九龙山深井非常规井身结构固井技术

在九龙山气田的深井钻井中,传统的五层套管井身结构无法保障地质剖面复杂。地层压力层系多的“高温高压高含硫”深井钻井安全。以九龙山地层情况为依据,结合国内外深井非常规井身结构设计经验,首次在龙004-X1井采用非常规井身结构。成功进行了川渝地区首例Φ273.05mm非常规大尺寸套管的悬挂固井施工,总结出了一套复杂地质条件下的固井工艺,研制大尺寸全通径防硫高压悬挂器,高承压能力引鞋和特制水泥头等新型工具,为其他非常规井身结构深井固井提供了宝贵经验和重要指导意义。     

元坝地区复杂深井新型井身结构与应用

针对元坝地区传统井身结构方案井控能力差、机械钻速低、事故复杂时效高以及钻井风险大的不足,在对比分析国内外深井井身结构特点的基础上,研究了突破元坝地区复杂深井钻井瓶颈的井身结构系列。形成了元坝地区复杂地质条件下套管下深的确定方法,提出了适用于元坝地区复杂地质特征的新型井身结构系列——"508mm-406.4mm-298.4mm-219.1mm-168.3mm-120.6mm-裸眼"。元坝22井应用表明,新型井身结构系列达到了预期设计目的,钻井事故与复杂时效降低53.15%,钻井周期缩短20.91%。新型井身结构系列有助于增强元坝地区复杂深井的钻探能力,缩短钻井周期,也为我国深井超深井套管尺寸选择提供更多余地,是我国复杂深井井身结构系列的重要补充和发展,对提升我国复杂深井钻井技术水平获得更好经济效益具有十分重要的现实意义。     

应用地应力分析技术优化九龙山构造的钻井设计

四川盆地川西地区北部九龙山构造钻井中经常出现井涌、井漏、卡钻、遇阻等钻井复杂和事故。为此,在该构造应用地应力分析技术（GMI）开展了现今地应力状态研究和岩石力学参数定量计算,先通过密度测井、水力压裂及成像测井等资料解释出上覆岩石应力属于中间主应力,然后应用密度、声波等测井数据,采用不同模型计算砂岩、泥岩、碳酸盐岩的岩石强度、杨氏模量、泊松比、内摩擦系数等岩石力学参数,从而获取了较准确的地层压力三曲线剖面,评估了该区地应力状态下的直井、定向井及水平井的井壁稳定性。根据该区钻井复杂和事故形成的力学根源,提出了适合该构造钻井的合理的井身结构、安全的钻井液密度窗口、钻井轨迹最佳方向等新井钻井设计优化建议。新钻5口井实际应用效果表明：钻井复杂和事故得到了显著降低,钻井周期明显缩短,由此加快了九龙山构造的勘探开发步伐。     

川东北地区深井井身结构优化设计

川东北地区是中国石化、中国石油两大公司的重点勘探区域,但由于该地区地质情况异常复杂,目的层深且存在"斜、塌、喷、漏、硬、毒"等工程技术难题.因而钻井难度大且风险高.通过优化深井井身结构,以尽可能少的套管程序封隔地层必封点,从而最终安全,高效地完成地质目的是钻井工程设计的最终目的.根据川东北复杂的地质特点,提出了以Ф273.1 mm非常规系列套管代替常规的Ф244.5 mm技术套管,向上向下延伸而得到开眼尺寸不扩大,完井尺寸尽可能大的井身结构优化设计思路,并针对川东北不同构造特点推荐了4种相应的井身结构方案.对不同井身结构的特点进行了分析总结,指出了仍存在的主要问題,提出了进一步完善该井身结构系列相配套的技术研究内容.     

采用膨胀套管技术优化复杂深井超深井下部井身结构

为了探索采用膨胀套管技术优化复杂地质条件下的深井、超深井井身结构的可行性，采用理论分析与计算机有限元模拟研究手段，对在?244.5 mm套管以下采用?193 mm和?139.7 mm膨胀套管的新的井身结构方案进行了分析论证，并对膨胀后的套管强度进行了有限元模拟计算。结果表明，相对于传统设计，新的井身结构可以在?244.5 mm套管以下多增加2层套管，并且膨胀套管的膨胀幅度可以根据需要进行优选，而且110 ksi和80 ksi钢级的膨胀套管膨胀后的强度是能够满足要求的。认为应用膨胀套管技术优化深井、超深井下部井身结构是解决复杂地质条件下深井、超深井钻井问题的一个值得探索的好方法。     

