渤海油田复杂井侧钻设计方法研究与实践

老井侧钻是渤海油田稳产增产的主要手段之一,针对复杂井侧钻前清理井筒成本存在不确定性,制定合理的侧钻决策树可有效控制成本。本文梳理了渤海油田侧钻井设计技术现状,针对回收套管、回收筛管以及打捞落鱼等复杂井侧钻设计存在的难题,基于“安全、经济、高效”的原则制定了侧钻决策树,如套管回收段长决策树、筛管回收与否决策树、落鱼打捞与否决策树。以渤海油田3口复杂井侧钻设计为例,应用该决策树实现了侧钻方案的科学性设计,相比于常规设计方法节约费用超1500万元。本文提出的复杂井侧钻设计决策树具有一定的推广价值。

高难度复杂井钻井液用润滑剂研究进展

要提高深井超深井、大斜度定向井、水平大位移井等高难度复杂井的开发效率,必须降低钻井、下套管和电测等作业过程中的井下摩阻系数和扭矩大小。对于钻井液来说,减小摩阻系数和扭矩大小最快捷有效的方法是在体系加入润滑剂,提高其润滑性能。综述了国内外高性能钻井液用润滑剂的种类、机理和应用进展,并评述了各自的优缺点,分析了现有润滑剂技术局限性与发展趋势,并预测了未来改性废弃植物油类等润滑剂的研究前景与方向。

提高复杂井固井质量的关键因素分析

提高复杂井固井质量是水平钻井技术挑战之一。本研究侧重于分析某深水平井(井深6126m,水平段长2091m)固井过程中遇到的关键难点,包括井眼的清洁和预备难度、在长水平段保持套管居中的挑战,以及水泥浆性能的特定要求。通过对井眼清洁、套管居中、水泥浆性能优化的策略进行综合分析,提出了提高复杂井固井质量的优化方法。这些方法包括改善土质条件、井眼清洁技术的应用,以及水泥浆性能的精确调控。研究目的在于对当前固井操作的质量进行提升,并为未来的固井作业提供技术支持。

基于混合PEBI网格的复杂井数值模拟应用研究

针对笛卡儿正交网格在描述复杂井型以及复杂油藏边界时存在的局限性,提出了综合运用径向网格、笛卡儿网格和六边形PEBI网格的混合PEBI网格计算方法。该方法中,在直井区域采用径向网格,可实现网格体积由小到大的变化;在复杂井区域采用笛卡儿网格,可充分把握井筒附近的流动状态;在油藏区域采用六边形PEBI网格,可更好地逼近复杂油藏边界和断层的形态。应用结果表明,混合PEBI网格具有高度的灵活性,与有限差分五点格式相比,有效降低了网格取向效应,能够满足精细油藏数值模拟的要求。

复杂井固井低密度水泥浆体系研究

随着勘探领域不断向深部油气藏拓展,固井遭遇的复杂井越来越多。为了进一步加强粉煤灰低密度水泥浆体系在低压易漏复杂地层固井中的应用,经过大量室内研究,开发出以海泡石为主要成分的新一代稳定剂SSD,碱性有机物质类早强激活剂TSN,室内评价了它们在粉煤灰水泥浆体系中的性能,配制出密度可在1.30-1.45 g／cm3之间可调的粉煤灰复合低密度水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆体系的流动性好、析水率小、失水可控、稠化时间可调,水泥浆凝结后的水泥石不但抗压强度高,而且还具有一定的体积膨胀率,能完全适用低压易漏地层固井的要求,并保证水泥环与地层、套管间的良好胶结,提高固井质量。另外,粉煤灰、微硅使水泥石具有良好的抗腐蚀能力,海泡石、微硅等使水泥浆具有一定的触变性,这说明该水泥浆体系能兼有多种特性,是一种能满足复杂井固井需要的低密度水泥浆体系。

某超深复杂井井身结构设计及其石油套管的开发应用

根据塔里木油田克拉苏山前构造带的地质构造特点和钻井施工的难点,结合后期完井测试和开发生产的要求,设计开发了6层变7层套管的井身结构。根据该井身结构的要求,并通过超深复杂井中套管服役工况分析和典型失效案例分析结果,开发了特殊规格、钢级和螺纹类型的专用套管。60余口井的批量使用结果表明:该井身结构设计合理,能够满足克拉苏山前构造带的勘探开发要求;专门设计开发的特殊套管是安全可靠的。

超深复杂井用非标准规格TP140V套管的开发

分析超深复杂井套管使用条件和西部某油田勘探开发的特殊需求,设计开发TP140V Φ293.45 mm×23.55 mm规格超高强度石油套管。分析认为:采用中碳钢设计,加入Cr、Mo和V等元素进行微合金化,利用纯净钢冶炼技术,并配合合理的热处理工艺制度,使生产的TP140V套管的力学性能、高温强度完全满足设计要求;采用连轧工艺,通过优化不同轧制环节的变形分配量,使TP140V套管管体椭圆度≤0.25%,壁厚不均度≤8%;且抗外挤性能也满足要求。

