U形水平井连通过程中的相对位置不确定性分析

为了更好地使用旋转磁场测距导向系统(RMRS)来引导两井的精确连通,进行了U形水平井连通过程中的相对位置不确定性分析。根据RMRS在连通中的引导过程,将相对位置不确定性分为由RMRS引起的测点相对正钻井井底的位置不确定性和由测斜仪引起的连通点相对测点的位置不确定性。采用井位不确定模型,得到由RMRS和测斜仪引起的相对位置不确定性的协方差矩阵。通过坐标转换,得到同一坐标系下的总协方差矩阵,并给出由总协方差矩阵确定的误差椭球(圆)。从实例计算可以看出,连通点与正钻井井底相距101.84m时,误差椭球的半轴长度为3.75,1.90和2.66m;随着钻进的进行,相距10.00m时,误差椭球的半轴长度为0.25,0.56和0.07m。研究结果表明,由RMRS测得的相对位置误差随钻头的钻进不再积累而是逐渐减小,同时进行相对位置不确定性分析有利于实现两井的连通,并有效地指导RMRS的使用。

基于测量工具的U型水平井井身剖面设计

为实现2口水平井的精确连通,引入了磁场测距导向工具,开展了U型水平井井身剖面设计方法研究。在对井眼轨迹不确定性分析过程中,引入了合成误差圆。通过对比合成误差圆直径与磁场测距导向工具测距范围的大小,得到2种磁场测距导向工具的使用时机。根据磁场测距导向工具的选择使用情况以及测量特点,设计了相应的井身剖面。额外延伸部分为剖面设计的关键所在,根据测距范围给出了其精确的计算公式。通过实例验证可以看出此剖面设计是合理的。U型水平井的井身剖面设计体现了钻井设计与控制一体化,对今后的深入研究和实践具有参考意义。

钻井过程中的井眼防碰分类和计算

根据碰撞井之间的相互位置关系,总结了井眼相碰的形式。通过引入扫描角和法面偏角的概念,将球面坐标形式的最近距离扫描图分解为以两个极坐标形式的平面图,从而保证视图的科学性、完整性和实用性。

喷射钻井中风琴管空化射流提速规律分析

为准确掌握风琴管空化射流在喷射钻井中的提速规律,通过数值模拟的方法分析了空化射流流场特性,探讨了围压对其空化能力及速度脉动能力影响规律,采用真三轴高围压射流破岩规律模拟实验装置开展了空化射流破岩模拟实验,研究了静液注压力对射流破岩效率影响规律,并对比了一定静液注压力下空化射流与常规射流破岩效率。结果表明,在现有机泵条件下,风琴管空化射流可以直接或间接的实现钻井的提速提效。

顺北区块Ⅰ号断裂带钻井分层提速技术

顺北区块Ⅰ号断裂带钻井过程中,由于目的层深、工程地质特征复杂、钻头选型及提速技术与地层匹配性差等问题,已完钻井的机械钻速低,钻井周期长。在充分分析钻井提速难点的基础上,结合钻头和提速工具研发新进展,提出了分层提速技术:二叠系以浅地层开展大扭矩快速钻进技术,二叠系开展"破碎+释放+剪切"钻头选型技术,二叠系以深、目的层以浅地层开展减振稳扭技术。分层提速技术在X-8H井进行了现场应用,与完钻井相比,各层分别提速34.45%,37.74%,50.42%,全井提速63.52%,钻井周期缩短37.35%,创区块同类井身结构钻井最快纪录,有效解决了钻井提速难点,为加快该区块勘探开发进程提供了技术支撑。

塔深5井超深层钻井关键技术

为探明塔河油田寒武系沙依里克组、肖尔布拉克组及震旦系奇格布拉克组储层的发育特征及含油气情况,部署了预探井塔深5井,相关资料表明,该井超深层存在缝洞发育易井漏、地层倾角大易井斜、硅质白云岩压实程度高导致机械钻速慢等钻井技术难点。针对井漏问题,优选了抗温堵漏材料,优化了堵漏材料的配比和粒径,辅以随钻堵漏和渐进式堵漏方法,以逐步提高地层的承压能力;为解决井身质量控制和提速的矛盾,应用了垂直钻井工具+大扭矩螺杆的防斜钻井提速技术,能够兼顾防斜和提速;为解决白云岩地层可钻性差、研磨性强的问题,优选了减振耐磨的PDC钻头和扭力冲击器配合等壁厚大扭矩螺杆钻进。采用上述钻井关键技术后,塔深5井顺利施工并成功完钻,为后续塔河油田下部寒武系和震旦系钻井提供了技术途径、积累了技术经验。

塔里木盆地满深1井超深井钻井关键技术

满深1井是位于塔里木盆地塔北隆起满深1号断裂带上的一口预探井,钻井过程中存在二叠系玄武岩漏失与垮塌同存,志留系塔塔埃尔塔格组可钻性差、钻头磨损快,奥陶系桑塔木组易井斜与井壁失稳垮塌等技术难点。为此,研究应用了二叠系优快钻井技术、志留系减振提速技术和奥陶系防斜防塌技术,有效解决了该井面临的钻井技术难点:应用混合钻头+螺杆钻具提速技术一趟钻钻穿二叠系玄武岩地层,应用聚磺钻井液体系确保了二叠系地层的安全钻进,未发生漏失及垮塌等井下故障,与邻井相比机械钻速提高了265.96%;应用个性化PDC钻头+TorkBuster扭力冲击器一趟钻钻穿志留系地层,且钻进期间扭矩稳定、粘滑振动弱,减振提速效果明显;应用预弯曲动力学防斜钻具组合钻进奥陶系高陡地层,防斜打直效果明显;应用高性能防塌水基钻井液安全钻穿奥陶系硬脆性泥岩,井壁稳定效果显著。该井试油获得高产工业油流,实现了塔里木盆地超深层油气勘探的重大突破,形成的超深层碳酸盐岩钻井完井技术为塔里木油田深层油气勘探开发提供了技术支撑。

控制压力钻井技术在Auger平台侧钻井中的成功应用

壳牌开发生产公司在墨西哥湾深水区Auger平台利用控制压力钻井(MPD)技术继续进行小井眼侧钻。运用动态环空压力控制(DAPC)系统成功钻出4个分支井眼,未出现环空漏失与井眼不稳定情况。MPD技术提高了钻井操作效率,可钻至之前无法钻达的目标储层。由于亏空引起破裂压力梯度减小,一些层段的钻进已不可能,但是运用MPD技术可以钻进这些地层且没有发生卡套管事故。最新的MPD井身设计通过减小静态泥浆密度至孔隙压力之下来控制钻井边界。在随后开展的MPD井的实施中井底压力偏差减小,目标地层压力窗口偏差为零。本文介绍了井设计和控制压力钻井设计,着重描述了4个MPD侧钻工程的工程改进和作业效果。