WC-A1井TAML五级分支井钻井技术研究及应用

南海西部文昌某油田ZJ-1地层为低孔低渗,为提高其单井产量、增加泄油面积,提出了采用五级分支井钻井技术的开发方式,并成功研制ø244.47 mm斜向器、ø209 mm壁挂式悬挂器、ø169 mm井眼导向器等新型五级分支井工具。通过优化井身结构设计与分支点选择,利用旋转导向系统对轨迹的精确控制,形成了海上油田五级分支井钻井技术,解决了五级分支井在钻井方面存在的轨迹控制、壁挂式悬挂器坐挂、井眼重入等技术难题,对提高单井泄油面积和控制储量有积极意义,为海上低孔低渗储层开发提供新的思路。     

多分支超短半径钻井技术在我国海上油田的首次应用北大核心CSCD

为了进一步有效开发涠洲低渗透储层,提高单井控制储量和产量,提出了采用多分支超短半径钻井技术来提高储层泄油面积的开发方式。针对多分支超短半径井存在的造斜率大于10°/m、常规刚性钻具无法顺利通过高造斜率井段等技术难题,成功研制了φ209 mm斜向器、φ127 mm柔性造斜钻杆、φ144 mm造斜钻头等新型多分支超短半径钻井工具,并配套井身结构设计与分支点选择、井眼轨迹设计与钻井参数控制技术形成了海上油田多分支超短半径钻井技术。现场应用结果表明,本文提出的多分支超短半径钻井技术在不依赖螺杆和旋转导向等工具的条件下可完成曲率半径3 m、造斜率16°/m的造斜作业,钻获产量为配产的3.5倍,为海上低孔渗储层开发提供了新思路。     

多分支超短半径钻井技术在我国海上油田的首次应用

为了进一步有效开发涠洲低渗透储层,提高单井控制储量和产量,提出了采用多分支超短半径钻井技术来提高储层泄油面积的开发方式。针对多分支超短半径井存在的造斜率大于10°/m、常规刚性钻具无法顺利通过高造斜率井段等技术难题,成功研制了?209 mm斜向器、?127 mm柔性造斜钻杆、?144 mm造斜钻头等新型多分支超短半径钻井工具,并配套井身结构设计与分支点选择、井眼轨迹设计与钻井参数控制技术形成了海上油田多分支超短半径钻井技术。现场应用结果表明,本文提出的多分支超短半径钻井技术在不依赖螺杆和旋转导向等工具的条件下可完成曲率半径3 m、造斜率16°/m的造斜作业,钻获产量为配产的3.5倍,为海上低孔渗储层开发提供了新思路。     

适合海上低渗气田水平井固井的柔性水泥浆体系研究

海上低渗气田利用常规手段难以有效开发,一般需采用水平井、分支井固井后射孔加大型压裂技术进行完井,其固井质量直接影响后期增产的效果和气田产量。为保证海上低渗气田水平井段良好的固井质量,设计了柔性水泥浆体系。室内对该水泥浆体系进行了试验评价研究,结果表明:柔性水泥浆体系较普通聚合物低密度水泥浆体系具有失水低、流变性好、体系稳定、强度发展迅速、防窜性能强、韧性高的优点,能够有效满足水平井、分支井固井作业,保证海上低渗气藏后期开发对固井质量的需要。     

分支井钻井完井技术发展迅速

在油价持续低迷的今天，任何一项钻井新技术的应用都应以降低成本和提高单井价值为目的，分支井便 是这样一项技术。最近一两年，分支井钻井完井作业活动很活跃，钻井完井技术发展迅速。文中着重介绍分支井开发方案的筛选，分支井的设计、分支井钻井技术和分支井完井技术。     

大庆油田油层套管钻井技术研究

在分析大庆油田套管钻井技术中非顸驱条件下的管串连接方式、套管抗扭和连接性能、钻头单井成井率、油层套管完钻后管内测井等难点的基础上，设计了φ177．8nm油层套管钻井、固井及测井工艺，同时研制、配套了φ177．8mm油层套管钻井专用的工具，包括方套转换接头、高抗扭热应力补偿器、防掉水泥式浮箍、高抗扭套管、φ244，5mm钢制PDC钻头等，并详细介绍了其结构、工作原理及技术特性。在葡浅3-更1井和葡浅3-73井φ177．8mm油层套管钻井的成功试验表明，大庆油田油层套管钻井技术能满足现场施工要求，而且与常规钻井技术相比，减少了井下事故，缩短了钻井周期，提高了机械钻速。     

Φ149.3 mm钻杆高强度接头数值分析

大位移井、深水井和超深井钻井中Φ149.3 mm钻杆旋转台肩接头不能满足API标准高抗扭矩的要求，限制了Φ149.3 mm钻杆性能的发挥。为了充分发挥Φ149.3 mm钻杆的性能，基于有限单元法理论，根据钻杆接头轴对称的特点，将三维问题简化为二维问题，设计了一种新型Φ149.3 mm钻杆双台肩接头，使用ANSYS软件模拟近似分析接头螺纹在各种情况下的强度，再与Φ139.7 mm接头对比，验证其高抗扭矩的性能。通过ANSYS模拟计算，证明了Φ149.3 mm钻杆双台肩接头的高抗扭性能，能够满足现场的应用。     

