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超薄油藏水平井钻井技术的应用

超薄油藏水平井钻井技术的应用
超薄油藏水平井钻井技术的应用

超薄油藏水平井钻井技术的应用

超薄油藏是指油藏厚度不超过2米厚的油藏。它主要源于两个方面:一是自然形成的层向油藏,如新疆哈得地区的石炭系中泥岩段的薄砂层油藏,它控制含油面积66.6平方公里,探明可采储量1200多万吨;二是老油田长期深度注采剩余的顶部油藏,其厚度一般在1~2米。开发超薄油藏意义重大,它不仅可弥补我国石油后备储量的不足,而且利用油田老区废弃井开发剩余油流,还可以节省耕地面积,减少钻探费用,具有很高的经济效益。对稳定与提高我国油气产量至关重要。但是,利用直井或定向井技术开发超薄油藏其效果不够理想,利用水平井技术开发超薄油藏效果最好,可是施工难度极大。所以,国内大部分超薄油藏一直未能得到有效地开发。近年来,随着科学技术的发展,石油钻井工艺技术的发展和完善,利用水平井钻井技术开发超薄油藏的技术日见可行。

胜利油田钻井工程技术公司1999年引进了当今世界上先进的带有地质参数的FEWD无线测量系统,该系统在钻井过程中可以实时测取地层参数,具有地质导向功能。从1999年开始,公司先后在新疆塔里木油田和胜利油田进行了十余口超薄油藏水平井钻井的先导性试验和现场应用,积累了较成熟的经验,目前已基本形成了一套超薄油藏水平井钻井设计、施工的工艺模式。

一、超薄油藏水平井钻井工艺与技术

超薄油藏水平钻井工艺与技术技术是在现有水平钻井技术的基础上,利用地质导向、井下专用工具,合理的钻井参数措施,从而实现井眼轨迹精确控制,进而实现钻井井眼轨迹始终穿行于油层最佳位置的钻井技术。

1、优化设计

(1)剖面设计要根据地质概况、油藏特征、特性及地质要求,结合区域地质资料、工程资料进行综合分析,优化筛选出适合本地区的最佳剖面类型。

(2)造斜率的选择应根据地层自然造斜规律、井下工具的造斜能力确定造斜段的造斜率,同时造斜率的选择要有利于井身轨迹的调整,从而保证矢量中靶。根据多年来水平井施工经验,造斜段的造斜率不宜过高,对于超薄油藏水平井,造斜率一般不要大于30°/100m,施工时还应根据直井段的实钻情况、地层造斜规律对造斜率加以修改和调整。

(3)靶点垂深的确定。用水平井开发超薄油藏,准确确定储层位置非常重要。导眼完井电测是采用电缆测量的方式确定油层垂深的,由于电缆本身在测井过程

中,客观存在一定的伸缩。所以,所测油层的垂深与油层实际的垂直深度有一定的误差,根据多口超薄油藏水平井的施工情况及导眼电测和FEWD测井的对比分析来看,由于FEWD测井钻具组合与钻井过程中的钻具组合不存在系统误差,因此利用FEWD测井曲线确定的靶点垂深与实际偏差较小,所以,在储层位置不明确的情况下,钻完导眼后利用FEWD测井曲线确定储层垂深,可以减少系统误差,从而保证设计的准确性。

2、精确控制井眼轨迹

根据井身结构,合理选择钻具组合、优选钻井参数与施工措施,对于精确控制井眼轨迹,非常重要,必须严格执行。

(1)直井段

直井段的井身质量,直接影响斜井段、水平井的轨迹控制及施工速度。通常采用大钟摆钻具组合,同时利用单多点测斜仪跟踪监测直井段井深轨迹,发现问题及时采取措施修正,实践证明这种钻具既能打快又能打直,钻具结构(8—1/2"井眼):Ф251.9mm钻头+Ф158.8mm钻铤×2根+Ф214mm螺旋扶正器+Ф158.8mm 无磁钻铤×1根+Ф214mm螺旋扶正器+Ф158.8mmDC×18根+Ф127mmDP。

(2)斜井段

根据直井段的多点测量数据对设计造斜点给予给予调整,必要时修改设计剖面。斜井段的钻具纵使主要是转盘增斜钻具组合和动力钻具增斜钻具组合两种方式:

① 转盘增斜钻具组合(8-1/2"井眼):Φ215.9mm钻头+Φ214mm螺旋扶正器+Φ158.8mm无磁钻铤+MWD(或FEWD)+Φ127mm螺旋扶正器+承压钻杆+Φ127mm 斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆。

② 单弯增斜钻具组合(8-1/2"井眼):Φ215.9mm钻头+158.8mm无磁钻铤

+Φ171mm单弯+Φ165mmMWD(或171mmFEWD)+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆。

施工时严格执行设计,选择弯度合适的造斜工具,利用MWD或FEWD测量仪器进行精确轨迹的跟踪监测,并及时利用landmak软件进行计算,根据轨迹控制需要及时更换钻具组合或调整钻进方式和钻进参数;加强待钻井眼的预测,保证对下部井眼轨迹的有效控制,进而使着陆点的井斜角控制在87-89度,以利于水平

段的施工。利用FEWD无线测量系统时,在井斜角80度左右,下入两套参数的FEWD 仪器,测取标志性地层的上下界面,明确实钻地层的变化,及时修改施工方案。

(3)水平段

水平段井眼轨迹的精确控制是超薄油藏水平井施工的难点和关键所在,主要存在以下问题:①利用水平井技术开采厚度不足2米、最小不足1米的超薄油层,精度要求极高,为了最大限度地在油层中钻进,实际靶点控制范围要限制在上下0.5m至1.0m之间。然而测斜仪器的测量位置距井底近20余米,也就是说,下部20余米井眼轨迹,只能凭经验靠预测,给轨迹控制带来极大困难。②地层倾角不明,有时变化无规律;如何实现地质导向与几何导向的有机结合从而保证实钻井眼轨迹始终处于油藏的最佳位置是急待解决的问题。③下部井段特别是水平段滑动钻进时钻压传递十分困难,严重时无法进行滑动钻进。

