超深大斜度高破压井国产封隔器优化与改进

川西雷口坡组超深大斜度小井眼井储层破裂压力高达170~180 MPa,受高交变载荷、井眼轨迹等因素影响,储层改造施工过程中易出现封隔器密封失效、卡瓦落井等问题。分析失效原因,明确了胶筒密封不足、缸体强度不足、卡瓦结构缺陷是导致封隔器失效的主要因素。优化胶筒结构为MESH结构提高密封可靠性,改进缸体设计使得缸体绝对承压由75 MPa增加到125 MPa,满足泵压120 MPa下改造要求,同时调整卡瓦与锥体距离,避免解封上提时在喇叭口位置发生挂卡。改进后的127 mm高温高压测试封隔器在川西超深大斜度井累计试验3井次,成功率100%。该封隔器及配套工具能满足超深大斜度井高破压含硫地层70 MPa或更高压差下改造及试气需求。

克拉苏构造带超深盐下大斜度井钻井关键技术

克拉苏构造带深部地层地质条件复杂,前期多口钻探断层带油气藏井被迫提前完井。为了提高钻井成功率,提出了采用大斜度井避开部分断层,降低事故复杂的钻井技术思路。结合区域地质特征,分析了超深层盐下大斜度井面临的套管必封点不确定性、井眼轨道设计及轨迹控制难、盐底卡准层位难度大、盐层大斜度井段套管下入摩阻大等技术难点,基于克拉苏构造带膏盐岩蠕变实验结果,优化原七开直井井身结构为五开盐下大斜度井身结构,探索了“旋转导向+同心扩眼器”BHA组合在膏盐层定向钻井方法,试验了“常规卡层技术+GLASS前视技术”盐底卡层组合形式,分析制定了大斜度膏盐层套管安全下入关键技术措施,形成一套适合于克拉苏构造带的超深盐下大斜度井钻井关键技术。克深A、克深B等6口井现场应用表明,该技术可以解决克拉苏构造带超深盐下大斜度井钻井存在的技术难题,钻井成功率100%,满足勘探开发的需求。

低密度微泡沫液放喷技术在大斜度及大位移井中的应用

随着海上老油田挖潜的深入,以及受军事、环保等因素的影响,大斜度及大位移井逐渐成为增储上产的重要井型。大斜度及大位移井具有井斜大,稳斜段长的特点,一趟管柱难以同时实施射孔与放喷作业,严重制约着大斜度及大位移井完井时效。低密度微泡沫液放喷技术,可有效解决这个难题。下入平衡射孔管柱,校深方式可采用泵送电缆校深或随钻校深,射孔后将射孔枪起出射孔段,再根据负压值向钻杆内替入设计量的低密度泡沫液制造负压,坐封机械可回收式封隔器后导通流程进行放喷作业。该技术能够在大斜度及大位移井完井中一趟管柱同时实施射孔与放喷作业,无需在射孔后单独下一趟管柱进行放喷,节省完工工期,降低完井作业成本,提高射孔放喷效果。

深层油藏大斜度井深抽技术对策

南堡油田地处滩海,油井位置局限,整体开发以大斜度定向井为主,受油藏形成特性影响,断块发育破碎,横向面积小,纵向含油层系多,低能量区存在大量供液不足的油井,泵的常规下入深度难以满足连续生产的供排需求,导致单井效益过低,同时泵筒充不满加剧了井下杆柱应力的复杂性和偏磨程度。在对抽油机井杆管泵进行综合分析的基础上,提出了深抽工艺的技术对策,并由油藏压力和生产参数预测了深抽放大压差的增产潜力,从多级杆柱加深后应力计算及延长生产周期等配套工艺技术研究入手,通过软件模拟深抽后杆柱应力变化,对深抽后不同深度杆柱进行应力测试与理论计算对比,并对相关配套工艺进行优化设计,确保深抽后杆柱应力的安全性。实现了深抽后油井动液面下降,产能增加,沉没度的增加,并提高了泵筒充满系数,泵挂深度平均加深800 m、最大泵挂深度达到3300 m,生产压差平均放大6 MPa,泵效平均提高10个百分点,单井增油平均提高300 t,同时针对不同油层物性、不同供液能力的油井进行效果分析和经验总结,形成了不同油井深抽的可行性评价方法。

