随钻扩眼钻柱结构优选及现场应用效果评价

在随钻扩眼作业过程中,扩眼工具组合是最重要的可控参数,不合理的钻柱结构会使钻柱振动加剧。鉴于此,基于有限元动力学分析方法,建立钻具-地层有限元动力学分析模型,模拟不同扩眼工具和钻柱结构对钻具运动轨迹、扭转角速度及钻杆等效应力的影响。研究结果表明:随着2段承压钻杆间普通钻杆长度的增加,下部钻具组合在高低边方向的运动加剧,承压钻杆长度增加,下部钻具振动减小;近钻头钻杆长度和位置对承压钻杆钻柱所受的等效应力和扭转角速度影响不大,但会改变加重钻杆的位置,使井口轴向力有很大变化。推荐目标区块φ149.2mm侧钻井眼内随钻扩眼工具组合为:双中心钻头+φ120.0 mm单弯螺杆+φ88.9 mm无磁承压钻杆1~2根+φ88.9 mm钻杆10~20根+φ88.9 mm加重钻杆15根+φ88.9 mm钻杆。所得结论可为解决小井眼随钻扩眼作业中稳定性差以及扭矩突变所引起的钻柱破坏提供参考。     

随钻扩眼钻具组合与钻井参数优化研究

鉴于国内现有随钻扩眼系统钻具组合与钻井参数优化研究缺乏,同时考虑领眼钻头及扩眼器几何结构、地层岩石强度及钻井参数等3种影响因素的计算模型少有报道,以及扩眼系统扭矩分配比计算方法缺失等现状,通过建立模型分析了领眼钻头钻压和扭矩分配比随钻具组合、钻柱转速及地层强度的变化规律,进行了钻前不同扩眼钻具组合对比与优选以及随转扩眼...     

乐东221气田A14H井表层定向及扩眼钻井技术

为解决南海莺歌海盆地乐东 22-1 气田表层松软地层定向造斜扩眼钻进困难、邻井相碰及易产生新井眼等钻井工程技术难题,提出了一种先钻小尺寸领眼,再用新型三级固定翼扩眼器定向扩眼,然后下入套管的海洋表层钻井技术.结合随钻测量仪和电子陀螺测斜仪钻进乐东 22-1 气田A14H井表层时,先用φ250.8 mm钻具定向造斜、钻小领眼,再用φ254.1 mm×φ349.3 mm×φ444.5 mm新型扩眼器将领眼定向扩眼至φ444.5 mm,下入φ339.7 mm表层套管并固井.现场应用表明,该技术解决了丛式井表层防碰难题,保障了疏松地层的造斜钻进效果,防止了钻井中扩眼钻具对领眼井造斜效果的不利影响,对后续类似井的钻井具有一定的借鉴价值.      

液压扩眼器设计及井下试验验证

为了降低小井眼钻井作业风险,提高固井质量,对152.4 mm井眼液压扩眼器结构原理和力学性能进行了研究,并制作了样机。152.4 mm井眼液压扩眼器主要由上接头、螺旋扶正套、环形剃刀组件、固定套、摩擦环及下接头等组成。对样机的压耗、刀翼张开、刀翼自动收回及强制收回等功能进行了验证,同时对扩眼效果进行了预评估。验证结果表明,该液压扩眼器的压耗约为1.38 MPa,小于计算的最大压耗1.96 MPa,满足现场作业需求;液压扩眼器能够实现正扩眼、倒扩眼和随钻扩眼作业,正扩眼和倒扩眼井径均达到190.5 mm以上,井径较规则,扩眼效果较好;在随钻扩眼中,刀翼张开最大扭矩达到14 kN·m。     

