JZ251S 油田水平井控制压力钻井技术

JZ25-1S 油田水平井在钻进过程中,随着水平段长度增长会发生井漏问题,为此应用了控制压力钻井技术,控制井底循环压力低于地层漏失压力来解决该问题。首先根据地层漏失压力、井底循环压力和单位井段环空压力损失,计算井斜角90°时的安全钻进水平段长度,如果该水平段长度不符合开发要求,则再根据油气层厚度、油水界面、产层以上井段循环压力以及单位井段环空压力损失,计算安全钻进的最大井段长度和最大井斜角。JZ25-1S 油田JZ25-1S-A17 井水平段井斜角为90°时,安全钻进水平段长度只有965.00 m,通过计算得知,如果产层井段井斜角不大于86.67°便可以增加产层段长度,从而提高单井产量。实钻表明,该井控制产层井段井斜角不大于86.67°,使产层井段长度达到1 068.00 m,且未出现井漏。表明该方法能有效解决 JZ25-1S 油田水平井段钻进过程中,随水平段增长发生漏失的问题。      

淮北煤层气井井斜控制技术

淮北SN区块 4口煤层气井所处地层造斜力强,在这种地层钻直井,用常规防斜钻具和纠斜方法难以达到设计要求。采用井下动力钻具定向防斜纠斜,达到了最大井斜角小于等于 5°的要求。介绍了SN - 3井反方向调整井斜方位的工艺方法,6次调整钻具组合,由常规的满眼、钟摆钻具调整为动力钻具,并更换 1.5°弯接头和 0.75°单弯螺杆,使井斜角控制在 3.5°,方位角控制在 2 6 0°的设计指标。其它 3口井改变钻具组合后,机械钻速明显提高,由SN-3井的 5.36m/h提高到 11.95~13.46m/h,纯钻时间由SN-3井的 75h减少到 37.81h。     

单弯双稳导向钻具组合复合钻进稳斜能力分析与优化

为解决单弯双稳导向钻具组合长时间复合钻进时实钻井眼轨迹偏离设计井眼轨道的问题,对单弯双稳导向钻具组合的稳斜能力及其影响因素进行了分析。根据底部钻具组合复合钻进导向力的拟动态计算模型,编制了相应的计算机程序,模拟计算了钻具组合结构参数、井斜角和钻压对单弯双稳导向钻具组合复合钻进稳斜能力的影响规律。结果表明:第一稳定器如果外径过小,在复合钻进中将处于悬空状态,失去支撑井壁的作用;随着第二稳定器外径的增大,单弯双稳导向钻具组合复合钻进的钻头井斜力减小;螺杆弯角、井斜角和钻压对单弯双稳导向钻具组合复合钻进的钻头井斜力影响均不显著。根据模拟计算结果,对南堡13-斜1025井稳斜段所用单弯双稳导向钻具组合进行了优化设计。实钻结果表明,采用优化设计的钻具组合复合钻进时稳斜效果很好,井斜变化率只有0.18°/30m。这说明,根据各因素对复合钻进稳斜能力的影响规律,对单弯双稳导向钻具组合进行优化设计,可以提高其稳斜能力。      

五段制井眼降斜段钻井提速关键技术分析

五段制井降斜段摩阻大,滑动钻进托压现象严重,导致滑动效率低。为此,本文分析降斜段技术难点,提出了"井斜角≥15°时采用水力振荡器+1.5°单弯螺杆进行主动降斜;井斜角<15°时采用"常规钻具+螺杆式液动冲击器"进行自然降斜段的提速技术,并在B16108井进行了现场试验。试验结果表明,该技术有效提高了降斜段机械钻速,提高降斜效率。本文的研究,为五段制井井眼降斜段钻井提速提供了有力的技术支持。     

卡塔尔杜汉油田DK-586井钻井技术

卡塔尔杜汉油田DK - 5 86井是胜利油田定向井公司在卡塔尔承钻的 1口水平井,完钻井深 36 83m,水平位移 185 2m,水平段长 16 31.6m,垂深 1943m,是目前卡塔尔陆上油田最长的水平井之一。该井地质情况复杂,地层软,倾角大并具有较多的硬夹层,钻井液漏失严重。施工中,全井段采用MWD随钻测量,三开和增斜段采用 1.2 5°弯壳体带扶正器加长马达,水平段采用 ?12 0mm(1.5°)马达。施工时,频繁混入高粘钻井液,以减少滑动钻进长度来减小扭矩。在钻井液漏失严重,只进不出,无法处理钻井液时,靠边泵清水边钻进。通过调整钻压钻进的方式来控制井斜,尽量采用转盘钻进,减少滑动钻进,使滑动进尺仅占总进尺的 3.6 2%     

