泡沫钻井携岩极限井深模拟与实例研究

泡沫钻井环空流道中的两相流体随压力和温度的变化,其泡沫质量和流速随井深连续减小,当井深超过一定范围时,循环流体的液体体积系数增大,流型发生突变,由泡沫流转换为气泡分散流,气泡间无干扰,不存在高强度液膜,其悬浮能力、切力和流速值很低,无法实现高机械钻速下的有效携岩。该井深值被定义为泡沫钻井的"极限井深"。结合新疆油田泡沫钻井沉砂卡钻的实例,从泡沫的悬浮和携带岩屑的机理研究入手,对现场数据进行模拟和分析,充分论证了泡沫存在携岩的"极限井深"的科学性,认为泡沫钻井超过井深4000m后需进行其携岩能力评价,并采取相应的有效措施以提高泡沫携岩能力。

穿越隧道管道极限井深设计探索

中缅原油管道国内段干线全长约1631公里,管径穿越隧道60余次。输油管道穿越隧道时,需重点考虑其应力安全性,确定隧道的极限井深。基于应力的极限设计原理,对不同井深的穿越隧道管道进行应力分析,并根据ASME B31.4标准对管道应力进行校核,通过线性拟合得出极限井深的计算公式,该方法可为类似的隧道穿越输油管道埋设井深设计提供参考。

铝合金管材用于大位移井施工的研究

近来,钻井界的大位移井数量剧增,尤其在俄罗斯萨哈林1号项目施工中创造出了11282m的全球记录。其他的超长大位移井包括英国WytchFarm油田的M-16井,总测量井深11278m(位移10728m);阿根廷的CN-1井,总测量井深11184m(位移10585m);北海的Visund的一口井,总测量井深9082m,等等。钻这些大位移井具有相当的难度和挑战性,这已经超出了常规钻井技术的极限。最为严峻的挑战是钻柱质量的增加,钻柱质量增加将导致摩阻增加相当严重。在超长井眼中,随着井深的增加,摩阻会迅速增大,此时如果不采取降摩或者减少钻柱与井壁接触面上的重力分力,钻进就可能难以为继。因此,减少钻柱质量对大位移井施工是非常有利的。增加水平井钻进极限的办法之一是用较轻的合金钻杆代替常规钢钻杆(SDP)。这种钻杆性能良好,优势显著,最大的益处是可以减少水平井段的摩阻和扭矩,从而降低发生弯曲的可能性。铝钻杆(ADP)具有钻各类井的现场应用经历,其最杰出的成就是1990年在Kola创下的超深井世界记录。该井由井下马达和钻柱通过复合钻进方式完成,钻柱主要由铝钻杆组成。该井的施工积累了大量的铝钻杆应用经验,在后续相对简单井的施工中得到了有效的应用。事实上,至上世纪80年代铝钻杆的使用数量已经占到前苏联当时在用钻杆的80%。

海外动态

贝克休斯提高大位移井极限井深大幅节省作业费用在阿联酋阿布扎比近海油田人工岛,美国贝克休斯(Baker Hughes)公司采用低成本技术,不断提高大位移丼(ERD)极限井深,取得可观的经济效益。预计完成全部作业后,可节省作业费用约3.6亿美元。该近海油田位于阿布扎比西北部。业主在完成9口勘探与评价井之后,以低成本技术计划钻生产井86口,其中35口丼用于开采浅层油藏,41口井用于开采中层油藏,10口井用于开采深层油藏。