膨胀管定位分支井技术在渤海埕北油田的应用

膨胀管定位分支井技术研究是国家 86 3项目渤海大油田勘探开发关键技术———可控 (闭环 )三维轨迹钻井技术研究的子课题。应用膨胀管定位工具原理 ,完成了定位工具的研制 ,并在大量地面实验的基础上 ,将膨胀管定位技术成功地应用于渤海埕北油田老井侧钻分支井中。实践证明 :所研制的膨胀管定位分支井工具具有 3大技术特点 :①膨胀管定位 ,定位工具在老井中 ,对套管产生的应力集中小 ,有利于保护套管 ;②定位工具在密封后可承受压、扭等荷载 ,完全满足井下作业的需要 ;③定位工具设计合理 ,操作简便。通过在埕北油田A2 2h井的实践 ,钻成一口水平分支调整井 ,在老油田挖潜方面取得 3项突破 :第一 ,使用侧钻分支井挖掘剩余油获得突破 ;第二 ,在分支井油井中使用膨胀管定位工具获得突破 ;第三 ,使用修井机在海上平台钻分支调整井实现突破。膨胀管定位分支井技术及其工具在埕北油田A2 2h井的成功应用 ,使原来产油 11m3/d的老井通过分支井达到产油 112m3/d ,取得显著的经济效益。这项技术将在海上油田增储挖潜和提高采收率方面发挥很大的作用。     

海上薄油层多分支水平井钻井技术

为提高海上中后期油田的生产能力,针对储量分散、天然能量弱的薄层油藏,决定采用多分支水平井技术提高单井产量和采收率,降低综合开发成本。根据某海域A油田的油藏特点,分析了薄油层钻井作业设备能力有限、工程设计限制多、中靶精度要求高、井眼轨迹控制挑战多、钻井施工风险高、储层保护难度大等问题。通过对平台钻井设备评价改造、井身结构及井眼轨道优化设计、复杂井眼轨迹的精细控制、钻井液优选等方面的研究及应用,成功实施了水平井、分支井、小井眼和薄油层的钻探作业,提高了油田勘探开发整体效益,为今后海上薄油层多分支水平井的钻井作业提供了参考。     

ø73 mm小尺寸涡轮钻具叶型设计及优化

小尺寸涡轮钻具主要用于深部高温硬岩地层钻进,对我国油气、干热岩等深部能源矿藏的地质调查具有重要意义,在石油行业中小井眼钻井、老井加深及连续油管钻修井等方面具有较好的应用前景。目前,国内尚无ø73 mm小尺寸涡轮钻具,为推进涡轮钻具系列化,对ø73 mm小尺寸涡轮钻具的涡轮节中常规级定转子叶片及制动级定转子叶片进行设计优化,旨在研制长度短、转矩适中、转速适中、压降小、功率高及效率高的ø73 mm小尺寸涡轮钻具,使ø73 mm小尺寸涡轮钻具尽快在我国实现现场应用。设计出符合性能要求的3种常规定转子叶型方案和5种制动级叶型方案,通过理论分析及数值模拟,选出最优的常规定转子叶型及制动级叶型方案,并提出常规涡轮级与制动涡轮级复配的5种涡轮节结构方案,同时对涡轮节结构进行了性能分析及方案优选,优选的涡轮节方案在流量5.5 L/s,工作转速1 500～2 500 r/min时,输出转矩为109～140 N·m,平均压降为11.5 MPa,制动转矩为185.5 N·m,可满足小井眼钻井对ø73 mm小尺寸涡轮钻具的输出性能要求。     

静52-H1Z鱼骨型水平井钻井技术

为了开发古潜山地层难动用储量、提高单井产量和油层采收率、降低水平井综合开发成本，静52-H1Z井在水平井段设计施工20个分支。针对悬空侧钻、主井眼重入、井身轨迹控制和地层的可钻性差等多个技术难点，提出了复合井眼悬空侧钻技术、主井眼管柱重入技术、井身轨迹控制技术和钻井提速技术等方法，在现场应用中取得了显著效果，大大缩短了钻井周期，保证了安全快速完井。静52-H1Z鱼骨型20分支水平井的顺利完钻，为国内油田鱼骨型水平井朝着更多分支方向的发展积累了丰富的?验，提供了有力的技术准备；同时，也标志着中国石油水平井钻井技术向国际领先水平再次迈进一步。     

海上钻具破损现象研究

针对平湖油气田钻井中频繁发生的钻杆刺漏现象 ,组织了多学科、多专业的综合研究。从钻杆刺漏现象的大量试验研究得出结论 :(1 )钻杆刺漏的主要原因是钻井扭矩过大 ,造成钻杆基体薄弱处产生疲劳载荷下的微裂纹 ,钻杆内壁受高压钻井液冲蚀而刺漏 ;(2 )钻杆刺漏的次要原因是井眼中含有少量的H2 S气体 ,此气体伴随高压钻井液冲蚀钻杆内的疲劳微裂 ,从而加剧钻杆的刺漏腐蚀程度 ;(3)应针对平湖油气田地层中的特殊微量有害气体 ,研制有特殊内涂层的钻杆 ,以改善钻杆的抗腐蚀性能     

