中短半径水平井弯壳螺杆钻具造斜率预测方法研究

准确的造斜率预测是侧钻中短半径水平井成功的关键。根据中短半径水平井的特点,提出了用极限曲率法和修正的三点定圆法来预测弯壳螺杆钻具的造斜能力,并对典型螺杆钻具的造斜率进行了预测和敏感性分析,以指导螺杆钻具的设计、选择和井眼轨迹控制。文中所述两种预测方法可较好地预测工具的造斜率,能满足中短半径水平井的需要,并得到了现场验证。     

塔河油田侧钻短半径水平井技术

塔河油田创始短半径水平井造斜井深在5300m以下，施工难度大。文中结合塔河油田创始短半径水平井的设计与施工情况，总结了新疆塔河油田通过对井下工具、仪器的改进及工艺技术配套，进行短半径水平井作业的成功经验，探讨了短半径水平井中井眼轨迹控制技术、高造斜率下始具的受力分析、始具造斜率预测方法研究、摩阻扭矩分析等多项技术难题，并给出了相应的技术措施。塔河油田短半径水平井的成功始成并获得良好的产能，使国内水平井钻井技术迈上了新的台阶；创造出的多项目内水平井钻井记录，为国内深井短半径水平井钻井技术的进一步发展奠定了基础。     

哈萨克斯坦浅层稠油井侧钻短半径水平井技术

应用套管开窗侧钻短半径水平井工艺技术对老井进行改造，可有效开发老井未受控面积内的储油和死角残余油，恢复并提高单井产量和终极采收率。2004年至2005年CNPC新疆石油管理局在哈萨克斯坦北布扎奇油田浅层碉油油藏成功实施NB31、NB30两口套管开窗侧钻短半径水平井，NB31、NB30井投产获得高产能，该项技术也获得了哈国方面的一致肯定。对这两口侧钻短半径水平井钻井工艺技术进行介绍，也为今后这项技术在国内油田的推广应用提供成功经验。     

塔河油田TH12328CH长靶前位移中短半径水平井钻探实践

塔河油田常规中短半径水平井靶前位移为40~50 m,造斜率控制在(1°~1.5°)/m。TH12328CH侧钻水平井为避开一个溢漏并存的定容体腔,靶前位移长达395 m。针对该井井身轨迹控制难度大,测量仪器性能要求高,钻压传递困难,极易发生出新眼及钻具疲劳断裂等事故难点,介绍了该井井身剖面设计、开窗试钻、井身轨迹控制、优快钻井技术等方面措施。钻探实践表明:3°单弯螺杆是塔河油田中短半径侧钻水平井的理想选择;短无磁测斜工艺可提高井底轨迹预测精度;采用柔性倒装钻具组合、优选仪器、下钻分段循环降温、下钻遇阻摆原工具面位置进行划眼等措施,保证了施工安全。     

小井眼侧钻短半径水平井钻井技术

侧钻短半径水平井与常规中、长半径水平井相比较除具有提高油气采收率共性外,还具有成本低、周期短、见效快等特点。从侧钻短半径水平井施工特点、剖面设计、开窗工具及开窗方式的选择、轨迹控制、测量方式及测量工具的选择以及钻井液设计等方面对小井眼侧钻水平井技术进行了介绍,并结合实钻经验给出了各阶段相应的钻具结构和技术措施及注意事项等,采用小井眼侧钻短半径水平井钻井技术,对塔河油田奥陶系油藏进行了勘探开发并取得圆满成功,取得了较好的效果。对今后同类型井的钻井设计、施工有一定的指导和借鉴意义。     

塔河油田侧钻短半径水平井技术

分析了塔河油田侧钻短半径水平井的难点，详细介绍了该油田侧钻水平井施工措施和注意事项，并以TK406CH井为例，介绍了该技术的现场应用情况。该油田20余口干井和老井的测钻施工表明，侧钻短半径水平井技术对干井或老井挖潜具有重要意义，值得进一步推广应用。     

