临时套管注气欠平衡钻水平井技术的研究

利用水平井特殊轨迹增产的特点，与利用欠平衡消除储层伤害增产的特点相结合，产生了“欠平衡钻水平井”的新技术。欠平衡钻水平井技术是目前国际钻井界发展的热点技术，有许多非常成功的实例。注气欠平衡钻水平井技术面临的两大技术难题是井下动力钻具不能正常工作和常规MWD无法正常工作。临时套管注气欠平衡钻水平井技术既保证了注气液降低环空液柱压力的作用，同时又保证了钻井液脉冲MWD和井下动力钻具完全工作于不含气的介质，能够正常工作。临时套管注气欠平衡钻水平井技术的关键有3个方面：新型双层注气套管头、临时套管的下部固定技术和配套工艺。通过对临时套管注气欠平衡钻水平井技术的研究，可以形成一套实用、有效的注气欠平衡钻水平井的成套技术，解决临时套管注气欠平衡钻水平井技术的特殊难题。     

注气欠平衡钻水平井的新技术

通过对注气欠平衡钻水平井的新技术研究,我国基本形成了一套实用有效的注气欠平衡钻水平井的成套技术,可用于解决注气欠平衡钻水平井技术的特殊难题。新技术关键有3方面：①新型双层注气套管头,能够实现临时套管的悬挂、固定与回收和连通注气通道。②借鉴国外钻井的成功经验,结合国内套管、钻头及钻井设备的实际情况,研究出2种3个方案的合理井身结构。③设计了气液旋流混合短节、防挂坡口套管鞋、耐磨套管短节、防倒扣旋转装置等临时套管柱下部固定结构。为全面满足注气欠平衡钻水平井新技术的要求,初步拟定了配套的钻井工艺。图2表2参4     

欠平衡钻水平井附加套管注气方式及关键技术

充气欠平衡钻井技术应用于水平井或大斜度井,将是拓展欠平衡钻井应用领域的重要方向之一。目前注气方式主要是钻柱注气和环空注气。采用钻柱注气方式,常规井下动力钻具和泥浆脉冲随钻测量工具无法正常工作,而现有的环空注气方式（如寄生套管、双层套管),由于成本高,技术问题多,应用不够广泛。由此,结合欠平衡钻井和水平井的理论和实践,提出了附加套管环空注气方式,并针对其关键技术进行理论分析和论证。该注气技术克服了钻柱注气的特殊问题,形成一套实用的环空注气欠平衡钻水平井技术。     

?139.7mm套管开窗侧钻水平井定向钻井技术

官50-9KH井是目前国内第一口独立设计、独立施工完成的在?139.7mm套管内开窗侧钻的小井眼侧钻水平井。重点介绍了斜向器开窗工艺技术,并指出了段铣开窗工艺的不足。经多次调整钻井参数,最终在?118mm井眼完成水平井段长度138.83m,钻穿油层136.83m,最大井斜角88.8°,井底闭合方位231.08°,水平最大偏离设计线2.1m,水平段最大垂深偏差0.66m。指出了施工中遇到的10个问题,并得出在?139.7mm套管内使用斜向器开窗优于段铣开窗的结论。     

套管开窗侧钻水平井的常规录井

套管开窗侧钻小井眼水平井钻井技术的特殊性及复杂性给传统常规录井带来了严峻的挑战。该从苏北油田几口老井套管开窗侧钻小井眼水平井的常规录井角度出发，探讨了岩屑录井过程中的迟到时间选择以及岩屑的捞取与岩性识别，分析了对常规荧光录井的影响，指出了常规录井遇到的难点及应对措施。为今后此类井的常规录井积累了一定的经验，具有一定的指导作用。     

套管内侧钻水平井小井眼流体力学分析

针对套管内开窗侧钻水平井、小井眼钻井的水力学特点，采用偏心环空轴向流及螺旋流理论进行了侧钻水平井小井眼流体力学研究，考虑了钻具偏心及钻具接头对流动压降的影响，进行了考虑波动压力影响的侧钻水平井小井眼水力学分析。分析评价了钻井液性能、排量、井眼几何特征及钻具偏心等因素对流体力学的影响，计算分析结果对工程实际有指导意义。     

潜山油藏水平井套管开窗侧钻技术

马42平2井是华北石油管理局第1口独立设计、独立施工完成的在?177.8 mm套管内开窗侧钻的小井眼侧钻水平井,目的是开发古潜山地层油气藏。选择在清白口系的长龙山组致密地层(2617 m)下入斜向器,使用铣锥开窗侧钻、侧钻降斜、稳斜、增斜进入潜山地层,在施工中合理选用?152 mm斜向器,配合使用无线随钻测斜仪(MWD)一次坐封成功,优选碎硬质合金作为主切削刃的?154 mmXZ系列铣锥开窗侧钻一次成功。使用无线随钻测斜仪及时准确地掌握了井眼轨迹的变化,配合使用不同规格小井眼导向马达确保侧钻井眼轨迹的控制,提高了井眼剖面符合率和中靶精度,实现了优质、快速、安全钻进。?177.8 mm水平井开窗侧钻技术的成功应用为今后小井眼的开发和应用提供了依据。     

连续油管开窗侧钻水平井技术

连续油管钻井（CTD）技术是90年代以来国外大力研究和发展的热门钻井技术之一，适于小井眼直井钻井、定向并钻井、水平井钻井及过油管钻井等多个领域，利用连续油管进行过油管开窗侧钻水平井，能显著节约钻井成本，是一种可靠、安全、经济的对现存老井眼进行侧钻的有效方法，文中全面地介绍了国外连续油管侧钻水平井所用设备、侧钻工艺及实例。     

侧钻水平井段铣开窗工艺技术

套管开窗是老井侧钻水平井钻前施工的关键工序,开窗方式及窗口质量的好坏直接影响到侧铅水平井钻井、完井及采油作业的顺利进行。由于段铣开窗初始造斜定向准确程度高,窗口平滑、无台肩,侧钻水平井开窗作业一般选用段铣开窗方式。本文根据侧钻水平井施工作业要求与现场实践经验,介绍了段铣工具结构原理、操作方法和段铣开窗工艺设计、工艺特点、施工工序与现场应用。