新型钛合金和铝合金钻杆结构安全性分析

为满足特殊工艺井的钻井要求,开发了新型钛合金钻杆和铝合金钻杆。由于钻杆在钻进中易出现断裂和刺穿等失效事故,为确保新型钻杆在钻进过程中的结构安全性,对新型钛合金和铝合金钻杆分别进行了有限元分析。计算分析表明:钛合金钻杆的工作安全性较高,可用于深井、大位移井、水平井、大斜度井钻井施工;铝合金钻杆结构安全性较低,可通过增加壁厚来提高其结构安全性。     

海上勘探开发一体化钻完井关键技术研究与实践

勘探开发一体化是缩短海上油气田建产周期、降低开发成本的有效手段,但海上油气田工程设施建造周期长、油气管网相对较少,对钻完井作业提出了更高要求.本文针对不同水深、不同类型和不同井口型式等探井转开发井特殊要求,建立了浅水探井井口再利用技术、一井多目标钻完井技术、简易移动式平台井口稳定性技术和深水探井转开发井井筒完整性评估技...     

多分支井钻井技术综述与最新进展

多分支井钻井技术是在单一井眼里钻出若干个支井,并且回到单个主井筒的钻井新技术。目前,多分支井钻井技术方法很多,包括套管开窗锻铣侧钻、预设窗口、裸眼侧钻、径向分支井方法、膨胀管定位侧钻和智能分支井等。多分支井钻井技术具有很多优点:增加井眼在油藏中的长度、扩大泄油面积、提高采收率、改善油流动态剖面、减缓锥进速度、提供重力泄油途径、提高油气层纵向动用程度、提高裂缝油气藏裂缝钻遇率、经济开采边际油气藏和重质原油油藏、可重复利用上部井段,降低钻井成本、由于地面井口或海上井槽的减少而降低了平台的建造费用、降低油井管理和环境保护等费用,提高了经济效益。     

新疆油田SAGD鱼骨状水平井钻井技术

为有效增加油层裸露面积,提高稠油油藏储层吸收蒸汽的效果,从而提高稠油井的产量及采收率,新疆油田将SAGD水平井与鱼骨状水平井技术相结合,以SAGD成对水平井为基础,利用SAGD磁定位导向技术与鱼骨状分支井眼轨迹控制技术,在注汽井水平段钻若干鱼骨状分支井眼,形成了可有效增加储层裸露面积的SAGD鱼骨状水平井钻井技术,并钻成了SAGD鱼骨状水平井FHW3043井组。FHW3043井组的顺利钻成证明了SAGD鱼骨状水平井钻井技术的可行性,为该技术在稠油油田的应用积累了经验。      

基于有限元法的单根钻杆动力学仿真模拟分析

为进一步明确钻进中的钻杆柱工作状态，以直井段中单根钻杆为研究对象，基于有限元法建立钻杆的动力学模型，以实际设计参数为依据，确定边界条件，综合考虑静、动载荷的耦合作用，对钻杆受迫振动发展过程进行仿真模拟分析，在一定程度上反映井下钻杆工作状态，并为钻杆柱的随钻控制研究提供理论基础。分析结果表明，现役钻杆接头台阶及螺纹处普遍存在应力集中，设计时应予以改进；钻杆受迫振动的发展过程中，钻压及转速是重要的振动激励参数，较浅井段钻杆振动参与形式以横振为主，随着钻进的深入，其他振动形式频繁的交替激发并参与，应通过调整钻进参数、避免工作于固有频率而激发模态振动。     

基于磁记忆的海上钻柱损伤监控技术研究

钻柱疲劳断裂等事故会严重影响海上钻井作业的安全。对钻柱损伤检测方法进行分析,提出磁记忆方法适合用于现场钻柱损伤实时检测。通过室内试验研究,确定磁记忆信号切向分量梯度最大值可用来表征钻柱损伤状态。结合海洋石油钻井特点,研制了一套基于磁记忆的海上钻柱损伤实时监控系统。该系统在起钻过程中对钻柱接头-管体进行一体化检测,不影响起钻速度。通过试验井抽样检测试验,缺陷检出率达100%,并在中海油南海某油田成功应用2口井。基于磁记忆的海上钻柱损伤监控技术研究为海洋石油高效安全开发提供了技术支持。     

套管防磨保护措施

在深井,特别在高温高压深探井中,套管的磨损是一个比较突出的问题,且保护套管和保护钻杆往往是矛盾的。崖城4井采取控制平台漂移、钻直表层井段、采用合适的钻具来控制井斜和减小井斜变化率、选用合适的钻杆等作业保护措施非常成功地达到了既保护了套管,钻杆也没有出现过度磨损的目的。介绍了该井凭借有关资料制定的相应保护措施,通过与其他井的情况对比,分析总结了该井成功经验,可为以后钻探同类型的井提供一些启示。