东海某井斜向器顶部变形处理的若干启发

套管内斜向器开窗侧钻技术是目前国内应用最广最多的侧钻技术,也是最成熟的一种技术,但是在使用过程中也出现了各种各样的的问题,斜向器的顶部变形、窗口不规则、斜向器转向等均容易造成起下钻过窗口遇阻情况。该文通过借鉴其他海域、陆地油田经验,结合现场判断,成功处理了东海某井因斜向器顶部变形而造成下钻过开窗点遇阻的复杂情况,给类似问题的处理提供了借鉴和启发。

东海某井深部地层开窗作业的认识与启发

国内外应用表明,随着石油钻井勘探开发工艺的进一步发展,侧钻井技术已成为石油钻井的主要技术之一,表现出巨大的技术优势。目前,随着国内各油田进入开发中后期,侧钻井已成为稳产的主要手段。用专用工具将老井眼套管磨铣出一个与地层连通的窗口而后进行侧钻,这种方法就叫套管开窗侧钻。套管开窗侧钻工艺技术主要应用在分支井、事故井处理和老井二次开发等。文章介绍东海某口井深部开窗作业过程中遇到的问题并提出应对措施。

WC-X1井空心斜向器与定向射孔技术研究及应用

南海西部某油田存在单井采收率低、井控储量小的难题。为进一步提高单井泄油面积,提出了空心斜向器与定向射孔相结合的工艺技术。重点介绍了该技术所涉及的空心斜向器、旁通循环阀及0°相位射孔枪等配套设施。WC-X1井通过井身结构设计和侧钻点选择优化,前期采用空心斜向器侧钻分支井眼,后期利用定向射孔实现主井眼与分支井眼间的连通。在现场施工中将开窗方位与射孔方位精度控制在10°以内,同时利用空心斜向器上的标记源实现射孔深度精准定位,顺利完成分支井作业,单井产量提升至原先的2.5倍以上。该套相关技术相比其它分支井作业,不仅成本低、难度小,而且对于后续海上油田开发中提高槽口利用率,降低工程建设成本,均具有较高的推广价值。

新疆油田LuHW301Z双分支水平井钻井技术

分支井技术是提高采收率及油气开采经济效益的有效技术手段。新疆油田应用自主研发的分支井钻井完井工具,在陆梁油田成功钻成了TAML 4级难度的LuHW301Z双分支水平井。以该分支井钻井完井工具和LuHW301Z井为例,介绍了TAML 4级分支井钻井、完井的技术关键,分支井设计及施工的关键技术环节,为今后国内油田实施和推广TAML 4级分支井技术提供了借鉴,积累了经验。

增强造斜易控性的新型PDC钻头工作特性

为提高特殊赋存条件下的油气井定向钻进过程钻头的造斜可控性,提出一种新型的PDC钻头设计方案。综合考虑钻头心部锥角、冠部形状、过渡圆弧半径和中心线位置等因素,研究其造斜易控特性。进行了钻头的线型轮廓设计,建立了造斜段钻头的力学分析模型,并在此基础上分析了钻头破岩过程的造斜特性;根据实验测试结果,分析轮廓设计参数对钻头破岩特性的影响。研究结果表明:心部锥角和过渡圆弧半径对PDC钻头的造斜能力及造斜曲率影响较大;心部锥角太深,使钻头偏转能力下降,进而导致其造斜曲率过大;心部锥角太浅,钻头稳斜能力显著下降,使实际稳斜阶段曲线较设计曲线偏离较大;在定向井实际钻进过程中,增强造斜易控性的新型PDC钻头能较好地解决现有常规PDC钻头偏转能力弱、造斜曲率过大的缺点。建立的分析模型综合考虑了钻头在定向钻进时的复杂工况,并对相关研究进行了修正和完善;同时,通过相关参数的调整,可将分析模型应用于其他情况下的分析研究,研究结论对定向井技术的发展及钻井工具的研制具有重要参考意义。

地层自然造斜规律在毛坝2井设计和施工中的应用

在南方海相川东断褶带黄金口构造带,由于受多期地质构造运动和沉积条件的影响,地层倾角较大,在毛坝1井直井钻探过程中发现,大部分地质构造表现出了较强的地层自然造斜能力,防斜和打快形成了尖锐的矛盾,该地区的其它直井也面临同样的矛盾,严重制约了该地区的勘探和开发进程,急需寻找经济有效的钻井技术提高机械钻速。对此开展了该地区的地层自然造斜规律研究,利用反演法、统计法和参比法等,结合毛坝 1 井地层倾角测井解释结果和实钻数据分析,反演出了该地区的地层倾角和走向,最终得到了地层自然造斜规律,其研究结果用于指导毛坝2井的井眼轨道设计和井眼轨迹控制施工,利用地层自然造斜规律设计定向井的方位角和轨道剖面,在实际钻井过程中,充分利用地层自然造斜规律优配钻具组合和优化钻井参数以控制井眼轨迹,已取得了解放钻井参数,减少定向钻进时间,提高钻井速度的良好效果。