元坝地区超深井井身结构优化及应用

元坝地区钻井存在地质条件复杂、钻井难度大、不确定因素多等难点,井漏和溢流的频发层位集中在自流井组和上沙溪庙组。针对该地区前期井身结构存在表层套管和技术套管下深浅、裸眼段地层相互制约等问题,进行了超深井井身结构优化设计,优化了套管层次,选择了合理的必封点,增大了一开、二开和三开套管下深,增加了下部地层套管尺寸。优化后的井身结构不但能够有效封隔复杂层位,而且为空气钻井等新技术的应用和后期产层的高效开发创造了有利条件。现场应用表明,井漏由原来的平均每井4.4次减至1.9次,溢流由平均每井1.6次减至0.4次,空气钻井平均进尺增加51.26%,平均钻速提高64.3%。井身结构优化后,钻速提高,钻井周期缩短,满足了元坝地区超深井安全高效钻井的要求。      

西部地区深井优快钻井技术初探

分析了西部地区 (塔里木盆地和准噶尔盆地 )地质特点 ,详细论述了影响深井钻井速度的主要因素 ,并提出了解决措施与建议 ,对提高深井钻井速度、降低钻井成本 ,缩短钻井周期、加快整个西部探区的勘探开发速度及早日实现油气资源的战略接替具有重要意义     

超高压气井井身结构设计技术

超高压气田在我国分布较为广泛,其主力产层因沉积环境一般埋藏较深,最深达到8 000 m以上,地层复杂,往往存在喷、漏、塌以及含H₂S等复杂情况,超高压气井钻井工程井身结构设计非常困难。为解决超高压气井井身结构设计主要存在的“深井或超深井,套管管材应力水平高,在含H₂S条件下安全余量小”的问题。提出超高压气井井身结构设计技术应根据地层压力系统和井下复杂情况来确定必封点,增大完井尺寸和提高上部大尺寸套管的强度,井身结构采用自下而上和自上而下相结合的方法进行设计;进行深部井眼钻具强度校核和水力参数计算时,应结合钻机选型和钻井工艺技术,对套管选型和强度校核以及套管安全下入技术进行评估。     

东营南坡构造深井钻井技术

分析了东营南坡构造深井复杂地层的特点及钻井难点，从优化井身结构、优选钻头类型、优选钻井参数及选择合理的钻井液体系等方面，详细介绍了该构造深井配套系列钻井工艺技术。该技术的实施，成功地解决了复杂地层的井壁失稳问题，有效地保护了油气层，提高了钻井速度，为该地区安全、快速及经济钻井奠定了坚实的基础。     

再论采用非常规套管程序改进深井超深井井身结构设计

文章分析了国内外深井超深井井身结构设计采用非常规套管程序的基本情况和存在的缺陷,提出了制定适应深井超深井井身结构设计需要的非常规套管与钻头尺寸系列的原则和推荐方案。文章还建议开展适应我国实际情况的套管与钻头尺寸系列相关专业标准的研究,为制定新的套管与钻头尺寸系列行业标准作准备。     

超深井气体钻井环空流动研究

气体钻井由于其低压,具有机械钻速高、避免井漏、消除泥页岩水化及保护储层等不可比拟的优势,目前在钻井界开展得如火如荼。但在超深井钻井过程中,面临地层高温、高压、产出流体相态复杂,这对环空携岩和安全是一个严峻的考验。通过理论与实验的综合研究结果表明,井筒环空流速、压力、动能从下到上逐渐增加,在井口处达到最大值,并且与地层产出流体相态和气体注入参数以及钻井工艺参数存在一定的关系,环空岩屑浓度从下到上呈减小趋势,在钻铤与钻杆连接处存在转折点。这为超深井气体钻井过程中设计注入参数,钻井参数以及携岩、井筒净化等提供了重要的依据。     

深层气井地层压力折算方法分析及应用

针对有些深层气井压力计未下在气层中部,记录的压力与实际地层压力之间存在误差的问题。开展了深层气井压力折算方法分析,采用积分迭代方法对2000年以来压力计未下在气层中部的深层气井资料进行了压力折算。为了验证理论计算结果的准确性,利用深层气井试井过程中记录的井口油压数据,折算出压力计深度处的压力,与压力计实测压力进行了对比分析,确定了该方法的适用范围,并对理论计算压力和实测压力对比符合较好的深层气井进行了气层中部静压折算,从而为深层气井储量计算和开发评价提供了可靠依据。     

