小井眼深层侧钻井钻柱力学分析与应用

江苏油田老区挖潜不断深入,小井眼深层侧钻井增多,施工难度增大,针对深层侧钻井特点,以Cao32C井为例,分析摩阻系数、井眼轨迹、BHA底部钻具组合等因素对深层侧钻井钻具屈曲的影响,通过优化钻井液性能,调整BHA钻具组合,控制轨迹,保障了深层侧钻井顺利钻进,为今后类似井的钻井优化设计和施工提供参考。

深井小井眼定向随钻扩孔技术研究与应用

深井小井眼斜井段钻后扩孔存在扭矩大、工具易折断、周期长、扩孔效果差等技术难题,为此,开展了定向随钻扩孔研究与试验。在分析国内外主要扩孔工具的特点和现场应用效果的基础上,优选CSDR型双心钻头作为扩孔工具,配套475K4570型可调式单弯螺杆钻具为其提供动力。根据水功率合理分配原则,优化了钻头喷嘴组合和水力参数,在THA井进行了现场试验。THA井一趟钻钻进153m,成功实现了井斜14.13°-42.50°段内的定向随钻扩孔,作业段井眼轨迹平滑,平均全角变化率5.554°/30m,平均井径Φ173.99mm,作业周期较设计周期缩短50%。现场试验表明,双心钻头配合螺杆动力钻具可以实现深井小井眼大斜度段的定向随钻扩孔作业,扩孔效果好,作业周期短,是进行斜井段扩孔作业的有效技术手段。

元坝272H井超深硬地层侧钻技术

针对元坝272H井侧钻井段调整余地小、侧钻地层高温高压、岩石可钻性差、井眼尺寸小等实际情况,在深入分析侧钻技术难点的基础上,优选了侧钻方式、侧钻点和钻具组合,确定了侧钻技术措施:基于长定向井段的施工安全,选择了常规裸眼侧钻方式;因为侧钻点与靶点垂距仅为70.00m,为减小增斜段井眼的全角变化率,选择出套管1.00～5.00m处为侧钻点;因为侧钻点处于硬地层,为增大侧钻力,优选了"牙轮钻头+直螺杆+2.75°弯接头"钻具组合;另外,确定了下切侧钻、延长控时钻进时间、合理侧钻方向、加强施工监测和保证钻井液性能等施工措施。该系列技术措施在元坝272H井小井眼侧钻施工中进行了应用,井眼轨迹数据、返砂新岩屑质量分数及钻井参数显示,在井深6 672.30m处新老井眼完全分离,应用获得成功。该超深硬地层侧钻施工技术的应用成功,对同类井的侧钻作业具有借鉴意义。

塔河油田深侧钻井防塌钻井液技术

塔河油田深部巴楚组和桑塔木组地层为以伊/蒙混层或伊利石为主的硬脆性泥页岩地层,水化分散性较强且发育有微裂缝,钻井过程中易因泥页岩水化而导致井壁失稳,为此,提出了＂抑制表面水化-物化封堵-有效应力支撑＂三元协同防塌对策,并构建了三元协同防塌钻井液。室内性能评价试验结果表明：三元协同防塌钻井液抗温达170℃、抗盐5.0%、抗钙0.5%~1.0%、抗劣土8.0%,泥页岩膨胀率和滚动回收率分别为5.05%和91.33%,能封堵宽400μm的裂缝,承压能力达到4 MPa。三元协同防塌钻井液在塔河油田20余口井进行了应用,均未发生由于井壁失稳造成的井下故障,桑巴楚组和桑塔木组地层的井径扩大率平均降低63.4百分点,建井周期平均缩短4.3d。这表明,三元协同钻井液防塌技术可有效解决塔河油田深侧钻井巴楚组和桑塔木组地层的井壁失稳问题。

超深侧钻水平井测井工艺在塔河油田的应用

系统分析塔河油田超深侧钻水平井测井作业过程的施工难点,主要包括湿接头对接成功率低、仪器温度性能难以得到有效保证、仪器组合方式受到限制、施工过程中会存在一些井下风险等因素。从井筒准备、仪器串性能检测与组合、施工过程控制、井口电缆防护等4个方面入手,形成较完善的超深侧钻水平井测井工艺和配套施工方案。超深侧钻水平井测井如果井底温度超出了常规仪器175℃/140MPa的工作范围,应使用高温仪器进行施工;施工前应认真检测仪器的温度性能;采取高温烘箱检测法时其加温温度应提高至175℃;井口电缆防碰装置对钻具输送时测井电缆在井口的安全起到了非常有效的保护;现场多个施工单位之间的紧密配合也是安全顺利取全取准测井资料的关键因素之一。该工艺能够应用到水平井和复杂深井直井施工中。超深侧钻水平井测井工艺在塔河油田先后完成近40井次的施工任务,一次施工成功率达到90%。

