元坝气田超深小井眼侧钻技术浅析

元坝气田超深小井眼侧钻点井深超过6 000 m,施工中面临小钻具抗拉抗扭能力弱;泵压高、循环排量小,上返速度低,携砂困难;小螺杆、小钻具定向难度大;井温超过150 ℃、钻井液液柱压力超过135 MPa,对定向仪器和工具要求高;卡钻风险大等技术难题。为此,通过优化井身结构设计、优选开窗侧钻点、采用抗175 ℃高温及抗172 MPa的MWD定向仪器+螺杆钻井技术、优化钻具组合、精确控制钻井参数等侧钻关键钻井技术措施,并将其成功地应用到YB272-1HC井、YB10-3C井、YB27-1HC井等超深小井眼开窗侧钻施工作业中。结论认为,通过现场实践形成的进行超深小井眼侧钻配套技术为今后类似侧钻井施工提供了较高价值的应用参考。     

小井眼开窗侧钻配套技术研究与应用

针对TUHA油田开发状况和油藏特点,对小井眼侧钻及配套技术进行研究和完善。特别是在小井眼侧钻井钻头选型、小井眼侧钻井钻具结构优化、小井眼MWD复合导向钻井以及小井眼扩眼技术、新型完井管柱优选、增产技术等方面取得进展,机械钻速大幅度提高,钻井周期显著缩短。与前一年度相比,平均机械钻速提高了95%,钻井周期缩短69%,事故复杂时效由14.6%下降到1.9%,侧钻井开发效果创历史最好水平。对同类型油田开发小井眼侧钻技术的应用具有借鉴意义。     

塔里木油田超深井超小井眼定向钻井技术研究与应用

针对塔里木油田超深井超小井眼钻井机械钻速低、圧耗大、卡钻风险大以及钻具和井下仪器的局限性大等问题,根据YueM6C1井超小井眼钻井先导试验的工程技术和地质要求,重点对螺杆钻具、无磁钻铤和钻头的优选,以及钻具组合、水力参数和MWD的优化等关键技术进行了分析研究,形成了Φ104.8mm超深井超小井眼定向钻井技术。YueM6C1井一趟钻完成7340.00～7409.00m超小井眼井段钻进,精准钻穿目的层至设计井深,平均机械钻速达到3.5m/h,是同规格常规钻具的2.5倍,提速明显。该技术较好地解决了塔里木油田超小井眼钻井技术难题,可为同类井的钻井工艺改进提供技术参考。     

小井眼开窗侧钻绕障水平井的施工工艺

应用小井眼开窗侧钻水平井钻井技术是降低钻井综合成本,提高原油产量的重要途径之一。通过分析完成的小井眼开窗侧钻绕障水平井（侧平苏204井）的施工情况,从开窗侧钻方式的选择、井眼轨迹的形状设计、钻具组合的优化和钻井参数的优选、钻井液性能控制技术等多个方面系统地阐述了小井眼开窗侧钻水平井钻井工艺。     

苏里格区块小井眼开窗侧钻水平井钻井技术

本文结合苏10-36-21CH井施工情况,对Ф139.7mm套管开窗(Φ118mm小井眼)侧钻水平井施工技术进行探讨。针对一次开窗成功难度大、小井眼裸眼段长、环空间隙小、循环泵压高、钻具尺寸小柔性大、轨迹控制难度高等施工难点,细化施工方案,优化钻具组合和钻井参数,优选PDC钻头,提高了机械钻速、减少起下钻次数、缩短了钻井周期。为苏里格区块Φ139.7mm套管开窗侧钻水平井快速高效施工提供了参考。     

小井眼钻井技术研究及在苏东区块的应用

小井眼钻井在苏东区首次应用,无施工经验可以借鉴,同时由于井眼尺寸较小,常规井钻井施工参数不适合小井眼钻井;本文结合小井眼钻井技术难点和苏东区块地层特点,得出苏东区块小井眼钻井难点,并且针对这些难点,结合苏东区块常规井二开两趟钻技术,提出了优选高效钻头、螺杆、钻具组合,优化井身剖面、钻井液性能、水力参数、井眼轨迹控制等技术措施,形成一套适合苏东区块小井眼钻井技术参数以及配套工艺,实现小井眼钻井快速钻进。     

