 30 000 mg /L;120 ℃下降解率达 90% 以上;对原钻井液性能参数影响小于 5% ; 浓度 0. 2% 携砂剂可使岩屑沉降速率降低 80% 以上,有效阻滞了岩屑沉降。     

涠洲油田大位移井井眼清洁技术及应用

大位移井稳斜角大、稳斜段长,钻井过程中岩屑在井筒中易堆积形成岩屑床,导致摩阻增大、起下钻困难、井下漏失甚至卡钻等井下复杂情况,因此,井眼清洁是实现大位移井作业安全与效率的关键技术之一。南海西部海域的涠洲油田滚动勘探不断获得突破,但区域内均以断块构造的边际油田为主,依靠海上周边生产设施实施大位移井开发,成为实现边际油田低成本开发的有效途径。面对涠洲油田井壁失稳问题突出、大位移井钻井井眼清洁难度大的挑战,参考幂律流体偏心环空模型,通过提高油水体积比降低强封堵型油基钻井液的流变性,稠度系数K降低41%;配合水力及钻井参数的优选,增大钻进中偏心环空的紊流区域;采用井眼清洁辅助工具等技术措施,实现钻井液的高效携岩,突破了大位移井携带岩屑困难的技术瓶颈。上述技术的应用,解决了涠洲11-4N油田高稳斜角大位移井井眼清洁技术难题,提高了钻井过程中的携岩效果,减少了辅助清洁井眼时间,为边际油田的大位移井开发提供了经验。     

欠平衡钻水平井岩屑运移可视化实验

随着我国薄层低压油气藏的开发需求,充气欠平衡钻水平井技术成为国内外钻井界关注的热点,井眼净化不畅造成钻具摩阻扭矩的增大严重制约着水平井眼的延伸能力,气液固复杂多相流动,特别是认识固相运移规律是欠平衡条件下岩屑运移的核心内容。为此,在分析水平井与直井多相流条件下的岩屑受力与运移规律异同的基础上,根据气液固流动机理以及大平面沙丘颗粒运移理论,利用大型多相流实验台架开展了水平井段岩屑运移可视化实验,研究岩屑受力、运移形式及动态运移规律,获得了井眼净化注液量、注气量、液体流速、岩屑浓度等数据,进而对比找到了模拟携岩临界速度与实测携岩临界速度的误差,用实测速度修正了水平井井筒携岩临界速度预测数学模型,研究出了能够满足现场施工设计需要的钻进和循环工况的携岩速度模型和岩屑动态运移规律,对于优化钻井施工参数以及降低钻井安全风险均有重要意义。     

埕海一区海油陆采钻井完井配套技术

大港埕海一区油田位于渤海湾沿岸的潍海地区,介绍了埕海一区海油陆采钻井完井综合配套技术,着重对大位移水平井的方案设计与优化,井口槽与丛式井井眼轨迹优化、井眼轨迹控制与测量、井壁稳定与井眼清洁、套管下入与完井技术等做了简要介绍.埕海一区形成的钻完井配套技术实用性强,可操作性强,其成功的经验,对于应用大位移水平井开发边际油田或丛式井组开发区块油田是个很成功的例证,证明了大位移水平井技术广阔的应用前景.     

大位移井钻井液关键技术问题

目前大位移井已成为开发边际油田的最有效手段之一,其中的钻井液技术关系到大位移井的成败.从降低摩阻和扭矩、保持井眼清洁、维持井壁稳定3个方面总结分析了大位移井钻井液的关键技术问题,并提出了相应的解决措施,同时综述了近年来国内外在大位移井钻井液关键技术方面取得的研究进展,最后预测了大位移井钻井液技术在未来一段时期的发展趋势.     

射孔完井方式下大位移井压裂裂缝起裂压力研究

压裂改造技术是实现大位移井经济高效开采的重要技术手段。大位移井压裂裂缝的起裂位置、裂缝初始方位和起裂压力是影响压裂施工成败和压裂效果的重要因素，近年来国内外对斜井和水平井的裂缝起裂机理研究较多，但对大位移井在射孔完井方式下的裂缝起裂研究未见报道。大位移井筒周围岩石实际受力状态非常复杂，裂缝起裂方向与最终扩展方向不尽相同，目前使用斜井或水平井甚至直井的破裂压力计算公式来设计计算偏差很大。文章利用广义平面应变理论和多孔弹性理论，综合考虑了孔隙度、孔隙压力和岩石抗张强度对压裂裂缝起裂的影响，基于两孔相交应力集中的力学模型建立了射孔完井方式下大位移井井壁处的应力场及起裂判断依据，获得了大位移井压裂缝起裂压力。将垂直井和水平井作为特例，所提供的大位移井压裂缝起裂压力通过数学简化，与文献公布的垂直井和水平井起裂压力计算公式完全一致。     

塔河油田第一口双分支水平井钻井工艺技术

TK908DH井是塔河油田第一口双分支水平井,同时也是国内最深的一口双分支水平井.该井在施工过程中,通过采用井眼轨迹控制技术、钻井液工艺技术,使该井井眼轨迹达到了设计要求,成功地解决了双分支水平井的润滑、携砂、井眼清洁问题,从而为今后我国深井分支水平井的发展提供了宝贵经验.     