针对哈国侧钻超短半径水平井的工艺技术

CNPC-阿克纠宾油气股份公司下辖扎那若尔油田，开发目的层为石炭系油层，主要采用直井开发。目前该油田共计有110多口报废老井，单井产能偏低，采用套管开窗侧钻井技术特别有利于老油气田的挖潜开采。曲率半径40m的侧钻短半径水平井因其超高的造斜率给钻井施工带来一系列困难。该文针对哈国65/8″套管侧钻短半径的技术特点，介绍了主要配套技术的研究内容，根据490及207井的试验情况，提出了下一步的研究发展方向。     

TK406H侧钻短半径水平井钻井工艺技术

TK40 6H侧钻短半径水平井是西北石油局在塔河油田利用已钻无产能直井井眼侧钻钻水平井而布署的第一批短半径水平井 ,也是国内目前已钻的最深的短半径水平井 ,设计侧钻造斜井深在 5 30 0m以下 ,施工难度大 ,该批短半径水平井的钻成并获得良好的产能 ,使国内水平井钻井技术迈上了新的台阶。本文主要从该油田短半径水平井钻井的技术难点入手 ,对TK40 6H侧钻短半径水平井的设计和施工进行了分析和阐述 ,并通过主要工艺技术分析 ,阐明了技术实施的着眼点和配套的技术措施     

侧钻水平井裸眼侧钻工艺技术

在侧钻水平井施工作业中,常因地质设计整,工具造斜率误差,造成实钻井眼轨迹不符合地质,油藏工程要求,导致注水泥回填,二次侧钻。在井下发生钻具事故后,如多次找捞失败,也需填井侧钻,与常规直井裸眼相比,侧钻水平井多在大斜度井段实施裸眼侧钻,则于井眼小、曲率大,施工难度较大。该文在详细讨论侧钻水平井裸眼侧钻施工难点的基础上,重点介绍了侧钻水平井裸眼注水泥塞工艺技术,裸眼侧钻工艺技术。     

开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术

随着油田进入高含水后期开发，越来越重视开发效果，开窗侧钻水平井将成为油田剩余油挖潜的一种重要手段。从理论研究到现场试验等多角度论述了井眼轨迹的控制技术，定量描述了钻具的造斜能力，分析了造斜率的影响因素，并结合现场实际论述了实钻控制技术和效果。     

侧钻双分支水平井井眼轨迹控制

静31-59井是1口侧钻水平井,完钻井深2425 m,水平段垂深2131 m,悬挂器喇叭口位置2126.22 m。为充分挖潜老区产量,在静31-59井开窗侧钻双分支水平井。通过精心设计、组织与施工,静31-59FP井仅用15d纯钻时间成功钻完2个分支井段,累计裸眼长度768 m。该井由辽河油田工程院自行设计、施工,无经验可借鉴。静17块地层坚硬,钻进时加压困难,目的层薄,倾角变化明显,施工时轨迹控制难度很大。通过转盘钻进与滑动钻进相结合,控制钻进参数、调整轨迹,防止井眼轨迹忽起忽落,为完井创造了良好的条件,该井是国内第1口侧钻双分支水平井,为其它油田的侧钻双分支水平井成功实施提供了丰富的经验。     

侧钻水平井井眼轨迹控制技术

井眼轨迹控制是侧盐水平井钻井施工的关键技术，是决定侧盐水平井钻井成败、钻井费用及生产能力的重要因素。与常规水平井相比，侧盐水平井由于井眼曲率大、钻具刚度低、中靶要求高，因此要求井眼轨迹控制不仅要有较高的控制精度和预测准确度，还应对油层垂深误差、工具造斜率误差、井底参数预测误差具有较强的适应能力。本文介绍了φ139．7mm套管开窗侧钻水平井井眼轨迹设计、钻具组合设计与井眼轨迹控制施工工艺，包括初始造斜侧钻、井眼轨迹测量、井眼轨迹控制软件及造斜段、水平段轨迹控制方案。     

侧钻短半径水平井轨迹测量及控制技术

按照国家“九五”重点科技攻关项目的实施要求，根据胜利油田侧钻地层特点，建立了侧钻短半径水平井轨迹测量及控制的新模式和新技术。研究解决了原始井眼套管内的测量精度以及开窗侧钻方式、造斜井段和水平井段的随钻测量和轨迹控制等技术难题。采用了弯壳体马达钻进为主的方式进行水平段井眼轨迹控制。将研究的重点放在提高侧钻短半径水平井的井眼轨迹测量精度和控制能力上，取得了多项技术成果并创造了多项国内钻井记录     