提高复杂井固井质量的关键因素探讨

阐述了当前国内复杂井工程地质特征及固井失效的基本类型,从系统工程角度归纳了影响复杂井固井质量的主、客观因素,钻井液性能对固井质量的潜在影响和水泥浆性能设计容易产生的主要缺陷问题。在此基础上,根据注水泥作业的系统组成,质量控制涉及的硬、软件子系统,固井工程系统约束、管理与技术集成要求等,全面探讨了提高复杂井固井质量的控制要素,提出了复杂井科学注水泥的基本要求和当前提高复杂井固井质量应研究的关键问题。

复杂井况固井低密度水泥浆体系

针对粉煤灰低密度水泥浆体系存在的不足 ,经过室内研究 ,开发出了适用于高水灰比条件下的粉煤灰体系稳定剂SSD和早强激活剂TSN ,使粉煤灰复合低密度水泥浆性能稳定 ,密度在 1.30～ 1.4 5g/cm3 范围内可调 ,抗压强度较高并具有一定膨胀性。稳定剂SSD是以海泡石这种具有高比表面积纤维状物质为主 ,它加入到水泥浆体系中 ,将发挥纤维在界面上的交联与强化作用 ,以提高水泥石的抗压强度并使水泥浆具有一定的触变性。实验结果表明 ,稳定剂SSD的加入使水泥浆的析水率有明显减少 ,保证粉煤灰体系在高水灰比下的稳定性 ,同时由于稳定剂中还含有活性成分SiO2 、MgO ,能进一步提高该水泥石的抗压强度以及凝结后水泥石体积有一定量的膨胀 ,实现水泥环与地层、套管间的良好胶结 ,提高固井质量。

考虑储集层伤害影响的复杂井产能预测模型

为了更加准确地描述钻井伤害对复杂井产能的影响,针对各向异性油藏储集层伤害特征,建立了考虑储集层伤害影响的复杂井产能预测半解析模型。该模型采用坐标变换方法将油藏、油井参数转换到各向同性空间进行求解,以表皮因子形式定量描述每一井段由于钻井液、完井液侵入所造成的储集层伤害,并将其引入产能模型的耦合计算。计算结果表明,新建立的复杂井产能预测模型能够充分反映各向异性油藏中复杂井任意井段钻井液、完井液的侵入特征及其对产能的影响,相比于原半解析模型具有更高的预测精度,更为符合现场实际要求。

深层低渗复杂井况水力喷射压裂技术研究与应用

中原油田开发进入中后期,井况、剩余油分布日益复杂,常规水力压裂已无法满足油田精细开发需要。为解决深层低渗复杂井况压裂技术难题,研制水力喷射工具,开发抗高剪切水力喷射压裂液,研究压裂优化设计技术,设计压裂管柱,优化裂缝、施工参数,形成了适合中原油田的复杂井况水力喷射压裂技术。完善了水力压裂技术,填补了中原油田水平井压裂空白,实现了近水层、复杂储层、管外窜井压裂,102 mm套管轻微变形井分层压裂,提升了压裂技术的适用性、有效性,为难动用储量的有效开发提供了保障。

华北油田复杂井固井技术

针对华北油田二连阿南、哈南高压注水采油区块和冀中潜山深井区块固井难度大和固井质量差等问题。华北石油管理局钻井工艺研究院在二连地区采用早强、膨胀和低失水水泥浆,并配合使用套管外封隔器、两凝固井工艺技术,解决了低温高压注水调整井固井作业中存在的问题,提高了固井质量;在冀中地区采用低密度、高强度、零析水、成膜型降失水水泥浆,配合采用双压双凝固井工艺技术,有效防止了井漏、油水互窜等井下复杂事故,提高了固井质量。早强、膨胀和低失水水泥浆低温早强,失水量小于200 mL,在凝结过程中能产生有效膨胀,初凝和终凝时间较短,能有效防止气窜及油水互窜。成膜型降失水水泥浆失水量小于100 mL,密度和稠化时间易调;有机塑性高分子胶粒在水泥凝结过程中由于被压缩而微膨胀,能有效补偿水泥石孔隙压力,达到防窜、改善水泥石韧性和变形能力的目的。

深层复杂井固井技术在南堡3-20井的应用

冀东南堡3-20井是冀东油田南堡3号构造的一口重点预探井,在油层固井过程中存在井眼质量差、井底温度高、油气显示活跃、水泥封固段长、井漏等问题,固井面临挑战。通过分析影响固井质量的主要因素,采用强化井眼准备、优选水泥浆体系、科学计算环空液柱分布和提高顶替效率等措施,较好地解决了该井的固井难题,形成了一套深层复杂井的固井关键技术。南堡3-20井固井技术的成功应用,对同区块同类型的深层复杂井固井具有借鉴意义。

