旋转导向在元坝超深水平井的应用

元坝长兴组储层资源丰富,是中国石化重点勘探开发区域,具有储层埋藏深、温度高、含硫化氢、多压力系统并存、复杂情况难以准确预测等特性.受地理位置和产能建设制约,布井以大斜度井和水平井为主.针对超深井储层预测精度不高,水平井轨迹难控制,摩阻扭矩大等难题,中国石化西南油气分公司引进和应用了旋转导向钻井技术,在元坝103H井成功应用,整个水平井段井眼轨迹平滑,全角变化率控制在2°/30m之内,平均机械钻速为2.25m/h,比常规钻井提速23％,摩阻低于14t.     

元坝超深水平井钻井技术

元坝地区海相储层资源丰富,目的层垂深超深,具有高温、高压和含H2S等特点。应用水平井技术能高效地开发其产能,但存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大和钻井液性能调控难度大等技术难点。通过跟踪分析元坝地区首次施工的两口超深水平井元坝103H井和元坝121H井,优选了适应元坝超深水平井工况的定向仪器和工具,形成了系统可行的超深水平井轨迹控制技术和超深水平井钻井液技术,为元坝地区海相储层的高效开发奠定了基础。     

元坝超深水平井轨迹控制技术

川东北元坝区块是中国石化南方海相重点勘探开发区域,元坝地区海相储层埋深超深,具有高温、高压和高含H2S等特点,水平井钻井存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大等技术难点。通过应用高温高压旋转导向和高温螺杆+MWD对比,优选了定向钻井的工具组合;结合理论和实钻经验,形成了适合元坝地区的超深水平井轨迹控制技术,为元坝地区海相储层的高效开发提供了技术支撑。     

元坝超深水平井井眼轨迹控制技术

元坝地区水平井钻井施工难度大、风险大,安全开发级别要求高。井眼轨迹控制技术是水平井钻井整套技术的关键环节,在分析元坝区块水平井施工难点的基础上,首先对入井工具、仪器、钻具组合及钻井参数进行了优选及优化分析,然后根据施工要求有针对性的提出了元坝超深水平井轨迹控制技术方案,包括超深水平井侧钻技术、造斜段井眼轨迹控制技术、超深水平井着陆控制技术、水平段轨迹控制技术等。在此基础上,优选出了适合元坝超深水平井的高温高压测量仪器,形成了超深井井眼轨迹控制技术及操作规程,提高了钻井效率。     

塔里木东河塘地区超深水平井钻井技术

超深水平井钻井技术是塔里木东河塘地区油气开发的重要技术手段。针对东河塘地区油气埋藏深、储层非均质严重,钻井施工工艺复杂的技术难点,形成了超深水平井钻井工程优化设计、钻具组合及钻井参数优选技术、高温高压无线随钻测量技术等配套工艺技术,实现了规模应用,为今后西北地区新油田的开发、老油田的调整和凝析气藏的开发提供了技术支撑。     

元坝超深水平井井身结构优化设计

由于元坝区块地层压力系统复杂、储层高温高压、海相地层含H2S,元坝超深水平井井身结构设计时对必封点选择难度大,且钻头尺寸和套管尺寸选择范围窄。分析了四种常用井身结构设计方法及存在的主要问题,提出了优化设计方案,避免了因井身结构而导致的压差卡钻,为元坝地区实现优快钻井奠定了基础。     

元坝超深水平井直井段优快钻井技术

元坝区块是中国石化南方海相重点勘探开发区域,在海相飞仙关和长兴组等地层已经获得了高产的工业气流,特别是水平井的开发效果显著。由于井超深,地质条件复杂,导致机械钻速慢,钻井周期长,其中直井段占整个周期的65%以上,特别在自流井组、须家河组等陆相地层,研磨性强且可钻性差,严重制约了机械钻速的提高,成为一个主要的技术瓶颈。根据直井段各开的地层特征,通过集成应用泡沫钻井、空气钻井、PDC+扭力冲击器钻井技术、涡轮/高速螺杆钻具+孕镶金刚石钻头钻井技术和螺杆钻具+PDC钻头复合钻井技术等优快新技术,形成了元坝超深水平井直井段配套优快钻井技术,大幅度地提高了机械钻速,缩短了生产周期,节约了生产成本。     