基于柔性钻具低成本超短半径老井侧钻技术

为增加单井泄油面积,快速提高单井产量,为后续压裂作业提供优势流道,基于柔性钻具开发了低成本超短半径老井侧钻技术,设计了十字万向节结构柔性钻具,确定了适用于5(1/2)in套管井的柔性钻具结构单元主要参数:外径102 mm,单节长度150 mm,单节弯转角度5°。利用ANSYS有限元软件仿真分析柔性钻具水平钻进情况下的抗扭性能,仿真结果表明:柔性钻具力学性能达到强度要求。超短半径老井侧钻技术现场试验时,完钻最大井斜角87.3°,水平段井斜角波动不足1°,侧钻曲率半径1.8 m,水平钻进距离80.1 m,满足设计要求。侧钻完井后该井产液量由1.2 m~3/d升高至5.3 m~3/d,产油量由0.7 t/d升高至3.1 t/d,井网注采关系得以改善。超短半径侧钻技术的成功研发对油田开发后期挖潜剩余油具有重要意义。     

塔深1井寒武系地层钻井技术

塔深1井是探索塔河油田深层寒武系-奥陶系地层的第一口重点探井.该井钻进寒武系地层时首先采用了随钻扩孔技术,由于钻具受力复杂,发生了掉钻头事故,回填侧钻后,井斜角增大至7.20°,在采用常规钻具组合纠斜无效的情况下,采用了井下动力钻具进行纠斜,井斜得到控制并钻至井深8 408 m.针对寒武系地层易发生坍塌、井温高的情况,选用抗高温聚磺钻井液体系,采用稠浆段塞携砂技术,解决了超深井段(大环空、钻井液密度低、高压耗、低返速)携砂困难的问题.详细介绍了塔深1井寒武系地层的钻进情况和所采用的工艺技术.     

C2256长靶前位移侧钻水平井水平段轨迹控制

常规侧钻水平井靶前位移一般定在200m以内,C2256侧钻水平井由于侧钻基井和地面条件限制靶前水平位移高达347.55m,而该井地质设计为了避开上部复杂井段,窗口选的很低,造斜点距靶区A点垂深段长98.73m,靶前位移是造斜点至靶区A点垂深段长的3.52倍。由于垂深限制和扭方位的需要该井设计造斜段造斜率19.2°/30m,靶前有250m井斜达85°～88.28°的水平段,井斜造至71.54°后设计轨迹要求方位由251.81°方位扭至280.51°。该侧钻水平井井眼小、井眼曲率大、钻具刚性小,较长的靶前位移和靶前水平段以及施工过程中作业区又要求将入靶前垂深下调两次,使轨迹控制难度较常规水平井大大增加,同时也增大了施工过程中井下事故的发生几率。就2次C2256井实施侧钻水平井施工对其长靶前位移长水平段井眼轨迹控制进行了探讨。     

水平井眼中双稳定器钻具组合的力学特性分析

目前国内以旋转导向螺杆钻具组合为主的长水平段钻进后期存在滑动摩阻大、纯钻时效低和单趟钻进尺较少等问题,造成非常规油气藏的勘探开发成本普遍较高。鉴于此,利用井斜趋势角的概念,对常规双稳定器钻具组合钻进长水平段时各种因素对井斜趋势的影响规律进行分析,设计了一套适合胜利油田樊154区块长水平段稳斜钻进的双稳定器常规钻具组合。研究结果表明,采用双稳定器钻具组合钻进水平段时,稳定器位置、直径、钻压以及井径扩大率等是影响井眼轨迹控制效果的关键参数;在其他参数不变时,随着第1稳定器外径的减小或第2稳定器外径的增大以及钻压的减小,双稳定器钻具组合的增斜趋势将逐渐减弱、降斜趋势逐渐增强。     

高平1井大位移水平井钻井设计与施工

胜利油田高平1井完钻井深4 535.00 m,水平位移3814.33 m,垂深948.87 m,位垂比4.02,是目前国内陆上油田位垂比最大的大位移水平井。该井在钻井过程中存在浅层定向造斜不易控制、技术套管下入困难、水平段滑动钻进加压困难、井眼轨迹控制要求高、井壁稳定及安全钻进对钻井液性能要求高等技术难点,为此,采取了优化钻井设计、优选大角度单弯动力钻具、应用高性能乳化防塌润滑钻井液体系、优选钻具组合、应用LWD控制井眼轨迹、采用复合钻进等工程技术措施,有力地保证了该井的顺利完钻。详细介绍了该井的设计与施工情况。      

