胜利油田页岩油大井眼高效钻进技术研究与应用

胜利油田济阳页岩油是中石化页岩油开发的重点区块,是我国第三个国家级页岩油开发试验区。该区块地质条件复杂,二开钻井面临着上部砾石层钻头寿命低、行程进尺少,斜井段滑动钻进“托压”严重、钻头攻击性与工具面稳定性矛盾突出等诸多难题。针对以上问题,开展钻井工艺分段优化、井眼轨迹优化、高效钻头及提速工具研制配套等方面的研究,形成了针对胜利油田页岩油Ø311.1 mm大井眼高效钻进工艺技术,该技术在牛庄洼陷应用20口井,提速提效成果显著:与同区块前期相比,机械钻速提高40.8%、平均行程进尺提升46.35%、二开平均钻井周期缩短55.55%,保障了胜利油田国家级页岩油示范区建设的顺利推进。

稠油热采侧钻井完井新技术及应用

侧钻井作为一种投资少、见效快的剩余油开发方式,已在国内油田大量应用。针对稠油热采区块老井侧钻存在的窗口密封效果差、小尺寸完井工具功能单一等问题,开展稠油热采侧钻井固井完井新工具、新工艺的研究与应用。研发出Φ177.8 mm套管内用金属-橡胶双密封膨胀悬挂器,兼顾施工时的膨胀力和密封要求,地面试验显示该压力对悬挂筒产生推力518 kN无相对位移;研发出具有关闭功能的Φ95.25 mm规格分级注水泥器、及裸眼用小尺寸管外封隔器和小尺寸地锚工具。形成侧钻小井眼筛管顶部注水泥完井、金属-橡胶双密封膨胀悬挂器尾管完井、热采侧钻井二开次完井等三种完井工艺,丰富热采侧钻井完井方式。

全金属可溶球座密封环结构设计与性能分析

为解决桥塞分段压裂工艺开采页岩气中全金属可溶桥塞球座密封环断裂造成密封失效,压裂效果差等问题,设计整体式和组合式结构的密封环,确定结构参数。利用有限元方法开展两种密封环性能对比,进行室内实验与现场测试。研究结果表明,整体式密封环与卡瓦接触位置存在应力集中,与整体式密封环相比,在相同坐封力下,组合式密封环可顺利坐封,且应力分布均匀,表明组合式结构更加优越。常温和高温下打压51 MPa,稳压后,常温下压力回落至47.4 MPa,高温下井筒压力基本不变,高温下打压升至60、70 MPa过程中压力下降,表明存在二次坐封,卸压后无液体渗出。组合式密封环被应用于页岩气水平井,当排量不变时,套压从51 MPa上涨至60 MPa,继续保持排量压力未回落,证明地层压开。以上结果表明组合式全金属可溶球座密封环密封严格,承压性能良好,可为全金属可溶桥塞密封环的设计及应用提供理论指导。