大斜度井精细分段压裂技术研究及应用

冀东油田属于典型的复杂断块油藏,储层埋藏3300~4400 m、温度120~150℃、敏感性强、油层厚度为1.2~4.0 m、纵向跨度200~300 m。主要采用人工岛、陆岸平台开发,井斜平均35°以上,单井自然产能低,须压裂改造后才能获得产能。针对隔层薄、跨度大、井斜大、套变井等难题,研制了一种缝口暂堵转向体系,暂堵体系配方为变形粒子(5~6 mm)∶纤维∶粉末(0.106~0.212 mm)=5∶1∶1,最高突破压力56.3 MPa,变形粒子遇水膨胀,膨胀速度0.15~0.30倍/min,具有强变形性,杨氏模量80 MPa,泊松比达0.48。在水力压裂过程中,大斜度井易产生多裂缝、裂缝扭曲、施工压力异常、易砂堵等问题,配套了大斜度井K344可控封隔器,具有逐级坐封、逐级压裂、逐级解封的功能,优化了一种超低浓度瓜胶压裂液体系、可降低稠化剂用量在30%以上,并通过支撑剂段塞打磨等措施,形成了高温大斜度井精细分段压裂技术。

大位移、大斜度井压裂充填工艺设计及应用

大位移、大斜度井压裂充填存在着防砂管柱下入困难、现场作业风险高,难度大等特点。文章以渤海某油田为例,针对大位移大斜度井压裂充填工艺设计、管柱下入模拟分析、摩阻计算三方面进行设计。并将井斜为84.12°,水垂比为3.13的A1井进行应用案例分析,选用3.88大通径一次多层充填防砂管柱,大大提高了作业效率;采用Landmark软件对防砂筛管下入摩阻进行计算,分析下入的可行性,优化钻杆方案,使充填效率较设计提升30%;针对层温度低的特点,提出了使用低温酶破胶剂来提高反排效率;最后对相关压裂充填施工工艺参数进行设计,采用低砂比,大排量充填,从而形成短宽缝,达到很好的充填效果。

大斜度井连续油管内柱塞气举实验及动力学模型分析

连续油管工艺已广泛应用于大斜度气井生产。利用其优势,本文提出了一项新的连续油管柱塞气举复合工艺。与常规油管相比,连续油管内壁存在焊缝且由于大斜度造成其曲率连续变化,导致柱塞在连续油管内进行举升时偏离轴线,致使常规油管柱塞运动模型不能准确描述柱塞在大斜度井连续油管内运动特性。为了准确描述柱塞在连续油管中的运动特征以提高排水采气效率,设计并建立了大斜度井连续油管柱塞气举实验装置,开展了柱塞通过性实验和柱塞运动特性实验,对弹块柱塞上下行程的位移、速度进行了监测和分析。结合连续油管柱塞运动测试结果,引入轴线偏移量修正流体运动摩阻,建立了考虑柱塞偏心的连续油管柱塞举升动力学模型。计算结果表明,周期循环内,连续油管内柱塞运动实际速度值与预测速度值误差小于10%,该模型能够较好反映柱塞气举时的运动特性,为大斜度连续油管柱塞气举的优化及排水采气效率的提升提供了依据。

海上大斜度井管柱力学分析及软件开发

海上大斜度井进行油气开采时,管柱承受复杂的载荷和服役环境,如果不能准确地分析井下管柱和工具的受力情况,将可能导致管柱失效,造成经济损失。通过建立井眼轨迹拟合模型,考虑内压、外压、轴向力、弯矩、井壁支反力和摩擦力等多种载荷的基础上建立管柱力学分析模型,并开发海上大斜度井管柱力学分析软件进行开展管柱安全评价,为管柱结构设计及作业参数确定进行指导,为海上油田开发工作提供强有力的技术支撑。

