大庆地区水平井旋转导向优快钻井技术

大庆油田松辽盆地北部钻井过程中面临着水平井井壁易失稳、水平段长净化难度大、井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大易发生卡钻等技术难题,影响了勘探开发效益。因此,通过水平段使用旋转导向钻井技术,采取井眼轨迹精确控制、激进式钻井、旋转导向防卡等技术措施,既降低了摩阻扭矩、保证了井眼轨迹平滑,又引导水平井井眼轨迹在优质储层中有效延伸,提高了钻井效率,实现增产目标,该技术为国内水平井安全高效钻进提供了借鉴。     

中浅层水平井井眼轨道优化设计与现场施工

针对大庆油田中长、长水平段水平井钻井施工和下套管过程中摩阻、扭矩大,导致钻井速度慢,而井眼浸泡时间长易导致井壁失稳而进一步减缓施工速度,从而形成恶性循环,对钻完井施工影响极大的问题,从井眼轨道的合理设计进行了模拟计算,针对不同的剖面类型、造斜率和靶前距进行优化设计,确定合理的井眼轨道,以降低定向钻进和下套管过程中的摩阻和扭矩,为中长、长水平段水平井的顺利施工提供技术支持。     

冀东深层大位移井钻柱安全分析与对策

针对冀东大位移井目的层垂深大、造斜点浅、裸眼段长等特点,开展了深层大位移井钻柱安全性评价研究。基于软杆摩阻扭矩分析模型,建立了不同工况条件下摩阻扭矩计算方法,分析了大位移井摩阻、扭矩分布情况,评价了钻井轨迹、摩擦系数等对钻井摩阻扭矩的影响,并提出了相应的降摩减阻技术措施。计算结果和实钻表明,深层大位移井侧向力受力分布集中在上部浅层造斜段,并且容易造成钻具的疲劳和破坏;钻井过程中起钻摩阻和钻进时扭矩较大,摩阻扭矩受井眼轨迹和井下摩擦系数的影响。分析计算结果对大位移井井下摩阻扭矩控制和钻柱的合理选择达到有效指导的目的。     

华北JX井Ф215.9mm井眼“一趟钻”钻井关键技术

针对华北油田JX井二开Ф215.9mm井眼钻井轨迹控制难度大、摩阻扭矩大、井眼清洁困难、地层岩性变化大、易垮塌、漏失等难题,在使用Landmark软件计算井下岩屑床分布、不同钻具组合形式下钻头侧向力的基础上,通过开展水力振荡器、井眼清洁工具应用,进行钻头优选,优化钻具组合、钻井参数,以及聚合物钻井液配合新型防塌、防漏、润滑剂等技术,实现一趟钻钻进馆陶组、东营组、沙河街组地层,进尺1883m,机械钻速达20.25m/h,事故复杂率为零,多项技术指标明显优于区块同类型井。JX井二开"一趟钻"钻井技术的成功实施,为华北油田束鹿凹陷提质高效开发提供借鉴意义,为复杂井眼轨迹、多组地层井段实施"一趟钻"钻井技术提供了经验。     

水力振荡器在长宁威远区块页岩气水平井中的应用

长宁威远页岩气三维水平井钻井过程中摩阻扭矩大、托压严重,严重影响了页岩气勘探开发速度。水力振荡器能够使钻柱周期性振动,将钻柱静摩擦变为动摩擦,降低钻井过程中摩阻扭矩,保证钻头钻压的有效施加,提高机械钻速。为此,介绍了水力振荡器的工作原理和安装位置方法,并在现场推广应用,应用效果表明,水力振荡器加螺杆方式提速效果明显,可以部分替代水平段旋转导向,降低作业成本,提高页岩气勘探开发效益。     

ZP24-P2长水平段水平井轨道优化技术

ZP24-P2井是一口水平段超过2500m的长水平段水平井,在钻井施工中存在摩阻/扭矩大、井眼轨迹控制难度大等难题,因此在该井施工之前对井眼轨道设计的参数进行了优化,并根据区块特点对井身结构进行了优化,对该井顺利施工具有重要作用。     

超深水平井摩阻扭矩分析及水力学计算

超深水平井钻井技术已成为开发深层油气藏的重要技术手段,超深水平井侧钻段和水平段的施工过程较常规水平井存在着更大的风险和难度。合理预测和控制摩阻/扭矩,合理选择泵压和排量对于超深水平井的安全高效钻进至关重要。建立和利用软杆模型对超深水平井侧钻造斜段进行了摩阻扭矩分析;建立和利用深井小井眼水力学模型对超深水平井水平段进行水力学计算,并以目前国内垂深最深的超深水平井元坝XX井为例,验证了所建立理论模型的合理性和可行性,其计算结果在工程应用上具有较高的精度,对超深水平井侧钻段和水平段施工具有较强的指导性。     