中煤阶煤层气水平对接井开发效果与优化

通过理论分析与数值模拟相结合,分析对比SIS水平井与常规水平井的开发效果,在此基础上从生产制度与井型设计两方面对SIS水平井进行优化设计。研究表明,渗透率在1~40 mD,含气量小于12 m3/m3时,SIS水平井的采出程度是常规水平井的2~7倍。因此对于含气量较低,渗透率中等,割理较发育的中煤阶煤层气藏,SIS水平井具有较大的优势。SIS水平井合理泵排量为60~90 m3/d,合理生产井井底流压应控制在0.15~0.2 MPa.同时SIS水平井分支长度在1 100 m左右,分支夹角在40°~50°,SIS水平井主轴方向与面割理垂直时,SIS水平井开发效果最佳。     

井眼弯曲平面倾角对钻头侧向力的影响研究

井眼轨迹的空间形状是影响钻头侧向力特别是方位力的一个主要因素。文中利用弯曲平面倾角来描述井眼轨迹的弯曲方向,并探讨了弯曲平面倾角对钻头侧向力的影响及其规律。结果表明,弯曲平面倾角和井眼曲率的有机结合可以很好地描述井眼轨迹空间形状对钻头侧向力的影响。当弯曲平面倾角为0°时,钻头上的方位力近似为零,而当弯曲平面倾角接近90°或270°时,钻头上的方位力绝对值最大。在不考虑地层因素的影响时,井眼的弯曲平面倾角及弯曲程度是产生钻头方位力的一个主要因素。在现场井眼轨迹控制过程中,应充分考虑这一特点。     

安棚油田深层系水平主应力方向及其对开发的影响

在泌阳凹陷安棚油田深层系低渗透油藏中,对地层水平最大主应力方向认识上一直存有争议。根据岩心观察和定向取心资料认为:该深层系储集层天然裂缝较发育,为两组呈“x”相交的裂缝,一组走向为20~40°,另一组为80~100°,力学性质为剪性或张剪性,并据此推断裂缝形成时水平最大主应力方向为北东60°左右。由于布井时受地层水平最大主应力方向为东西观点的影响,目前深层系水平最大主应力方向已成为注入水单向突进的方向,造成油井水淹加速。因此,提出调整措施:通过油井转注或补打新的水井将原来东西向的注水井排调整为北东向的注水井排,抑制含水上升速度,提高注水波及体积系数,以改善开发效果。     

南海西江大位移井定向控制技术研究

对南海西江大位移井的定向控制技术进行了分析研究。在南海西江大位移井定向钻进控制中,综合使用了滑动导向马达及旋转导向工具2种钻井系统。当使用滑动导向马达时,虽然可实现水平位移超过8km的大位移井导向钻进目标,但施工难度较大,要求必须通过数值模拟来精心设计底部钻具组合;当使用旋转导向工具时,则可顺利实现大位移井的自动导向控制,并且可获得较高的控制质量。综合考虑技术与经济两方面因素,在钻进大位移井的小位移井段时,可使用滑动导向马达通过复合钻进实现井眼轨迹的连续导向控制,而在钻进较大位移井段时,则宜使用旋转导向工具进行自动旋转导向控制钻进。应根据井况对大位移井定向钻进进行变换控制。     

层状页岩水力压裂裂缝与岩体弱面的干扰机理研究

为了进一步认识水力压裂裂缝在层状页岩中的扩展行为,以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,根据Mohr-Coulomb准则,研究了水力压裂过程中层状页岩压裂裂缝与弱面的干扰机理,以及基质破坏、弱面剪切破坏、弱面张开破坏所对应的临界液压;根据断裂力学,研究了弱面在张开和剪切破坏下的剪切滑移量,建立了水力压裂裂缝与岩体弱面干扰理论模型,并对其进行了应用分析。实例计算分析表明:0° α 20°时（α为弱面法向矢量与最大水平主应力方向的夹角）,水力压裂裂缝中的液压容易促使岩石基质发生破坏;25° α 75°时,水力压裂裂缝中的液压容易促使页岩沿弱面剪切破坏;80° α 90°时,水力压裂裂缝的液压容易促使页岩沿弱面张开;剪切滑移量受弱面上摩擦系数、剪应力、正应力的共同影响,其中剪应力是剪切滑移的驱动因素。研究认为,当弱面发生张开或剪切破坏后,弱面滑移量与裂缝长度成正比,与弹性模量成反比;建立的理论模型与现场压裂微地震监测结果基本吻合,可用来预测水力裂缝与弱面的干扰行为。      