超深超高温潜山气井AT-6X井小井眼侧钻技术

为解决华北油田首口超深、超高温潜山内小井眼侧钻井AT-6X井在施工过程中遇到的地层岩石可钻性差、新老井眼分离困难、摩阻扭矩大及井温高等技术难题,进行了侧钻工具优选、送钻方式选择、抗高温低固相钻井液体系设计及抗高温MWD仪器优选等方面的研究。通过建立侧钻工具力学模型对不同条件下钻具侧向力进行分析,选用PDC钻头+直螺杆+2.5°弯接头作为侧钻的最优工具;以间接方位角校正法为基础设计了方位角校正系统,提高井眼轨迹的精度;采用半主动半自动送钻方式提升侧钻效率;优选抗高温低固相钻井液体系提高高温条件下的稳定性。上述技术在超深超高温潜山小井眼侧钻井AT-6X井进行了应用,将工具面调整为140°并结合半自动送钻方式成功完成了该井的侧钻施工,完钻井深6 059 m。该井采取的技术措施有效解决了侧钻难题,为高温工况下超深井侧钻提供了经验和借鉴。     

套管开窗侧钻小井眼技术研究

介绍了套管开窗的开窗方式选择及在 139 7mm套管开窗的施工方法。对侧钻小井眼给出了 10种钻具组合方法 ,对钻具组合选择、小井眼轨迹控制、钻头选择、扩径、事故复杂预控及完井技术进行了介绍。     

元坝272H井超深硬地层侧钻技术

针对元坝272H井侧钻井段调整余地小、侧钻地层高温高压、岩石可钻性差、井眼尺寸小等实际情况,在深入分析侧钻技术难点的基础上,优选了侧钻方式、侧钻点和钻具组合,确定了侧钻技术措施:基于长定向井段的施工安全,选择了常规裸眼侧钻方式;因为侧钻点与靶点垂距仅为70.00 m,为减小增斜段井眼的全角变化率,选择出套管1.00~5.00 m处为侧钻点;因为侧钻点处于硬地层,为增大侧钻力,优选了"牙轮钻头+直螺杆+2.75°弯接头"钻具组合;另外,确定了下切侧钻、延长控时钻进时间、合理侧钻方向、加强施工监测和保证钻井液性能等施工措施。该系列技术措施在元坝272H井小井眼侧钻施工中进行了应用,井眼轨迹数据、返砂新岩屑质量分数及钻井参数显示,在井深6 672.30 m处新老井眼完全分离,应用获得成功。该超深硬地层侧钻施工技术的应用成功,对同类井的侧钻作业具有借鉴意义。      

龙岗69高温超深井短距离悬空侧钻技术

四川地区龙岗构造储层埋藏深,超深井、小井眼钻井难度大,容易出现卡钻事故,卡钻后处理困难,周期极长,难度极高,风险极大。因此选择定向侧钻或悬空侧钻同样能够达到处理事故的目的,而且还能节约时间宿短事故周期、降低井下风险、节约成本等。因该井磨洗牙轮困难,且磨铣牙轮过程卡钻风险大,小井眼卡钻后处理难度更大。首先采用定向侧钻,在定向侧钻过程因侧钻点温度高、井深、侧钻距离短等因素导致定向侧钻失败。在悬空侧钻中优化钻具组合,充分利用原井眼井斜使钻具自然产生的钟摆力降斜钻进,同时采用分段重复侧钻的方式,侧钻过程通过砂样碳酸盐分析显示岩屑含量和侧钻过落鱼井深来判断是否侧钻成功。通过成功悬空侧钻过落鱼井深,为以后处理类似事故提供了宝贵的经验。     

侧钻水平井水平段延伸长度预测及应用研究

小井眼侧钻水平井水平段极限延伸长度的研究有助于确定侧钻水平井的设计和施工参数以及钻井工艺。为此,针对小井眼侧钻水平井的特点,分析了影响侧钻水平井水平段延伸长度的几个主要因素:钻具屈曲、额定泵压、目的层破裂压力和钻具强度,并给出了相应的计算公式。在此基础上,以苏里格气田的小井眼侧钻水平井苏25-38-16C井为例,在配备现有钻井设备的前提下,对其水平段延伸长度进行了预测,并跟踪了现场实钻效果。应用结果表明,小井眼侧钻水平井水平段延伸长度的判断方法能有效预测水平段极限延伸长度,泵压高是制约水平段延伸长度的最关键因素,可通过适当降低排量和频繁短起下作业降低泵压,保证井眼清洁。该研究可为今后小井眼侧钻水平井的钻井设计和施工提供参考。     

顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术

顺北区块超深小井眼水平井钻井过程中,钻遇易漏易塌的层位多、摩阻扭矩大、φ120.6 mm井眼轨迹控制困难,导致机械钻速低、钻井周期长,为此进行了优快钻井技术研究。通过分析钻井、测井、测试等资料,建立了地层三压力剖面,并据此确定必封点,将六级井身结构优化为四级井身结构;针对易漏易塌地层的特点,通过室内试验,制定了防漏防塌技术措施;通过分析大角度螺杆的造斜率和采用双增式轨道,降低了小井眼段轨迹控制难度;通过降低定向井段长度、钻具和井壁的接触面积和采用混油钻井液,降低了摩阻扭矩;试验应用“扭力冲击器+PDC钻头”钻井工艺,提高了机械钻速。通过研究和试验形成了顺北区块超深小井眼水平井优快钻井技术,并在5口井进行了现场应用,与采用六级井身结构的X1井相比,机械钻速提高了29.36%,钻井周期缩短了93 d。研究与应用表明,超深小井眼水平井优快钻井技术能满足顺北区块超深小井眼水平井安全高效的钻井需求,为该区块碳酸盐岩海相油气藏的高效开发提供了工程技术保障。      

TP2CX超深开窗侧钻中短半径水平井钻井技术

新疆沙雅地区奥陶系中统一间房组油气藏埋深超过6 900 m,未知因素多、钻井难度大、成本高。为此,在TP2井基础上套管开窗侧钻完成了1口评价井——TP2CX中短半径水平井。该井钻进中遇到开窗点超深、地层可钻性差、小井眼泵压高、深井测量信号传输困难、地层温度高、设计油藏埋深累计误差较大等技术难点。为此,对设计的井眼轨道进行了修正,采用卡瓦坐封式斜向器进行开窗作业,选择适合小井眼和耐高温的无线随钻仪器、螺杆钻具,优化了钻井参数,选择了钻头,调整了钻具组合,形成了适用于超深开窗侧钻中短半径水平井的钻井技术。TP2CX井设计井深7 305.33 m,全角变化率78.40°/100m,水平位移465.85 m;轨道修正后全角变化率为66.67°/100m,实际开窗点井深6 789.42 m,完钻井深7 453.00 m,水平位移565.88 m。该井实现了超深开窗一次性成功,有效解决了油藏埋深误差较大的问题,避免了在超深井中无线随钻仪器和螺杆钻具易失效而引起的起下钻作业,比设计钻井周期缩短26 d,提高了钻井时效,大大降低了钻井成本。      

胜坨油田小井眼优快钻井技术研究

小井眼钻井技术在开发剩余油和分布零散的边际油藏方面具有明显的成本优势,但存在钻头选型少、循环压耗高、破岩能力不足和井身轨迹控制难度大等技术难点。为此,文章在分析小井眼钻井机械钻速影响因素的基础上,通过优选钻头、降低压耗、强化钻井参数和优化钻具组合等技术措施,形成了一套适合胜坨油田的小井眼优快钻井技术。现场应用效果表明,小井眼优快钻井技术能够有效提高钻速、降低钻井成本,具有很好的应用前景。     

超深侧钻井螺杆断落事故处理与预防

YB10-3侧钻井是元坝酸性气藏勘探开发井之一,属超深侧钻井。该井在165.1 mm小井眼侧钻中发生了螺杆断落事故。通过深入分析落鱼情况,提出打捞落鱼优化方案,在处理事故中不断完善处理事故工艺;采用倒角的螺旋卡瓦、母锥、弯钻杆等处理技术打捞落鱼,用3趟钻快速地解除该事故,达到降低事故损失最少,快速恢复钻井生产的目的。文中分析了此事故发生的原因,并提出了相应的处理方法及预防措施,为超深侧钻井处理并控制类似事故提供了良好的借鉴。     