SA-688井优快钻井技术

SA-688井是一口定向井,该井设计水平位移超过2300m,钻井施工中存在钻柱易屈曲、摩阻和扭矩大、井眼净化难等问题,而且根据地质及邻井已钻井资料显示,地层稳定性较差。针对该井可能存在的主要问题,重点对井身结构、井眼轨道设计、钻井施工摩阻扭矩预测、井眼净化等方面进行研究与应用,最终该井顺利完成施工,完钻井深5010m,钻井周期105d,较设计节约10%。最大水平位移为2430m,效益良好。     

伊朗Y油田水平井钻井技术

伊朗Y油田水平井面临着地质岩性多变、地质靶区不确定、裸眼井段长、井眼摩阻大、长水平段井眼轨迹控制困难等一系列钻井技术难点。结合Y油田一期水平井钻井实践,详细总结、形成了包括井身结构优化、螺杆钻具类型及其稳定器外径优选、钻头选型、侧钻钻具组合优选、水平井段优快钻井、KCl聚磺钻井液在内的6项水平井钻井技术。该技术在YS9井得到成功应用,定向段和水平段施工比设计提前12.4 d。Y油田水平井优快钻井技术的应用,能够提高钻井成功率,缩短水平井的建井周期,降低钻井成本,对Y油田后续的水平井施工起到一定的指导和借鉴作用。     

南堡滩海大位移井钻井关键因素优化设计

大位移井钻井实施过程中表现最为突出的问题是摩阻扭矩大,它制约着井眼轨迹的有效延伸,尤其在常规钻完井技术时表现得更为明显。冀东油田近年来基于常规钻完井技术条件下,通过对井眼轨道优化设计、钻具组合优化、摩阻扭矩精细预测与控制、井眼延伸极限评估等方面的精细研究与优化设计,有效地模拟分析和论证了南堡滩海中深层大位移井钻井井筒力学行为,提升了对大位移井钻井实践可行性认识和指导了钻完井方案的设计。在南堡滩海成功实施了几十口水平位移大于3000 m的大位移井,最大水平位移达4940 m,为南堡滩海在常规经济技术条件下大位移井的钻井实施提供了技术支持。     

P1-平2井施工实践与认识

介绍了P1-平2井施工情况,分析了施工难点和技术对策,总结了施工中的成功做法与相关经验,对扶余油层致密油水平井开发具有一定的借鉴意义。本井为三维水平井,摩阻、扭矩大,增加了施工难度;水平段油层发育不稳定,地层垂深,油层走向变化大,实钻轨迹调整频繁;本井水平段泉头组泥岩地层坚硬,可钻性极差,机械钻速较低。本井应用旋转导向钻井系统随钻跟踪,提高了砂岩钻遇率,清砂钻杆和低固相氯化钾盐水钻井液体系在本井得到成功应用。     

莫116井区水平井钻井设计优化与应用

莫116井区在水平井钻井施工过程中,面临着"缩、卡、塌、漏、喷、硬"等难题,为避免井下复杂事故、缩减钻井周期、降低作业风险,在该区开展了水平井优化设计与轨迹优化控制技术研究工作。通过对井区已完钻井资料论证分析,针对性地对井身结构和井眼轨迹控制提出了优化方案;根据前期实钻情况和钻柱力学分析,优化了水平井钻井钻具组合和钻井参数;通过优化钻井液体系,解决了定向作业井段井壁稳定性差、定向施工摩阻大、粘附卡钻几率高等问题。通过对上述研究成果的现场应用,实现了水平井优快钻井目标,二开定向段和三开井段平均机械钻速相比优化前水平分别提高27%、30%,其中M614等井实现了"一趟钻"完成水平段钻进目标。     

“四合一”钻井技术在浅层水平井中的应用

随着钻井技术的不断发展,浅层水平井采用常规钻具组合控制轨迹受钻井工艺、设备、工具、仪器的限制,严重影响钻井效率。为适应油田发展的需要,持续提高钻井速度和质量,降低钻井成本,开展钻井技术革新,寻求一套有效的钻具组合,力争一趟钻完成浅层水平井轨迹控制。因此,在浅层水平井中试验应用"四合一"钻井技术,简化施工工序,实现一套钻具组合完成定向造斜、稳斜、入窗及贯穿水平段的施工工序,提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,对提速提效具有重要意义。     

