LQDR-1地热温泉井钻井施工技术

地热资源是一种清洁、安全、可靠、稳定的可再生能源。LQDR-1是一口地热温泉井,设计井深3500 m,实际完钻井深3201.2 m。热储属于裂隙型,设计靶区范围较小,钻井的针对性、目的性比较强,且地层倾角大、可钻性差。在一开、二开井段,为减少井底水平位移,提高中靶率,LQDR-1井采用了塔式+钟摆钻具组合,通过优化钻具组合及钻井参数,全井保持了较低的井斜和较高的井身质量。在三开、四开井段,采用气举反循环钻井工艺钻进热储地层,一方面可以解决大口径多开次地热井环空携岩能力较差问题,另一方面可避免或减少伤害储层,保持地层最大出水能力,提高单井出水量。

直井防斜打快理论研究进展

钻井过程中影响井斜的因素很多 ,且井斜给钻井、完井等作业带来一系列的危害 ,并造成巨大损失。近年来国内在复杂深井钻井中多次出现井斜问题 ,突出表现在玉门青西、青海柴达木盆地、四川川东、塔里木山前等地区。在现场使用较多的除钟摆钻具和满眼钻具防斜技术外 ,主要发展了偏轴钻具防斜技术、螺杆钻具配合PDC钻头防斜技术等 ,但总体来看在直井防斜打快方面进展不大。国外近年来则研制了VDS、SDD、VertiTrak、PowerV等具有主动防斜能力的自动化井斜闭环控制系统 ,成功地解决了高陡构造、断层、盐层等情况下钻进时的井眼质量问题。国内陡倾构造地区井斜问题非常普遍 ,因此应尽快开展新型防斜打快理论研究 。

井斜控制理论及防斜钻井技术综述

在钻井过程中，井斜给钻井工程带来一系列的危害，并造成巨大损失。早在５０ 年代，国外就研究了光钻铤在钻压作用下的弯曲问题，导出了有关计算模式；６０ 年代提出了双稳定器防斜钻具的理论，为满眼钻具的发展提供了理论基础；７０ 年代提出了用小势能法求解下部钻具的受力和变形。国内在６０ 年代以前，基本上是引用国外的理论和方法，进入７０ 年代逐步开展了防斜理论的研究。首先是唐俊才等人，指出了Ｈｏｃｈ 的公式推导中的错误，并给出修正公式；后来白家祉教授提出了用纵横弯曲连续梁理论求解下部钻柱的受力和变形；杨勋尧在研究钟摆钻具、满眼钻具基础上，得出简化的公式和图表，在川东指导钻井实践取得好效果。文中系统介绍了井斜控制技术，对井斜控制理论研究、防斜钻井技术研究及防斜钻井实践有重要参考、指导意义。

偏轴钟摆钻具组合力学特性分析

运用纵横弯曲连续梁理论和达朗伯原理 ,建立了偏轴钟摆钻具组合动力学分析模型。该模型能够用于求解钻头处的侧向力和转角以及偏轴接头处的侧向力 ,以评价钻具组合的防斜 (纠斜 )能力和偏轴接头附近的偏磨程度。计算结果表明 ,适当降低钻压或提高转速 ,有利于纠斜 ;增加偏轴接头偏心距或将偏轴接头位置上移 ,有利于纠斜 ,但不利于控制钻铤 (或接头 )偏磨 ;扶正器位置上移基本上不利于纠斜 ,也不利于控制钻铤 (或接头 )偏磨 ;偏轴接头处存在较大的接触力时 。

复合钻井防斜打快机理探讨

油气井的防斜打快问题是钻井工程中一直未能很好解决的经典性难题之一。分析了钻井参数与钻速的关系,揭示了复合钻井通过提高钻头转速,从而增加钻头破岩能量来提高机械钻速的机理;在分析井斜原因和钟摆钻具防斜打直原理的基础上,分析了直螺杆钻具和弯外壳螺杆钻具组合的防斜机理以及两者的联系与区别,指出在地层倾角较小时采用直螺杆钻具组合,地层倾角较大时采用弯外壳螺杆钻具组合,以达到防斜打快的目的。在LS001井的应用实例表明,复合钻井有较好防斜作用,机械钻速与常规转盘钻井相比有较大幅度的提高。