复杂井况下高含硫气井二次完井技术应用

LJ11H等5口高含硫气井在前期开发中因井筒完整性、油套管材质选择、人居环境等问题,存在一定的安全隐患。通过对5口井井史的认真分析,结合雪佛龙公司在高含硫钻完井方面的成功经验,制定了畅通井筒空间、增加耐蚀合金复合油层套管(气密封扣)并固井、下入带井下安全阀及封隔器的耐蚀合金油管(气密封扣)完井、关键泄露部位封堵的二次完井方案。通过现场实践,二次完井作业的5口井均达到了高含硫气井的安全生产要求,所形成的高含硫气井二次完井配套技术,对类似高含硫气井的二次完井工作具有指导意义。

泵出式测井系统在四川地区复杂井中的应用

泵出式测井采用新型的无电缆钻具输送测井方式,在四川地区复杂井测井采集中可以替代电缆测井。介绍了SL6000LWF泵出式测井系统的测量原理、系统组成、系统特点、现场测井流程及注意事项。对SL6000LWF泵出式测井系统在四川地区的应用情况进行了总结。通过23口复杂井的应用,表明泵出式测井显著提高了复杂井的测井施工成功率和测井时效,满足储层评价和工程评价的需要,平均缩短复杂井的钻井建井周期54.6h。泵出式测井在复杂井测井施工方面值得进一步推广使用。

复杂井漏的钻井液快速保障系统

土库曼斯坦阿姆河右岸天然气储量丰富,但地质条件复杂,属于典型的"四高"气藏,即高温、高压、高产和高含硫。由于区域构造断裂带多,裂缝和孔隙发育,约57%的井发生井漏,80%的井漏属于"漏储同层",其中失返性漏失居多,复杂井漏漏喷转化快,治理难度大,时间长,带来的井控风险和经济损失巨大。文章介绍一套用于处理复杂井漏的钻井液快速保障系统,该系统包含钻井液倒运回收利用、钻井液快速配制和堵漏浆高效配制等内容。系统在土库曼斯坦运行几年,效果显著,对复杂井漏的治理发挥了重要作用。

连续油管带压作业技术在特殊复杂井况中的应用

对深井及高压、高含硫气井在井下作业或生产过程中因地层出砂、压井材料沉淀、堵漏材料返吐引起管柱或井筒堵塞及管柱工具故障造成的管内堵塞,导致后续作业无法正常进行及生产中断等复杂情况,在采用常规修井工艺难以处理,且成本高、井控安全风险大的情况下,利用连续油管具有尺寸较小、不动井内管柱进行相关作业且处理技术先进、成本低、安全、高效等明显优势,解决了如JP7井的油管堵塞和M503井的油层套管堵塞等问题,并通过带压钻磨方式解决了X11井封隔器上部旋塞阀堵塞的问题,为类似特殊复杂井况的处理积累了经验,值得推广应用。

动平衡固井技术在中原油田复杂井中的应用

井漏、井涌是老油田开发后期普遍存在的问题,这类井给固井形成了一道技术难题,严重制约着固井质量的提高。针对该类井的特点,通过优化水泥浆体系、合理设计水泥浆柱、采用"动、静"替浆技术,成功的解决了固井过程中防漏、压稳的技术问题,使固井质量得到了保证。

复杂井史图形化模板设计与工程地质研究应用

钻井井史资料统计分析是工程地质研究的基础工作。塔里木盆地地质条件复杂、钻井深度大、工程地质问题多、井史资料内容多且繁杂,使用常规方法整理井史资料耗时长且分析难度大。利用Microsoft Excel数据表分析软件建立复杂井史图形化显示模板的方法,应用Excel的数据综合管理分析功能对井史资料进行排列、筛选、成图,实现工程信息的可视化显示效果,并形成标准的分析成图模板。使用该方法分析井史资料快捷方便,节约时间,实现了钻井工程实时监测。

塔河油田涌漏复杂井测井工艺探讨

针对塔河油田涌漏复杂井测井作业难点,从测井施工前井筒准备、仪器串组合与性能检测、有针对性的施工措施、测井井控工艺、存储式测井工艺五方面进行研究,形成了较为完善的涌漏复杂井测井工艺和配套施工方案。测井作业期间,测井队与钻井队应紧密配合,做好液面动态监测,发现异常情况及时汇报,以便采取正确措施;如发生溢流、井涌,要严格按照应急预案进行操作,正确使用测井电缆防喷短节。涌漏复杂井测井前,需要钻井队将井况处理好,保证充足的稳定时间,如不能满足常规测井要求,可以考虑改用存储式测井工艺进行测井。积极引进和研发新型的复杂井测井工具和工艺,可以增强复杂井测井施工的能力,能够适应井况不好的井,降低施工风险。应用以上测井工艺和配套施工方案,先后完成了近80井次的涌漏复杂井测井施工任务,取全、取准了各项测井资料。