AMPS多元共聚物类抗盐降失水剂M-89L在中原油田的应用

随着中原油田开发进入后期，近年来加大了深层侧钻井的开发力度。侧钻井的环空间隙小，温度高（130～140℃），最高达150℃，在如此高的温度下许多水泥浆外加剂会失去效用。AMPS多元共聚物类降失水剂M-89L具有耐高温、抗盐、稳定性好等性能，适用温度为26～232℃，与缓凝剂M-61L配合使用能使体系抗温能力达到150℃，而且体系稠化时间易调节，接近直角稠化，失水量易控制，顶部及底部水泥浆强度发展正常，浆体稳定，流变性能良好。该水泥浆自2007年在中原油田文13-侧300井成功应用以来，又应用了5口井，固井一次成功率为100％，优良率为100％，成功地解决了深层侧钻井及小间隙井固井难题。

文13-侧305井深部开窗侧钻井固井技术

文13-侧305井是1口双靶侧钻定向井,目的层是文13东块沙三中8~10油组,井深3700 m。在139.7 mm套管内开窗侧钻,下入101.6 mm尾管固井,套管重叠段单边间隙仅9.88 mm,钻井液密度1.78 g/cm3,漏涌并存,固井施工难度大,是目前国内最深的一口139.7 mm开窗侧钻井。通过在下套管前调整钻井液性能,试验钻具静摩阻及承压,优选尾管悬挂器,水泥浆采用AMPS共聚物降失水剂,配合中温缓凝剂,较好地控制了高温下水泥浆的失水,解决了顶部强度发展慢等问题。使用配套固井工艺,固井施工顺利,解释固井质量为优质。该井的成功经验,为中原油田深层开窗侧钻开发老油田提供了技术支撑。

S114-2cx深井套管开窗侧钻作业难点及所采取的主要技术措施

S114-2cx井是塔河油田一口老井开窗侧钻评价井。该井井眼小、开窗侧钻点深、开窗段地层可钻性差、侧钻增斜井段短、水平位移长,给开窗侧钻作业带来诸多困难。从深井套管开窗、侧钻施工、井眼轨迹控制、钻井液等方面摸索出了一系列技术措施,保证了S114-2cx井套管开窗侧钻作业的成功实施,也为其他地区深井套管开窗侧钻作业提供了经验。

深井小井眼短半径水平井钻井技术

介绍了深井小井眼短半径水平井钻井技术井身剖面、开窗工具及开窗侧钻方式的选择、井下马达的使用及与造斜率的匹配、测量方式的选择和测量工艺、现场施工中井眼轨迹控制的一些成功经验和预防井下事故和复杂情况的技术措施。从地层的可钻性、地层温度、钻井液性能、仪器的使用、马达的造斜率等方面介绍了深井小井眼短半径水平井与普通短半径水平井的不同之处。同时对深井小井眼短半径水平井钻井中存在的一些问题进行了分析,并给出了相应的技术措施,对指导同类井的设计施工和进一步提高深井小井眼短半径水平井钻井技术具有一定的意义。

元坝12-1H超深井开窗侧钻技术

元坝气田长兴组气藏储量巨大,但由于气藏埋深接近7 000 m,面临多压力系统、井底高温高压、高含硫化氢等诸多技术难题。元坝12-1H井作为第1口实施开窗侧钻的开发井,钻井过程中遇到开窗点超深、地层可钻性差、超深井测量信号传输困难、地层温度高等技术难点。根据目标靶点结合实钻井眼轨迹,优化井眼轨道设计方案,优选开窗点位置,避开套管接箍和复杂层位,采用卡瓦坐封式斜向器+硬地层专用铣锥进行开窗作业,选择适合小井眼和耐高温的无线随钻仪器和螺杆钻具,优化调整钻具组合,形成了适用于元坝超深井的开窗侧钻钻井技术。该井自6 330 m处开窗,开窗时间26 h,侧钻至井深6 955 m完钻,最大井斜62.4°,全角变化率控制在16(°)/100 m以内,侧钻总进尺625 m,钻遇各类气层88.6 m,保证了地质目标的实现,为同类井的施工提供了较强的技术支撑。

塔河油田钻井完井技术进步与展望

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏具有油藏埋藏深、温度高、压力高和普遍含H2S等特点,钻井过程中存在井漏、缩径、井塌、钻井周期长和井控风险大等技术难题,为此开展了钻井完井技术攻关与实践,历经安全成井、优快钻井和高效钻井等3个技术阶段,形成了以井身结构优化和优快钻井技术为核心的深井超深井钻井完井技术,为塔河油田快速上产提供了有力支持,也促进了中国石化深井超深井钻井完井技术的进步.近年来,随着塔河油田勘探开发转向深层和外围,钻井完井的难度更大,更加需要以深部油气藏效益开发和超深井安全高效钻井为核心开展技术攻关与试验,以满足深部油气藏高效开发的需求,并推动中国石化超深井钻井完井技术持续进步.