川西海相超深含硫大斜度井测试技术

川西雷口坡组高含硫气藏埋藏深、储层致密、非均质性强,酸化改造是主要的获产手段,大斜度井叠加储层高破压特性使得改造及测试过程中提前坐封、密封失效、解封失败、卡瓦落井等井下复杂事件多发。优选了液压封隔器,通过调整封隔器锥体与卡瓦套距离、水力锚锚定可靠分析解决了封隔器失效问题;采用数值分析精确计算大斜度井封隔器位置轴力,保证管柱在解封时留有足够的抗拉余量;对前期测试异常井分析认为射孔时爆轰力会促使封隔器提前坐封,超深大斜度井不具备联作条件,需采用先射孔再下入管柱的测试方式。该技术的应用有效提升了PZ3-5D井等川西海相超深大斜度井测试成功率,对类似大斜度、高破压地层试油气作业具有指导意义。

致密气大斜度井压裂技术的研究及应用

苏里格气田盒8段致密砂岩储层非均质性较强,针对XX大斜度井低孔低渗、物质基础差、天然裂缝欠发育且储层厚度整体较薄特点,使用FrcSmart地质工程一体化软件进行模拟优化;压裂过程中采用裂缝监测技术实时监测压裂过程中裂缝扩展形态,通过微地震监测结果对前期模拟成果进行分析评价,为天然气的高效开发具有一定指导意义。

彭州海相超深大斜度井钻井提速实践

川西气田彭州区域海相地层天然气资源储量丰富,自2014年PZ1井发现高产工业气流以来,已成为中国石化重点勘探开发区域,但受制于地层埋藏深、可钻性差、复杂故障多等因素,一直未能有效开发。在区域施工难点分析的基础上,提出了优快钻井技术。结果表明,在直井改大斜度定向井、井深大幅度增加的情况下,通过井身结构优化、直井防斜打直、井眼轨迹优化与控制、钻井参数强化、高效PDC钻头优选、提速工具应用、防塌钻井液体系等技术系列综合应用,所完成的PZ3-5D井与区域前期施工井对比,钻井周期缩短16.58%,机械钻速提高97.24%。形成的优快钻井技术为川西气田深部海相地层钻井施工积累了宝贵的经验,也为中国石化海相气田的勘探开发提供了工程技术借鉴。

抗高温油基钻井液的室内研究与应用

针对YJ3-X超深大斜度井三开井段存在的裂缝发育、井漏风险高、斜井段位移长、携砂困难、摩阻扭矩大、完井下套管作业时间长等钻完井难题,室内通过乳化剂的优选对现有抗高温油基钻井液体系配方进行了优化,并根据临井出现的复杂情况模拟该井可能出现的风险,评价了优化后钻井液体系的抗岩屑污染和盐水污染性能。试验结果表明,优化后的抗高温油基钻井液具有良好的流变性,抗温达180℃,破乳电压高达1366 V,高温高压滤失量低至2 mL,抗岩屑污染达20%,抗CaCl2盐水污染达30%,静置120 h后沉降因子为0.52,可满足井下各类复杂环境的作业需求。现场应用效果表明,优化后的抗高温油基钻井液流变性稳定,具有较低的黏度和较强的触变性,井眼清洁良好,起下钻和下套管摩阻低,井壁稳定,较好地满足了YJ区块大斜度深井作业需求。

大斜度井开窗侧钻技术及其在渤海油田的应用

渤海部分早期油田已进入开发的中后期,利用低产低效井侧钻新井眼是提高剩余油气动用程度的有效手段之一。针对大斜度井开窗作业的难点,从开窗作业准备、刮管通井、斜向器的下入、开窗作业过程控制及窗口的后期保护等方面介绍了大斜度井套管开窗侧钻技术及注意事项,大斜度井套管开窗作业施工难度更大,操作要求更高,应严格控制,保证窗口质量;大斜度井窗口附近容易堆积岩屑,起钻过窗口前应将窗口附近井段循环干净。该技术对大斜度井开窗作业具有指导意义。

高含硫斜度井井筒硫沉积规律预测

高含硫气藏开发过程中,井筒内随着温度、压力的降低会出现单质硫的析出、运移、沉积现象,进而影响气井产量。针对高含硫气井难以下入温度和压力测量仪表以及硫沉积预测困难的实际情况,基于力学理论和硫溶解度模型,考虑井斜角对高含硫气藏硫颗粒临界悬浮流速的影响,建立了斜度井硫颗粒临界悬浮流速模型,确定硫析出和沉积及传质的条件,得到硫沉积规律预测模型。