绞接式有线随钻测量仪在侧钻短半径水平井中的应用

根据国家"九五"重点科技攻关项目《稠油、高凝油?177.8mm套管侧钻水平井钻井采油配套技术》的要求和本着投资少、效益高的原则,决定自行研制能满足曲率半径为30~60 m,平均造斜率为1.2~1.3°/m水平井使用的绞接式小直径有线随钻测量仪     

中短半径水平井弯曲井段套管受力分析

套管柱在高井眼曲率的水平井弯曲井段将产生较大弯曲应力和较大的径向变形，有可能导致强度破坏和变形失稳。为了研究套管在弯曲载荷作用下的应力分布及变形情况，采用三维实体单元，运用有限元方法建立了中短半径水平井弯曲井段套管的计算模型，分析了三种不同外径尺寸的套管在一定围压和不同弯曲载荷作用下的最大径向变形量和最大等效应力值，并分析其随井眼曲率的变化规律。计算表明，井眼曲率增大，弯曲井段套管的径向变形和应力也随之增大；同一井眼曲率下，外径较大的套管，径向变形和应力也较大。通过研究，对高井眼曲率下中短半径水平井弯曲井段套管柱强度设计提供了理论依据。     

中短半径水平套管井侧钻设计与实践

为有效利用海上井槽,挖潜地层剩余油,对渤海油田一口出砂关停井海H1井进行侧钻治理。鉴于该井采用常规侧钻方式钻井费用较高,经济效益边界,设计海H2井采用中短半径侧钻技术,以减少作业进尺,降低钻井工期费用。同时,结合侧钻后目的层存在钻遇高含水层和泥岩夹层的风险,设计海H2井为水平套管井。后续在实施中,钻完井作业顺利,且投产后生产效果良好,实现了长时间的低含水生产。该井的成功实施,为渤海油田实现经济高效的低效井侧钻治理,提供了一个技术途径。     

开窗侧钻水平井技术

美国等西方国家的侧钻水平井技术属世界领先水平，主要用来使枯竭井恢复生产，开发了导向钻井系统、水力加压器、动力水龙头、铰接马达等多种井下工具，成功研制出了用于短半径水平井的MWD系统，以及用挠性管装置代替钻机进行侧钻水平井，具有钻12m短半径水平井的能力。加拿大在八十年代就已熟练掌握了一套在不同地区和地质构造中侧钻中半径水平井技术。这套技术适于1200～2300m的中深井，水平位移可迭450—650m，曲率半径为90—95m。这类侧钻井技术在20世纪80年代趋于成熟，现正处于高速发展时期，井下工具的配套已基本完成，并开发出包括随钻陀螺测量系统在内的至少五种并眼测量系统。     

中短半径侧钻井新型套管螺纹设计及应用

针对常规套管螺纹在中短半径开窗侧钻旋转下套管作业过程中出现的因抗扭性能差无法下入到位的问题,设计了一种变齿宽、变槽宽、不变螺距的新型高抗扭套管螺纹。该新型套管螺纹每增加1螺距,外螺纹齿宽增加0. 1 mm、槽宽减少0. 1 mm,相应地内螺纹变齿宽减少0. 1mm、槽宽增加0. 1 mm。数值模拟结果表明:新型套管螺纹在上扣、压缩及拉伸等载荷作用下,不同位置螺纹等效载荷趋于一致,中间位置螺纹应力载荷得到提高,达到"理想螺纹"受力效果,各项指标均达到ISO 13679 (2002)要求。抗扭性能分析结果表明:该套管螺纹可与套管本体实现等强连接,且极限抗扭性能比同规格特殊螺纹提高6. 64%。现场应用结果表明:新设计的套管螺纹接头可通过旋转入井法到达预定位置,满足井身结构设计要求。自主设计的新型高抗扭套管螺纹满足现场应用要求,具有良好的应用效果和较高的推广价值。