膨胀管封隔复杂地层钻完井技术在侧钻井的应用

塔河油田为避开老井水体,老井侧钻上提造斜点钻遇上覆石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组泥岩井段,泥岩垮塌掉快堵塞采油井筒。为此,通过深井侧钻技术难点分析、扩孔工具优选、膨胀管关键技术分析及深井φ130.0 mm小井眼定向钻井技术配套,形成了一套适用于塔河油田深井侧钻井的随钻扩孔、膨胀管封隔复杂地层及后续小井眼定向钻井的非常规钻完井方案。同时布置了THA井进行试验,试验井创造了国内单次作业最长428 m和施工最深5 508 m 2项记录。现场应用结果表明,膨胀管封隔复杂地层钻完井技术解决了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻泥岩垮塌带来的技术难题,确保了钻井、完井和采油等作业井眼稳定;配套的深井φ130.0 mm小井眼定向钻井所需的钻杆、动力钻具和MWD,可以确保泥岩封隔井二开小井眼顺利钻至完钻井深。

套损井修复技术在中原油田的应用

中原油田是一个复杂的断块油气田,由于地应力异常高、盐层塑性滑移等因素,套管损坏的程度高于其他油田。深层套管损坏的井较多,造成的深层事故也较多,给油水井的修复带来了极大困难。近几年来,中原油田在深井开窗侧钻、深井下101.6mm套管、套管变形井修复、实体膨胀管补贴等方面取得了一些研究进展,并修复了一批深层的复杂事故井,使油田井况恶化的趋势得到好转,改善了开发效果。

鄂西渝东海相深井定向侧钻工艺技术

鄂西渝东地区地质构造复杂 ,侧钻井难度大 ,如何运用老井侧钻新技术 ,恢复老井产能 ,在老井治理中尤为重要。文章结合鄂西渝东地质构造特征及地质特点 ,分析海相深井侧钻井的特点及难点 ,运用两口井实例 ,系统阐述裸眼侧钻、套管开窗侧钻两种侧钻方式在现场中的实际应用 。

东濮凹陷深井套管开窗侧钻技术探讨

针对中原油田东濮凹陷构造油藏地质特点,分析油井后期改造—深部Φ139.7开窗侧钻技术的实施难点,结合目前较为成熟的浅部技术和初步进行的深部技术现场试验,阐述了在井深、高温、高压、高盐客观条件下,实施东濮凹陷深部套管开窗侧钻系列小井眼开窗、钻井、轨迹控制、安全施工、完井等技术的分析探讨,提出技术研究的方向和对策。分析认为,应进行降低循环压耗,研究低摩阻钻井液;优化钻井参数和钻头选型,配套耐高温仪器、工具;提高轨迹控制效率以及井下复杂预防和处理等研究应用。

胜利油田古潜山深井侧钻技术

分析了胜利油田桩西古潜山地层在侧钻施工中面临的井眼尺寸小、地层硬、地温梯度高、压力系数低等技术难点 ,介绍了在该地区第一口侧钻井 ZG14 - D1井套管开窗侧钻、轨迹控制、钻井液、尾管固井等主要技术措施及实施情况。该井的成功对该地区深井侧钻井施工 。

小井深超深短半径水平井钻井技术在塔河油田的应用——以TK1105CH井为例

小井眼超深短半径水平井对于老区挖潜上产、降低油田综合开采成本具有重要意义。以TK1105CH井为例,从短半径水平井施工难点、剖面设计、轨迹控制、摩阻计算、测量方式及钻井液设计等方面对超深短半径水平井技术进行了论述,并结合实钻经验给出了各阶段相应的钻具结构和技术措施。TK1105CH井的成功完钻为超深短半径水平井钻井技术积累了宝贵的经验。

超深难钻地层小井眼侧钻技术

介绍了超深难钻地层小井眼侧钻技术难点和优化侧钻施工技术,即通过优选侧钻位置、侧钻钻具组合和优化钻进参数,并在重点预探井NP283施工中进行了实践应用。小井眼侧钻技术切削效果好的短保径侧钻头有利于切削地层,能防止溜钻和送钻不均造成滑回老眼的事故并提高侧钻成功率。对下部钻具进行力学分析、试验研究、现场应用的基础上,建立小井眼钻具通过能力和马达造斜率判断方法,能够综合考虑钻具几何变形、强度、摩擦阻力和钻头套管接触力,既满足侧钻顺利施工,又能确保后续钻井和采油作业的需要。超深难钻地层小井眼侧钻井事故发生几率高,处理难度大,及时采取有效措施加以预防就能避免事故的发生,能达到挖潜增效的目的。

川东北超深井开窗侧钻难点及技术措施

川东北地区地层复杂,导致钻井周期长、费用高、事故率高、事故处理难度大,侧钻施工已成为事故处理的重要技术手段。多方面分析了川东北地区超深井开窗侧钻的技术难点,以元坝1-侧1井为例,提出了应从开窗工具、耐高温钻井液、高效PDC钻头、钻井操作以及修井工具方面着手的技术措施,为深井、超深井侧钻提供了借鉴。

L井深井侧钻技术

L井是中原油田的一口预探井,设计井深4 650.00 m。在井深4 235.60 m处取心钻进过程中,取心钻头的底齿圈断裂落井,采用多种方法打捞处理均未获成功,最后决定填井侧钻。在井深大,温度高、地层可钻性差、工具面不易控制的情况下,采用螺杆钻具和有线随钻技术侧钻成功。文中详细介绍了该井深部侧钻工艺的施工过程。