渤海油田大斜度定向井钻井提速关键技术研究

提出了大斜度定向井钻井提速关键技术。该技术在浅层保证了井眼造斜率,降低了防碰风险;在中部地层提高钻压传导及井眼清洁,减少钻具托压;在深部地层优化钻具,实现随钻监测并控制轨迹,降低了脱靶可能性。该技术在渤海油田的应用,将顺利解决目前大斜度定向井在浅、中、深部地层的钻井困境,具有重要的工程价值。

东海某大斜度井打捞落井钻具失败的若干认识和启发

东海某大斜度井A1井在ϕ311.15 mm井眼完钻后发生了卡钻事故,爆炸切割后在上层套管内进行了侧钻,侧钻井眼完钻后又发生了断钻具事故,经过多次打捞,均以失败告终。该文从钻具组合、施工参数、软件模拟等方面简述钻具断落后打捞处理过程、分析打捞失败的原因,对该区域类似井钻井施工及事故预防及处理提出了合理化建议,可以为同类地层钻井施工以及井况处理、打捞工具及打捞方式选择提供一定的启发和借鉴。

有机盐-聚合物钻井液在北部湾大斜度井中的应用

南海北部湾盆地涠洲某油田目的层位于涠三段和流一段,前期已钻六口开发井,后期为动用流一段Ⅴ油组储量,决定部署两口大斜度调整井,井斜均大于80°,且裸眼段较长。流一段平均孔隙度19.3%,平均渗透率3405md,属于中孔高渗储层,为更好的保护储层,经室内试验和配方优选,形成了一套新型低密度无固相有机盐-聚合物钻井液体系,并在两口大斜度调整井中应用。现场应用表明,该体系携岩性好,抑制性强,储层保护效果好,为南海西部类似油田的开发积累了宝贵的经验。

阵列成像测井技术在筛管完井大斜度气井产出剖面的应用

针对常规生产测井在筛管完井的大斜度井应用中存在产水段不清、产气精度不足等问题,引进了Sondex的阵列成像测井仪器,包括阵列电容持率仪、阵列电阻持率仪、阵列涡轮流量仪,通过阵列电容持率仪、阵列电阻持率仪实现了流体类型的识别,通过阵列涡轮流量仪可识别井筒内不同流体的速度,综合应用有效提升筛管大斜度井产出剖面的识别精度。中亚地区某气田东部XXX-103D井井斜81.5°、斜井段666.34 m,生产水气比8.22 m^(3)/10^(4)m^(3),通过应用阵列成像测井仪器获得了准确的产出剖面。该技术为后续大斜度井、水平井产出剖面的仪器组合、施工流程优化提供了实践依据,为制定筛管完井的大斜度井增产措施提供了技术支撑。

米桑油田大斜度井钻杆传输测井技术

米桑油田井斜大于60度的大斜度井及水平井测井电缆无法下放、随钻测井(LWD)成本高昂且测井数据处理后解释可靠度低的问题。针对上述测井作业难点,为提升测井作业时效降低测井成本,米桑油田应用了钻杆输测井技术(PCL,Pipe Conveyed Logging)。相比于电缆测井和随钻测井,PCL在提高作业时效、强化井控能力和降低作业成本方面具有明显优势。PCL技术目前已成功应用于米桑油田大斜度井及水平井测井,并形成了一套PCL现场作业关键技术,实现了降本增效,为米桑油田大斜度井测井作业提供了有力的技术支持。

渤海油田大斜度井连续密闭取心技术

渤海南部海域某油田,为了研究加深油田高含水期水淹情况及层内剩余油分布规律,提高“双高”阶段水淹强度评价精度,指导油田后续层内剩余油挖潜,在明化镇组进行密闭取心作业。为满足研究的相关需求,对取心的收获率和密闭率都提出了更高要求。本井为一口地层稳定周期较短的开窗大斜度井,相关人员针对这些难点进行了分析,提出相关应对性措施。在现场实际作业过程中进行精细化管理及操作,共计取心9桶,累计进尺69.5m,取得了密闭率100%,取心收获率100%的“双百”优秀成绩,并创造了渤海区域密闭取心作业最大井斜角纪录。表明所应用的技术能够有效完成大斜度井连续密闭取心作业,值得进一步推广应用。