元坝超深水平井提高随钻测量传输信号信噪比技术分析

介绍了以往元坝地区深井随钻测量的工作情况, 对随钻测量的测量原理也进行简单的回顾, 针对元坝地区超深水平井详细分析了影响增大随钻测量脉冲信号强度的因素, 提出了现场施工技术措施; 分析了随钻测量传输过程各种噪声的频率特点, 提出了排除噪声干扰的措施, 从而达到提高随钻测量传输信号信噪比和可靠性,对于元坝地区超深水平井无线随钻顺利施工具有重要意义。     

元坝气田海相超深水平井钻井技术

元坝气田长兴组气藏储量巨大,但由于气藏埋深接近7000m,面临地层压力系统复杂、井底温度高、陆相下部地层常规钻井机械钻速低、超深小井眼钻井提速难度大、深部井段钻井液维护困难等诸多技术难题。针对超深、地层压力系统复杂、岩性及流体分布情况复杂等钻完井工程难题,明确了不同井区必封点深度,优化了套管设计方案,形成海相超深井五开制井身结构方。根据工程地质特征,结合现有钻井技术手段,陆相上部地层应用气体钻井技术,下部地层采用扭力冲击器、复合钻井和涡轮钻井提速,海相地层采用PDC钻头复合钻井技术,斜井段采用螺杆滑动定向和复合钻进,配合使用抗高温低摩阻钻井液,形成了元坝超深水平井全井段钻井技术体系。应用于12口海相开发井,提速效果显著,能够满足元坝气田高效开发的需要。     

元坝272H井超深水平井钻井技术

元坝地区海相气藏埋藏深,垂深超过6 500 m.该地区水平井摩阻扭矩大、温度高,对水平井钻井技术提出了更高要求.元坝272H井是元坝Ⅱ区施工的第一口超深水平井,施工难度大.通过优化设计、基于滑动方式的井眼轨迹控制技术优化、摩阻扭矩精确预测分析、先进高温高压MWD仪器应用,解决了高温环境下井眼轨迹的测量及控制问题.采用抗高温润滑钻井液,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了超深水平井高温稳定、携岩和润滑的要求.通过元坝272H井定向钻井施工,总结了一套适合元坝地区超深水平井钻井技术.     

元坝高含硫气藏超深水平井完井技术研究及实践

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫碳酸盐气藏,水平井完井的经济性与安全性矛盾非常突出,作业工况及井下条件复杂,风险和效率是该类气井完井需要考虑的重点。为此,通过大量的理论研究、模拟计算、室内实验、现场试验,形成了元坝高含硫气藏超深水平井完井技术。Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层,以衬管完井方式为主,Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,底水较为发育区域,采用射孔完井;完井材质选用4C类镍基合金;完井工具采用具有自平衡功能的井下安全阀、具备可回收功能的锚定密封插管封隔器;完井管柱采用复合油管,原则上不设计坐放短节、不采用伸缩节;通过优化封隔器坐封位置减少镍基合金套管使用长度。通过以上措施,既能满足酸化及长期安全生产要求,便于后期作业,又极大程度降低了完井成本,为该区的勘探开发提供了重要的技术支持。     

用旋转导向钻井系统钻大位移井

在用滑动导向系统钻大位移井时,随着位移及井深的不断增大,由于上部钻柱不旋转,会引起摩阻和扭矩过大、方位漂移失控、井眼清洗不良等问题。计算和实践表明,用滑动导向系统进行钻井时,大位移井的极限延伸能力受到了限制。文中对用旋转导向系统钻大位移井进行了方案性研究,设计了相应的可遥控和井下自动控制的旋转导向工具RSDS,并对旋转导向的机理进行了理论研究。所设计的旋转导向工具以钻井液为动力,充分利用了钻井液的冷却作用,具有较好的工作可靠性,结构简单。用旋转导向系统RSDS进行大位移井钻井,可望相当准确的控制井眼轨迹,大幅度减少钻柱所受的摩阻和扭矩,显著改善井眼的清洁状况。     