苏里格气田大位移水平井钻井液技术

苏里格气田安定组、直罗组、石千峰组和石盒子组泥岩地层易发生严重井壁垮塌,且因水平位移大、水平段长、井眼小易导致井眼清洁与润滑问题。针对苏里格气田的地质构造、岩层特性和水平井的井身结构特点进行了研究,对石盒子泥岩地层取样做了全岩矿物分析和黏土矿物分析,找出了影响井壁稳定的原因。针对苏里格地区地质特点、井身结构及保护油气层的要求,系统地分析了水平气井施工的钻井液技术难点,提出分地层采用不同的钻井液体系,并对钻井液处理方法与钻井施工的技术措施进行了阐述。4口高难度水平井的安全施工表明,苏里格气田大位移水平井钻井液技术能满足该地区大位移水平井施工的需要,可为高效开发苏里格气田钻井施工提供支持。     

桩1291HF大位移井钻井液技术

针对桩129-1HF井摩阻扭矩大、携岩困难、井壁失稳突出等问题,在分析大位移井钻井中钻井液技术难点的基础上,通过评价悬浮剂CDXW的悬浮能力和携岩能力、高效润滑剂 BH-1 在常温和高温高压条件下的润滑效果,以及优化粒度级配、优选页岩抑制剂,形成了铝胺基聚磺钻井液,并对其性能进行了评价.结果表明,铝胺基聚磺钻井液的API滤失量小于3mL,高温高压滤失量小于10 mL,动塑比在0.5以上,黏附系数小于0.05,说明该钻井液抗温性能好,携岩能力强,润滑性能可以满足大位移井的润滑要求.桩129-1HF井使用铝胺基聚磺钻井液钻进的井段,起下钻正常,没有发生井下故障,三开油层段平均井径扩大率仅为3.85%,钻井周期比设计周期缩短了22.09 d.这表明铝胺基聚磺钻井液具有良好的携岩能力、润滑性和抑制性,能有效解决大位移井井眼清洁效果差、摩阻和扭矩大等问题.      

连续管水平井冲砂洗井水力计算研究

连续管冲砂洗井技术在水平井的应用由于砂粒运移模型复杂化而受到限制,拟建立实用的连续管水平井冲砂洗井水力计算模型,得到采用砂粒粒径范围来判断的竖直井筒砂粒沉降末速度计算模型,并指出应考虑颗粒群干扰沉降影响。同时,还探讨了连续管水平井筒临界携岩速度计算模型,提出了水平井筒临界携岩速度为竖直井筒砂粒沉降末速度的6倍模型,并以此为依据计算了连续管水平井冲砂所需最低流量,所得结果对现场作业有一定的指导意义。     

水驱油藏水平井技术经济界限的确定方法

国内外对于水平井单井技术经济界限的研究相对较少, 缺乏系统而实用的确定方法。依据水平井开发的现场实际情况, 通过对水平井单井产量变化规律的分析, 以及非线性盈亏平衡原理, 推导出水平井投产初期的单井产量和水平井控制地质储量的经济界限计算方程。将该方程与水平井产量预测公式和水平井控制地质储量公式相结合, 不仅可以判别采用水平井进行开发是否具有经济效益, 而且可以应用于水平井开发优化设计, 因此该方法对于指导油田有效开发具有重要的理论和实践价值。     

页岩气水平井井眼清洁评价研究

川渝地区页岩气水平井环空岩屑浓度增加和岩屑床的产生会使井眼清洁程度变差,导致卡钻等事故,需要加快井眼清洁评价方面的研究.鉴于此,根据页岩气钻井现场所用油基钻井液数据,利用切应力误差法和相关系数法优选出适用于该地区的油基钻井液流变模式——卡森模式,建立了环空岩屑颗粒启动临界流速模型和岩屑床厚度分布模型.以CNH17-2井...     

南海超大水垂比大位移M井钻井关键技术

为开发南海东部某油田边际油藏,设计了一口水垂比高达4.90的大位移井M井,钻井过程中面临储层埋深浅、稳斜裸眼井段长、安全密度窗口窄、井眼清洁困难和套管下入摩阻大等技术难点。通过研究与应用井眼轨迹控制、井身结构优化、井筒当量循环密度ECD控制工艺和安全高效下套管工艺等技术,顺利完成了该井的钻井作业。应用结果表明,五开井身结构显著提高了井壁稳定性;使用连续循环阀系统及岩屑床破坏器,井底ECD变化率降低至小于1.9%;应用漂浮下套管及全掏空旋转下尾管工艺,顺利下入?244.5 mm套管×4 200.00 m及?177.8 mm尾管×5 772.00 m。超大水垂比大位移井钻井关键技术在M井应用后,创下了中海石油海上油田最大水垂比大位移井钻井作业纪录,为后续类似大位移井的开发积累了经验。