井眼造斜轨迹对摩阻扭矩影响规律的数值分析研究

在实际的钻进过程中,直井段、造斜段、稳斜段对摩阻扭矩的影响各不相同,为了更有效地控制摩阻扭矩,降低钻进成本,通过建立摩阻扭矩有限元分析模型,定量分析了直井段、造斜段、稳斜段长度对摩阻扭矩的影响。研究结果表明,这些参数对大钩负荷和扭矩都存在影响,数据分析表明基本呈线性关系,单位质量长度对大钩载荷的增加量分别为0.03%、0.16%、-1.34%～1.11%,对扭矩的增加量分别约为0.002%、0.02%、-5.08%～6.06%,该结果为斜井段科学进行井眼轨迹的优化设计提供了理论基础。     

超深水平井钻井技术在元坝272H井的应用

元坝地区海相气藏埋藏深,垂深超过6500 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。     

不混油低摩阻钻井液在塔河托甫台区块的现场试验

由于储层埋藏深、造斜点深,塔河油田深水平井定向段和水平段钻进过程中摩阻和扭矩较大,容易造成起下钻困难、易托压等井下复杂,而目前普遍采用的聚磺混油钻井液由于后期处理困难,易对环境造成危害。针对这一问题,以自主研发的环保高效润滑剂SMLUB-E为主要处理剂形成了不混油低摩阻钻井液体系不混油低摩阻,并在塔河TP154XCH井成功进行了现场试验。钻井过程中钻井液性能稳定,钻进时未出现托压现象,起下钻顺畅,摩阻较低,完钻时摩阻仅为4t,展现了不混油低摩阻钻井液体系优异的润滑效果。     

葡140-斜30井井眼轨迹控制技术

葡140-斜30井目的层:青二、三段。由于该井井斜大、裸眼段长,还是五段制定向井,井斜、方位不易控制,全井造浆性强,泥浆粘度不易控制,钻进摩阻扭矩大、易发生井下复杂等一系列难题,这给该定向井施工带来很大困难。从优化设计、优选钻具组合、随钻监测技术入手,对井眼轨迹进行精确控制,同时施工中通过及时划眼、清除岩屑床、勤短起等技术措施,有效地防止了井下事故的发生,使多靶点定向井钻井速度有较大地提高,解决了钻井周期长,井下易发生井下复杂、事故等不安全因素等问题,从而降低了钻井成本。     

大位移井延伸极限预测技术研究

大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个高峰,是一项综合性很强的技术.目前大位移井钻井研究的重点和难点主要集中在摩阻/扭矩、轨道设计、定向控制等几个方面,管柱的摩阻扭矩问题是大位移井技术的核心问题之一,它决定水平位移的最大延伸.而增大极限延伸的问题正是综合上述问题的重点难点.根据大位移井的特点,建立大位移井动力学模型,进行大位移井动力学分析,编制极限延伸软件,针对不同钻具组合、井眼和摩擦系数、钻井液体系,按设计的井斜方位算出最大延伸长度.对大位移井的摩阻/扭矩、延伸极限进行预测和控制,达到有效指导大位移钻井的目的.     

非旋转护箍在腰青33-2HF井水平段小井眼应用

水平井钻井的最大难题是如何降低钻井摩阻。目前降低摩阻的工具主要有轴承短节、低扭矩钻杆、DSTR短节、振荡减阻器等,而对非旋转钻杆护箍降低摩阻作用的研究较少。与非旋转钻杆护箍相比,其它各种工具均具有一定局限性,主要表现在接头和短节使用太多会降低钻具安全性,容易形成键槽等。腰青33-2HF井水平段钻进时采用非旋转钻杆护箍,大大降低了钻具与井眼的摩阻,使钻速提高了40.40%,钻井周期缩短57.79%,为水平井钻井提供了很好的借鉴。     

长水平段大位移井井眼轨道优化设计

摩阻和扭矩是制约长水平段大位移井水平段延伸的主要因素,井眼轨道优化是减小钻具摩阻和扭矩的方法之一。模拟了不同造斜率和靶前位移情况下长水平段大位移井的摩阻和扭矩,分析了不同轨道类型对摩擦系数的敏感性。结果表明,长水平段大位移井应优先选用较低造斜率的轨道,无特殊需要时尽量简化轨道类型。