提高分支井侧钻成功率的对策

针对中原油田分支井侧钻普遍存在作业成本较高、钻井速度慢、施工周期长等问题,分析了影响分支井侧钻成功的因素,通过改进和完善柔性管分支井侧钻技术、开窗侧钻小井眼技术、悬空侧钻技术和小井眼固井技术等关键技术措施,成功地解决了分支水平井存在的一些技术难题,减少了井下事故和复杂情况的发生,缩短了施工周期。其中采用柔性管分支井侧钻技术后,其经济效益显著,胡19-9井由原来的不出油达到平均日产油10.4t;开窗侧钻小井眼技术的实施大大提高了油气层钻遇率;悬空侧钻技术的应用为油田后续开发提供了借鉴;小井眼固井技术的改进与完善,提高了侧钻井的固井技术水平和施工质量。     

国外小井眼钻井技术的发展及启示

介绍国外小井眼钻井技术的研究与应用状况。由于小井眼井钻机的轻便性、较少的资金投入、较低的运输费用和日作业费用,与常规井相比,小井眼钻井可节省15％～20％的费用。小井眼钻井占地面积少、对空气的污染少、废液、废气排放少,可最大限度地减少对环境的影响。小井眼钻井技术最典型的应用是在后勤保障十分困难的边远地区钻勘探井和在较小井眼的老井中再次钻入。此外,小井眼钻井技术也用于生产井、超深井、老井侧钻、水平井和多底井钻井。小井眼钻井技术也存在局限性和一些问题,如:钻杆柱失效、工具接头失效、井温监测较困难、钻速低、钻深有限、井眼的完整性和井壁稳定性问题以及小井眼用工具的缺乏等。随着小井眼钻井技术的发展,近年来已经逐渐形成了二个工业性钻小井眼的模式:一是Shell/EastmanTeleco利用高速井下马达的方法,另一个是改型的矿用钻机的方法。利用连续油管钻井为完成高效益的小井眼井提供了潜在的能力。适用于小井眼用钻头、水力助推器、测井工具、导向工具以及早期井涌监测系统等的开发应用,使小井眼钻井更加安全、快速、经济。     

天东81井小井眼侧钻工艺技术实践

文章针对天东81井井眼摩阻大、井底温度高、井底随钻仪器工作压力大、小井眼侧钻难、水泥胶结质量差。侧钻地层可钻性差等困难,设计了侧钻施工方案,制定了施工作业技术措施。同时对每趟钻的钻时和岩屑含量进行数据分析,根据实际施工情况调整侧钻方案,优化钻具组合,选配专用侧钻钻头,保障侧钻施工的顺利完成。历经四趟钻,在井深4 705 m侧出新井眼,并应用轨迹设计软件对新老井眼的轨迹数据进行分析判断,最终完成该井的侧钻施工作业。该井的侧钻成功为今后同类井的施工作业积累了重要的实践经验。     

靖南G68-16井小井眼钻井技术

G68-16井是靖南气田区块第1口φ206.4 mm小井眼试验井。针对该区块地层复杂地质特征,结合G68-16井小井眼钻井特点,优化钻具组合、优选钻头和螺杆型号,通过参数优化、钻井液性能维护以及预防井下复杂和事故等技术对策,使该井二开钻进4趟钻、划眼4趟钻完钻,钻井后期因处理井下复杂划眼历时16 d,完井作业顺利,平均机械钻速比原φ215.9 mm井眼提高了19%。试验取得较好的效果,为该区块进一步进行小井眼钻井试验积累了经验,为提速提供了有利的技术参考。     

元坝1-侧1井超深小井眼侧钻井技术

元坝1-侧1井是一口高温高压超深小井眼侧钻井,侧钻时存在很多技术难点:小尺寸高强度套管开窗困难;窗口附近地层岩石硬度大、研磨性强;井底温度高;井斜角大、裸眼段长,易形成岩屑床;储层富含H2S;循环压耗大.通过优化钻具组合、优选钻井液体系及采用高温井下动力钻具复合钻井技术,成功解决了以上技术难题,安全、高效、优质地完成了钻井作业任务,为今后同类侧钻井施工提供了参考.从深井高强度套管开窗、高温高压井眼轨迹控制、长裸眼优质钻井液等方面对元坝1-侧1井的施工过程进行了详细介绍.