侧钻水平井螺杆钻具组合设计及应用

考虑侧钻水平井曲率半径大、环空间隙小等特征 ,建立下部钻具力学分析和钻具造斜率计算方法 ,通过垫块厚度、安放位置以及井眼曲率对螺杆钻具造斜率的影响规律分析 ,设计了侧钻水平井造斜钻具组合。经大庆油田 2口侧钻水平井应用表明 ,设计的螺杆钻具造斜率与实钻造斜率十分吻合 ,不仅满足了井眼轨道控制需要 ,还应用垫块取代了稳定器 ,为侧钻水平井设计造斜率高、井眼环空间隙大的动力钻具提供了一种新途径。

径向水平井钻杆截面的塑性变形及轴向受力分析

径向水平钻井技术是开发油田的一种新技术，钻杆在经过斜向器时曲率半径反复变化，钻杆处于应力—塑性应变状态。钻杆截面变形量大小及斜向器弯道阻力的大小对能否正常钻进至关重要。分析了钻杆截面的应力—应变关系，在假定钻杆为理想刚塑性材料的条件下，推导出了钻杆截面的长、短轴极限变形量及钻杆转弯时的阻力计算公式，分析了滑道摩擦系数、射流反力对阻力的影响，从三种条件下公式的计算结果与实验对比中可证明这些公式的正确性，对斜向器的设计和钻杆的选材以及确定实际钻进的工作参数具有指导意义。

水平井造斜段待钻井眼轨迹设计及应用

在水平井钻井中，进行水平井造斜段实钻井眼轨迹中靶情况判别和待钻井眼轨迹的设计是非常复杂而又至关重要的问题，它们相互影响，并直接关系着水平井钻井的成败。文中揭示了实钻井眼轨迹和待钻井眼轨迹间的相互关系。首先通过实钻井眼轨迹数据和井下钻具的造斜能力来判别实钻井眼轨迹与原设计井眼轨迹的偏离情况，然后根据偏离的情况来修正待钻井段的井眼轨迹设计，并对待钻井段造斜钻具组合进行判别：当未发生偏离时，不改变原钻具组合，继续钻进；当实钻井眼与原设计轨迹发生偏离时，利用实钻中正在使用的造斜钻具另加一套稳斜钻具可准确钻达水平段的入靶点。这样可充分保证在钻达水平段入靶点时的垂深、水平位移都能达到原设计要求，为水平段在产层内准确钻进打下良好的基础。

新型欠扩孔式径向水平井转向系统设计

针对现有超短半径径向水平钻井技术转向器存在扩孔直径大、成本高的问题,提出新型欠扩孔转向系统的设计方案。这种转向系统主要由圆筒式壳体、定位器、螺旋转套、斜向器和造斜组合钻具等组成。该转向系统主要利用水力的作用和转向器本身所受的支反力使造斜的钻井设备在井下根据要求自行造斜,从而实现随钻造斜的目的,可免去安装前扩孔的复杂过程或只使用常规扩孔工具扩孔,大大提高钻井效率,降低钻井成本。

偏心垫块对螺杆钻具造斜能力影响的预测方法

钻具造斜率预测是水平井井眼轨迹控制中的关键问题之一。通过理论分析，研究了加偏心垫块对羊弯螺杆钻具造料能力的影响，推导出产生的造斜率增量表达式，并对长庆油田塞平－１水平井所用１°２５′单弯螺杆钻具加偏心垫块对造斜率的影响进行了现场预测，预测结果与实钻数据一致性较好。

径向水平井转向器内柔性管力学模型研究

准确预测柔性管在转向器内的受力状况是实现超短半径顺利转向的重要保障,也是转向器轨道设计及施工工艺参数设计的重要依据。在刚杆模型的基础上,考虑了管内流体作用力及柔性管与转向器轨道粘卡力等因素,建立了转向器内柔性管的受力分析模型。同时也考虑了轨道偏差对摩阻系数的影响,对摩阻系数进行了修正。模型采用有限差分方法进行计算,并编制了计算程序。模型计算值与室内试验测量值有一定误差,但误差值仅为4.5%,计算精度在允许的范围之内。建立的模型可以用于预测转向器内柔性管的轴向力。