煤层气多分支水平井井身结构优化

煤层气多分支水平井能有效增加控制面积,降低表皮因数,其井身结构优化对获得最经济有效的产能至关重要。为此,分析了煤层倾角、储层保护和井身结构对煤层气水平井产能的影响。采用数值模拟的方法,以沁水盆地南部某区块3#煤层为例,对多分支水平井的井身结构参数进行优化。优化结果表明:主支走向对产能影响较大,适宜的方向为垂直主渗透率方向;产能随着主支长度和分支长度的增加而增加,结合经济性和增产效果,主支长度宜控制在900~1 300 m之间,分支长度宜控制在250~400 m之间;分支间距和主分支夹角在一定程度上影响产能,分支间距宜控制在200~300 m之间,主支和分支夹角宜控制在36°~53°之间。研究结果可为煤层气多分支水平井的井身结构设计提供参考。     

致密储层人工裂缝与天然裂缝夹角对水驱油效果的影响

为研究人工裂缝与天然裂缝夹角对水驱油效果的影响，考虑重力和裂缝对水驱油效果的影响，建立了非活塞式水驱油油水两相单向渗流模型，利用有限元分析方法，通过产量和含油率定量分析人工裂缝与天然裂缝夹角处于0°~90°时对水驱油效果的影响。研究表明:人工裂缝与天然裂缝夹角越大，油井产量越高，当人工裂缝与天然裂缝夹角为90°时，油井累积产量最高，且油井产量递减速度最小；人工裂缝与天然裂缝夹角增大，扩大了注入水波及基质系统的范围，驱油效果显著，当人工裂缝与天然裂缝夹角为90°时，裂缝系统和基质系统的驱油效果显著优于其他角度的裂缝分布，注入水波及范围最广，剩余油最少，但水驱油效率整体较低。该研究结果有助于认识裂缝分布对于水驱开发效果的影响，并预防水窜的发生。     

连续管钻井电液定向装置工具面调整方法

针对连续管钻井过程中工具面难以及时摆正的问题,研究了连续管钻井电液定向装置工具面调整方法。在设计连续管钻井电液定向装置结构的基础上,应用空间圆弧轨迹矢量描述方法,按照工具面调整方式及该电液定向装置的结构特点,提出了适合该装置调整工具面的方法,并建立了滑动螺母运动位移与工具面调整角度的函数模型。研究发现,控制滑动螺母在一个行程（0~110 mm）内往复轴向移动,可带动定向装置中的螺旋芯轴双向旋转工具面;工具面角在0°~360°范围内变化时,滑动螺母运动位移与工具面角调整量呈“折线”关系,且在每条“折线”的两斜直线段上,滑动螺母运动位移随工具面角调整量均呈线性增加关系。研究结果表明,该新型连续管钻井电液定向装置的工具面调整方法切实可行,有助于提高连续管钻井效率,有利于推动国内连续管钻井技术的研究与应用。      

安棚深层系裂缝特征重新认识与井网调整

安棚深层系是典型的低孔特低渗透砂砾岩油气藏,其天然裂缝发育,影响油藏的井网部署和注水开发效果。根据地表露头、岩心和薄片分析,安棚深层系主要为高角度构造剪切裂缝。根据定向取心和成像测井资料,研究区以近东西向裂缝最发育,其次是北东向和北西向裂缝,不同部位不同方向裂缝的发育程度存在一定的差异。根据水压致裂和校正后的井径崩落资料,研究区现今地应力优势方位为50°～60°。在北东—南西方向现今地应力影响下,研究区北东向裂缝的张开度大,连通性好,渗透率高,为主渗流方向。因此在研究区下一步的井网调整中,可将目前的五点法面积注采井网转化为沿北东向主渗流裂缝的行列式注水开发井网,油藏数值模拟预测结果表明,调整后第5a采出程度为11.7%,单井累积产油量为1.4×104t,在原油价格(不含税)为2640元/t时,评价期内的内部收益率(税后)为24.68%,具有较好的经济效益。     

TZ406双台阶水平井钻井技术

TZ406是1口预探井,目的是探明油层情况,经济有效地开发薄油层。施工中先采取钻导眼探明油气含量、卡准油气层位置,回填一段后,再通过钻双台阶水平井利用1个井眼开发已探明的2个不同深度薄油层。整个施工过程中,仅下339.7mm×502m表层套管,无技术套管,裸眼段长达3628.83m。采用了MWD无线随钻仪器,倒装钻具组合,优化了钻井参数,实现了精确中靶。完钻井深4131m,垂深3686.83m,井斜89.98°,方位48.72°,水平位移538.26m。该井安全无事故,初期试采日产原油86t。为该地区经济高效勘探开发,摸索出一条成功之路