SHW01深水平井钻井工艺技术

新疆石西油田第一口水平井──SHW01水平井,φ339.7mm表层会管下深500m,φ244.5mm技术套管下深4013.37m。三开用φ216mm钻头,第一次在井深4060m造斜钻至4390.18m(井外角69°)卡钻,经多次处理无效,注水泥封固。第二次在4066.21m侧钻,用双弯和单弯螺杆钻具增斜,于4472.05m(井斜角88°)进入水平段。后用转盘钻、单稳定器钻具钻进,于4484.70m进入水平段窗口,并较好地控制了稳平钻进,因冬季施工和井下情况复杂,为确保安全提前完钻。完钻井深4800.10m,垂深4385.20m,开封角90.3°,闭合方位7.06°,水平位移550.33m,采用φ177.8mm×4288.43m+φ139.7mm×503.67m复合油层套管,油层段为打孔套管和普通套管相间的结构完井。     

南海流花超大位移井摩阻/扭矩及导向钻井分析

大位移井的井眼轨迹比较复杂,为准确地计算实钻井眼中管柱的摩阻/扭矩分布,采用了三维摩阻/扭矩计算模型和软件。文中给出了南海流花油田已钻5口大位移井的钻井与完井数据,并跟踪第5口超大位移井(C1ERW 5井),应用自主研发的摩阻/扭矩数值分析软件,对钻井及下套管作业过程中的摩阻/扭矩分布进行了预测分析,计算结果与实测数据吻合良好。同时,针对流花超大位移井所使用的带PowerDrive系统的底部钻具组合,定量探讨了旋转导向钻井系统的力学特性,并分析了其影响参数导向控制力、钻压、PD翼肋位置对钻头侧向力的影响,计算分析结果表明,通过调整PD翼肋导向控制力的大小和方位,便可有效地控制井眼轨迹。该研究可为后续施工的超大位移井工程提供重要参考。     

节点系统分析技术在水平井中的应用

结合现场实际资料得出了部分打开水平井产能预测曲线及公式,根据能量守恒定律及多相流体运动规律,导出了水平井有杆泵抽油时流出曲线的计算方法和流体在水平段流动时的压降计算模型,并用实例分别计算了水平井生产系统中各部分压降.实例表明,导出的公式计算精度较高,值得推广和应用,并指出如果水平井段压降超过0.1MPa,则对水平井进行节点系统分析时,应该考虑水平井段的压降.     

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。     

西部深井超深井钻井技术

西部特殊的地质条件给深井超深井钻井带来了诸多困难,文章将西部地区的主要钻井难点概括为六个方面,并介绍了中原钻井近年来针对这些钻井难点而进行攻关研究所逐步形成的西部深井超深井提速技术、高陡构造防斜打快技术、盐膏层钻井技术、控压钻井技术、深井钻井液技术、深井固井工艺技术等钻井配套技术,为西部深井超深井钻井技术的发展做出了贡献。     

短半径侧钻水平井技术在TC419井上的应用

TC419井是目前国内水平位移最长的超深侧钻短半径水平井。在地质条件复杂、中靶难度大的情况下,通过优选轨迹设计、侧钻方式、测斜方式、增斜工具及优质钻井液,钻井过程中实现了安全、准确的中靶,缩短了钻井周期、降低了成本。它为塔河油田扩大侧钻短半径水平井覆盖范围、降低开发成本打下了良好的基础。     

尾管固井工艺在水平井BP1井的应用

水平井固井难度大，宝平1井更是一口井眼极其不规则、井下情况异常复杂的高难度的水平井，给固井施工带来了很大的难度。固井施工中采用了尾管固井工艺技术，这是该项技术首次应用于高难度的水平井。该井的施工成功为定向井、水平井的固井探索出了一个新方法，并提供了良好的范例和宝贵的经验。同时表明，川局井下作业处生产的XG—7悬挂器结构先进、性能可靠，能适用于定向井、水平井固井施工。     

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。