气体钻井条件下钟摆钻具组合运动规律模拟实验研究

为保证井下安全,气体钻井常常不使用或少使用稳定器,此时钻具组合更易发生弯曲而引起井斜。底部钻具组合(BHA)的动力学行为是气体钻井时发生井斜的主要原因。本文通过室内模拟实验,模拟研究气体钻井条件和不同钻进参数下BHA的运动状态及规律。研究结果表明,钻进参数、井壁摩擦系数等对BHA运动状态影响显著:钻压一定,转速低于门限转速时,BHA稳定正向涡动或规则摆动;转速在门限转速附近时,BHA无规则运动,运动状态不稳定;转速高于门限转速时,BHA稳定反向涡动。钻压一定时,提高转速使BHA反向涡动,有利于防斜打直;当转速一定时,提高钻压不利于防斜打直。在进行空气钻井时,可考虑在钻柱上应用滑套式扶正器(或滑套机构)并采用必要的技术措施减小摩擦系数,以减轻钻柱的振动,使BHA沿井壁较稳定地反向涡动,有助于提高防斜打直效果。

降斜防斜控制技术

防斜打直的传统作业方法是采用慢速的轻压吊打法。随着水平井钻井技术的发展，导向钻井控制井斜及连续控制工艺已应用在定向井和直井中，但增加了钻井成本。要实现降斜打快、防斜打直的目标，必须突破“轻压吊打”的传统观念束缚，采用新的降斜防斜技术。文中从分析井斜原因入手，提出采用钟摆钻具大钻压降斜和光钻铤大钻压防斜的技术手段，以及公转法防斜的基本技术特征，通过几十口定向井实钻证明这些方法是可行的。该技术成倍提高机械钻速，具有推广实用价值。

反钟摆防斜打快技术在江苏油田的应用

江苏油田属于复杂小断块油田,在直井段存在打不直、机械钻速慢的现象。常规钟摆钻具组合以牺牲钻井速度和钻井效益为代价来防斜。介绍反钟摆钻具组合防斜打快机理及其钻柱受力分析的影响因素,反钟摆钻具组合受稳定器位置和尺寸的影响。通过江苏油田现场应用情况分析,并与同一区块邻井相同井段没有使用该钻具组合的钻进效果情况对比,实践表明,反钟摆钻具组合解决了防斜打快的瓶颈问题,由于解放了钻压,充分发挥钻头的攻击性,提高了作业效率,缩短钻井周期,使钻直与钻快统一起来。对控制井斜,提高井身质量具有一定的指导意义。

气体钻井井斜的原因及防斜技术

在归纳气体钻井井斜规律的基础上,对比分析了气体钻井与钻井液钻井两种情况下,地层各向异性、地层倾角、井眼几何参数及钻井参数等因素对井斜的影响。结果表明:气体钻井与钻井液钻井相比,地层各向异性显著增加是气体钻井容易井斜,且井斜后较难控制的根本原因;在中、大钻压下,井径扩大是气体钻井容易井斜的重要原因;而地层倾角、钻压、钻头切削各向异性和钻具组合对气体钻井井斜的影响与钻井液钻井相似。建议在现场推广应用空气锤、钟摆钻具组合和空气螺杆钻具组合三项气体钻井防斜技术来防止气体钻井井斜。

钟摆钻具在苏里格区块钻井中的应用

苏里格区块上部白垩系地层倾角大、渗透性强、可钻性极好,对钻井参数非常敏感,因此上部地层500～800m井段钻井存在井斜难题,严重影响钻井井身质量和钻井速度。在常用防斜钻井技术上,结合苏里格区块低成本开发实际,优选出钟摆防斜钻具,通过稳定器安放高度和钻井参数设计,形成了该区块钟摆钻具防斜打快钻井技术,并在钻井中大量推广应用,取得了较好的效果。

苏里格气田苏77区块丛式井优快钻井配套技术

苏77区块处于生态环境脆弱的半沙漠半草原地区,采用丛式井开发方式,不仅可以加快产能建设,而且可以降低钻井成本,保护环境,便于气田维护管理。针对苏77区块钻井存在的技术难点,根据地层自然增降斜及方位漂移规律,从平台部署、井身轨迹剖面、钻具组合、PDC钻头选型及钻井液体系及性能维护等方面进行优化,形成了一套适应苏77区块的丛式井优快钻井配套技术,有效地提高了机械钻速,缩短了钻井周期及平台建井周期,加快了产能建设。其中,苏77-6-5井完钻井深3167 m,钻井周期仅为9.98天,创造了整个苏里格气田定向井最短钻井周期记录。