深井、超深井套管特性分析

传统的套管柱设计中,套管只进行强度设计。而在一些深井、超深井、高压气井的开发中,对套管提出了新的要求:套管必须能够保证对气体的密封;能够耐受较高温度的考验;接头不但要有足够的抗拉强度,同时也要有足够的抗压缩强度。另外,水泥环是否对套管的强度有增强作用,也是值得关注的问题。通过理论解析、有限元计算以及大量的实物试验,对深井、超深井中套管这些主要特性进行了分析,得到了许多有意义的数据和结论。指出模拟深井、超深井套管服役条件的实物试验是验证套管性能的有效手段,并结合套管柱设计提出了套管选用方法,该分析方法同样适用于油管柱分析。     

哈萨克斯坦高压深井水平井钻井技术

针对哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田高压深井水平井钻井在地质构造、钻井工艺的技术难点，利用最优化钻井理论，完成钻头选型和不同钻井方式下的钻具组合及钻井参数优选；在轨迹设计上根据油藏情况优选剖面类型；在钻进方式上由单一的滑动钻进或转动钻进转变为滑动与复合交替钻进；在仪器测量方面，针对塑料小球影响无线随钻系统正常工作和如何提高井下仪器有效工作时间问题，对无线随钻系统进行改进，制定了详细的安全技术措施并严格执行，成功钻成了6口水平井，成功率100％。定向井段的机械钻速由原来的0.5～0.8 m/h提高到1.0～1.2 m/h，钻成了哈萨克斯坦第一口千吨级油井H8010井。逐步摸清了哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田钻水平井的一些规律，形成了一套较为成熟的高压深井水平井钻井工艺模式，为该地区进一步推广水平井开发提供了宝贵的经验。     

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近年世界各高压油气深井中普遍使用VAM、2SC、3SB、NS等系列特殊丝扣套管及油管。本文从世界开发油、套管产品的动向简介了特珠丝扣的结构原理,除部析3SB和VAM两种特殊丝扣的优越性以外,并列表对比了6种特殊丝扣的主要性能。又对如何选择、检验、使用等方面提出了具体意见。     

高压深井电缆投灰新工艺技术及其应用

高压深井电缆投灰新工艺技术采用重力助推式投灰器,利用重锤下行驱赶水泥浆,帮助其克服驱替高密度泥浆时所必须克服的静摩擦力及流动摩擦阻力,能够满足在重泥浆(ρ＞1.8 g/cm3)压井情况下高温高压深井的电缆投灰作业,解决了常规投灰工艺在高温高压深井中不能投灰的难题.介绍了高压深井电缆投灰新工艺技术的工作原理及施工工艺.对于高压深井、超深井的工程作业,该技术具有广阔的应用前景.     

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四川石油管理局一直致力于深井天然气井的钻探与开发,在四川盆地面积约18×104km2的范围内探明一大批含气构造,同时形成了一套完整的深井气井钻井配套技术.近年来,先后在中国境内的塔里木、青海、长庆、辽河及国外的泰国、伊朗、哈萨克斯坦等油气区进行以钻井为主的工程技术服务,在实践中逐步完善了气井钻井技术.文章在分析四川碳酸盐岩储层地质特点和钻井难点的基础上,简要而全面地介绍了四川碳酸盐岩地层压力预测、深井钻井、深井测试、油气层保护、井控、井漏的处理等方面的天然气井钻井技术.     

高压深井测试前的井筒评价

在高压深井测试前，对套管强度、固井质量、井口及钻井或固井期间的漏失情况等多项因素进行全面分析和评估，以确保测试工作在井筒安全的前提下实施。     

深井超深井套管选择中的若干问题

提出了选择深井、超深井套管应注意的若干问题.根据套管的受力、使用环境等条件合理的选用非API套管;避免使用高强度套管;APIBTC螺纹厚壁套管接箍的强度低于管体的强度,使用厚壁套管解决抗挤强度时,必须考虑接箍的强度;腐蚀环境下套管的选择;根据不同井况选择不同螺纹形式,特殊螺纹与API螺纹不能互换使用;非API的新型套管下井前,可通过全尺寸模拟试验对其结构和密封完整性进行评价.     

低压深井柱塞气举排水采气技术研究及应用

柱塞气举作为一种简单高效的排水采气技术,在4 000 m以浅的常规气井中得到了较为广泛的应用,但在深井中的应用国内还鲜有报道.为此,结合现场生产和常规柱塞气举技术应用经验,通过优化低压深井柱塞气举设计方法、研制深井柱塞工具和优化改进柱塞工艺流程,形成了一套适合低压深井的柱塞气举排水采气技术.研究结果表明,通过引入井筒流...