随钻扩眼技术研究进展

随钻扩眼工具作为扩眼工具的一种,具有常规固定翼式扩眼工具无法比拟的优势。在介绍随钻扩眼技术在深井、超深井、小间隙井、盐膏层钻井和侧钻井中的应用情况后,就国外随钻扩眼工具的研究进展和应用进行了分析,包括斯伦贝谢公司的Rhino系列扩眼工具、哈里伯顿公司的XR~(TM)和UR~(TM)扩眼工具、贝克休斯公司的GaugePro扩眼工具、威德福公司的RipTide扩眼工具及国民油井公司的Anderreamer扩眼工具。指出了国内外随钻扩眼工具的研究重点和今后的发展趋势。最后建议我国应加强随钻扩眼技术和工具的研究力度,完善随钻扩眼技术和工具,这对提高我国的钻井技术有着重要的现实意义。     

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。     

RWD随钻扩眼钻进的破岩机理研究

RWD随钻扩眼使钻井和扩眼过程一次完成，并满足大部分特定井身轨迹严格控制的要求，具有工具结构简单，无活动部件，扩眼尺寸稳定规则的特点，是解决复杂深井阻卡、非常规井身结构应用和提高固井质量的有效手段。随钻扩眼过程中，扩眼器与所扩地层之间的岩石力学耦合作用对随钻扩眼钻进破岩效果和扩眼器、钻柱的优化设计等至关重要。为此，建立了弹塑性有限元力学分析模型，运用莫尔－库仑强度准则，用数值分析的原理和方法模拟了随钻扩眼时扩眼器破岩的力学机理。并对井眼围岩变形和应力分析及强度进行了研究，为研究随钻扩眼的破岩规律和对扩眼器进行改进提供了一种方法和研究的基础。     

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。     

钻扩眼工艺可在一次连续作业中进行钻井与扩眼

采用标准扩眼工艺来扩大裸眼井段时,作业人员通常先钻一个领眼至下一个套管深度,然后再运行一个带可伸缩臂的管下扩眼器,由于机械钻速低,这个任务比钻领眼更耗费时间。休斯·克里斯坦森公司（ＨｕｇｈｅｓＣｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ）开发出的随钻扩眼（ＲＷＤ）工艺允许在一次连续的作业中进行随钻扩眼,在单次操作中提供井眼扩大以及大于套管井眼尺寸的钻井作业。随钻扩眼技术还可以进行大斜度井、多侧向大井眼井、膨胀性与流动性地层以及枯竭砂层的钻井以降低卡钻的风险。该系统可为砾石充填提供更多空隙,并可用于从竖井到水平井的钻井…     

小井眼长裸眼侧钻水平井钻井实践

近几年,随着油气田的开采,由于地质原因、套管原因、套管内特殊作业造成事故等原因,深井小井眼开窗侧钻水平井日益增多,这项工作风险大,难度高,给钻井工作带来诸多困难。文章以塔里木一口深井小井眼长裸眼侧钻水平井LN2-H2C（0152．4mm井眼长达1878m,完钻井深5140m）为例,分析了小井眼长裸眼开窗侧钻水平井的钻井难点,介绍了在套管开窗、侧钻、长裸眼水平井钻井、钻井液、扩眼及完井固并方面的一些关键钻井技术,浅谈了对施工同类井的认识与建议。该井的成功钻探不仅为开发生产提供了一口高产水平井,而且为今后钻探小井眼长裸眼水平井积累了重要的实践经验。     

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。      

小井眼丛式井井眼轨迹控制技术

吉林油田为开发低产低渗透油田,在1个平台上钻了4口φ152.4mm的小井眼丛式升,井深1729.47~1855.53m,最大井斜角42°,最大水平位移514m,比常规井眼降低成本19.1%。井眼轨迹控制是小井眼丛式钻井技术的重点和难点,文中探讨了钻具组合、上部井眼曲率、钻井参数以及钻头选型对小井眼轨迹控制的影响,并建立了相应的井眼轨迹控制模式。     