胜利油田短半径侧钻水平井钻井中的几个问题

介绍了胜利油田 139.7m m套管开窗短半径侧钻水平井有关侧钻方式选择、井眼轨迹的形状设计、增斜段、造斜率的合理确定、井眼轨迹控制与测量等技术问题 ,并提出了解决这些问题的方法和建议。

造斜器定向射孔技术探讨

根据油气开采需求,有时需要将多分支套管井分支井筒与主井筒沟通合并开采,对分支井套管及造斜器进行射孔作业就是一个方便快速的技术措施。与常规射孔工艺或常规定向射孔工艺相比,造斜器定向射孔工艺具有定方位要求高、定深度要求准、射孔参数严、施工工艺复杂等特点。在进行施工设计时,必须对射孔对象具体剖析并采取针对性技术措施,才能保证施工安全有效。有针对性地进行了技术探讨,提出了相应射孔技术参数及施工工艺。

提高定向钻孔造斜弯曲强度的技术方法

定向钻进技术中 ,按理论计算可选择的造斜强度是偏小的 ,通过采用提高钻杆柔性等技术方法 ,实际可选择的造斜强度大大提高 ,经实践证明效果显著。

径向水平井钻杆弯曲转向建模与阻力仿真研究

通过采用ANSYS仿真软件对转向器系统构成、滑道截面形状和轨迹、材料模型、约束载荷进行系统分析,建立仿真模型,仿真与试验数据对比表明,所建仿真模型是可行的;通过分析研究滑道阻力变化对钻进影响,不同摩擦系数对滑道阻力影响,以及钻杆截面变形和钻杆在水平段形位变化,得到的钻杆截面变形及滑道阻力变化规律,并将仿真数据与室内实验结果进行对比分析验证。依据仿真分析和实验研究,分析钻井失败的主要原因。仿真研究对指导造斜器设计和施工工艺的设计有积极意义。

径向水平井转向器轨迹优化设计

为了降低径向水平井转向器对柔性钻柱的阻力 ,对转向器的轨迹参数进行了优化设计。根据经验公式 ,建立了转向器轨迹参数优化设计的数学模型 ,并采用内点惩罚函数法处理和运算 ,得出转向器轨迹最优设计参数 :α =2 5 5° ,R =349 9mm ,δ =- 1 4mm ,对应转向器最小阻力Fz=6 1975kN。考虑到摩擦阻力的存在 ,对阻力公式进行了修正 ,修正系数kz 取 1 5～ 1 8,从而预测出优化后的转向器实际阻力Fsz在 9 2 96 3～ 11 15 5

滑动导向钻具复合钻进技术在沙19-10井的应用分析

在当今导向钻井技术最新发展中 ,旋转导向钻井技术占据了主导地位。但对于定向井、水平井和大位移井的水平位移较小的井段而言 ,滑动导向钻具组合连续导向钻井技术具有独特的优点。现场实践表明 ,这种导向技术可以较大幅度地提高钻井效益 ,缩短建井周期。结合江苏油田沙 19- 10井使用滑动导向钻具组合的情况 ,探讨了这种连续导向技术中的复合钻井技术 ,研究了井斜角、稳定器间距、钻压等参数对复合钻井导向力的影响规律。结果表明 :这种连续导向技术具有十分显著的优点 ,通过较好地设计钻具组合的结构 ,得到令人满意的井眼轨迹控制效果 ,而且经济效益十分明显。

基于ANSYS5.4的钻杆通过转向器力学分析

阐述了固体力学的有限元理论,分析了钻杆通过水平径向井转向器过程中的受力情况,并根据钻杆的受力特点和计算机硬件条件,对基于ANSYS54的钻杆有限元分析模型作了适当的简化,探求了一种钻杆通过转向器力学分析的近似而省时的计算方法。分析认为,钻杆在从一种轨迹曲线段到另一种曲线段的变形处,应力较大,均达到较强的塑变状态,而在同一轨迹曲线段的中间部位应力相对较小。

套管开窗若干问题探讨

套管开窗是分支井作业的关键步骤,开窗质量对后续工具的下入至关重要。在实际开窗过程中,常常会遇到窗口开偏、开窗提前结束、突破死点等问题。分析了套管开窗时遇到的各种问题,并给出了解决措施。