国内外小井眼固井技术研究现状

由于小井眼井可显著降低钻井成本,因此在国内外应用较广。但小井眼井具有井眼尺寸小、环空间隙小的特点,所以小井眼井固井难度较大,这限制了小井眼井的推广应用。为促进小井眼井固井技术的发展,在总结小井眼井钻井与固井特点的基础上,分析指出其固井技术难点主要集中在套管居中度不高、环空摩阻大、顶替效率低、水泥环力学性能要求高、施工工艺设计困难和工具简单等。对国内外在小井眼井固井的研究现状进行了综述,在分析水泥浆体系、套管居中技术、环空间隙问题、扩眼工具和施工工艺的研究现状的基础上,指出现有技术的不足在于水泥浆技术不成熟、固井工具缺乏现场应用,施工工艺自动化程度低等。为此提出了提高小井眼固井质量技术建议,包括提高套管居中度技术、套管安全下入技术、水泥浆性能技术、随钻扩眼技术和施工工艺技术等。     

小井眼套管侧钻钻井液体系要求及应用

小井眼钻井过程容易发生卡钻等事故,大斜度及水平井钻井轨迹控制难度较大,为提高钻井工艺效率,需要优化钻井液体系。分析了侧钻井钻井液功能,总结了小井眼钻井液体系的各项要求,推荐了钻井液添加剂。     

FORASLIM小井眼钻机

在成功地试制新型小井眼用钻柱(这种钻柱既可用于全面钻进又可连续取心取得大量地质资料)的基础上,专门研制了一种新型实用的小井眼钻机——FORASLIM小井眼钻机。使用这种小井眼钻机钻井不仅可以大幅度降低钻井费用。而且还能大大减轻环境污染。     

膨胀悬挂直连型尾管小井眼二开次钻完井技术

φ177.8 mm套管内的小井眼窄间隙井钻遇高压层、易坍塌地层及漏失地层时,若采用常规技术手段和井身结构则难以下入技术套管封隔漏失层实施二开次钻井及完井作业,若采用膨胀套管充当技术套管,构建"临时井壁"封隔复杂层将面临成本高、周期长等问题。为此,提出了悬挂直连型尾管代替膨胀套管的封隔方案,利用膨胀悬挂器悬挂大直径尾管和提供尾管头密封的优势封堵复杂层,然后下入随钻扩眼钻头钻至目的层,实现二开次完井。对随钻扩眼钻头和大通径膨胀悬挂器进行了设计,对尾管尺寸进行了优选,对固井附件和固井工艺进行了设计和优化。3口井的试验结果表明,该技术实现了二开次套管完井作业,能成功封隔漏失层,满足钻井及完井要求。     

侧明151井φ139.7mm套管走向开窗侧钻小井眼技术的研究

侧明151井是中原油田φ139．7mm套管定向开窗侧钻小井眼技术攻关的第一口井。该井斜向器陀螺定向、φ139．7mm套管开窗、修窗一次成功，整个裸眼段φ116mm小井眼轨迹控制良好，完全达到设计要求，为中原油田老井侧钻、特别是小井眼套管定向开窗侧钻小井眼技术的提高打下了坚实的基础。文中详细介绍了该井的施工情况及技术特点。     

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。     

定向随钻扩孔技术在塔河油田TH10233CH井的应用

受地层及地质避水要求等限制,塔河油田部分φ177.8 mm套管开窗侧钻水平井采用膨胀管复杂地层封堵钻井技术,该技术实施的关键是对复杂泥岩进行扩孔作业。对已实施的5口膨胀管井的扩孔作业进行分析,通过优选开窗侧钻井井斜角、随钻扩孔钻头和中、高速大扭矩螺杆,优化定向随钻扩孔钻井参数及深井小井眼定向随钻测量技术,TH10233CH井在5 542.66~5 884.00 m井段进行了定向随钻扩孔。扩孔段长341.34 m,最大井斜62°,井径满足膨胀管下入和膨胀大于165 mm的要求,保证了膨胀管复杂地层封堵技术在TH10233CH井的成功应用,为塔河油田同类井实施该技术提供了经验。     

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。