为此,对水平段钻井钻具组合的合理选择与钻井参数、施工措施的优选尤为重要。通过多口井的现场试验,执行如下。

合理钻具组合:

FEWD组合:Φ215.9mm钻头+Φ171mm单弯+Φ172mmFEWD+Φ172mmFEWD短节+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆,其中单弯应采用小度数特制短螺杆。MWD组合:Φ215.9mm钻头+158.8mm短无磁钻铤+Φ171mm单弯+Φ165mmMWD短节+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆

+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆。

优选钻井参数与施工措施:

钻进参数

主要取决于动力钻具的工作特性,其排量随动力钻具的尺寸不同而异。对于8-1/2"井眼,动力钻具的尺寸主要是165mm和171mm, 排量一般为22-25L/S,旋转钻进时的钻压一般为30-50KN,滑动钻进时的钻压根据井眼的传压情况而定。

施工措施

(1)施工时,加密测点,每钻进3-5米测斜一次,及时处理测斜数

据,并对井底及待钻井眼轨迹位置进行预测。

(2)滑行钻进时,避免整单根滑动,可以防止狗腿度变化过大,从而保持井身轨迹平滑,有利与下部井段钻压的传递。

(3)旋转钻进时,保持稳定参数打钻,及时掌握钻具的造斜规律。

(4)利用FEWD时,实现地质导向与几何导向的有机结合,充分发挥FEWD 的地质导向作用;利用MWD时,应结合地质录井的砂样变化、气测值变化调整井眼轨迹。

(5)在发现地层变化且井底轨迹参数不明确的情况下,及时通井测多点,以准确调整井眼轨迹。

(6)实钻井眼轨迹控制在储层的上半部分,这样有利于轨迹的调整。

(7)在井斜角合适的情况下,实现滑动钻进和旋转钻进的合理分配,避免大段滑动钻进,可以保证轨迹控制的平滑性。

(8)利用FEWD时,转变轨迹控制观念,那就是以油为本,充分发挥FEWD 仪器的作用,由普通水平井的几何控制转到以最大限度的钻穿油层为目的。

二、地质导向分析及应用

FEWD的地质导向作用主要体现在当实钻井眼轨迹的垂深接近储层或在油层中钻进时实钻井眼轨迹相对于储层位置发生变化时,FEWD测取的电阻率和咖玛值相应发生变化。

1、电阻率、咖吗变化的定性分析

(1)由泥岩进入油层

在进入油层时,电阻率将明显发生变化,即由低变高,自开始升高到进入油层顶部,垂深落差0.94m,咖玛的变化相对滞后,其变化趋势与电阻率的变化相反,即由高变低,自开始降低到进入油层顶部,垂深落差0.30m,因此进入油层时,主要利用电阻率的变化来判断油层的具体位置,及时调控井眼轨迹,准确钻达目的层。

(2)由油层进入泥岩

在出油层前,电阻率的变化基本和进入油层时的变化一致,即由低变高,但变化幅度相对较低。因此,在阶梯式水平井的过度段施工时,主要利用电阻率的变化来判断下一个油层的具体位置,及时调控井眼轨迹,准确钻达目的层并使轨迹进入油层后处于油层的合适位置,以利于水平段的钻井施工。

(3)在油层中钻进

在油层的中间位置钻进时,电阻率相对比较稳定,在数值上一般高于泥岩的

电阻率而低于刚进入油层时的电阻率。一旦电阻率明显升高,意味着井眼轨迹所处位置已靠近油层的顶部或底部,应结合轨迹计算数据来判断实钻轨迹的实际位置,从而及时调整钻进方式。在油层的中间位置时咖玛值最低;在油层的边缘钻进时,电阻率相对比较高,在数值上一般低于进入油层时的电阻率而高于在油层的中间位置时的电阻率。咖玛值介于油层和泥岩的中间。

2、电阻率、咖吗变化的定量分析

根据已完成的超薄油藏水平井的情况,塔里木油田的HD1区块,FEWD测取的一般数值为(个别井除外):(1)电阻率:泥岩的电阻率为4-5欧姆/米,进入油层前,电阻率的变化范围在4-20欧姆/米,在油层的中间位置时,电阻率为7-9欧姆/米,靠近油层的顶部或底部时,电阻率为10-12欧姆/米。(2)咖玛:在泥岩中钻进时的咖玛值为140-150api,在砂泥界面处钻进时的咖玛值为120api,在油层(砂岩)的中间位置钻进时的咖玛值为65-80api,靠近油层的顶部或底部时的咖玛值为90-110api。因此利用FEWD的咖玛曲线可以准确确定砂泥界面,一般将咖玛为120api的位置定为界面。

3、导向段长度的分析

地质导向段的长度是指电阻率或咖吗值开始发生变化至实钻岩性发生变化的斜井段长度,地质导向段越长,就越有利于充分发挥FEWD的地质导向作用。通过对已完成井的FEWD实时测井曲线分析,电阻率探测的垂直深度为0.94m, 咖吗探测的垂直深度为0.30m,因此,地质导向段的长度取决于井斜角的大小,井斜角越大,地质导向段越长;井斜角越小,地质导向段越短。下面是在不同井斜角下导向段的长度变化。井斜角在84-89度,电阻率和咖吗的导向段长见表1由表1数据可以得以下认识:

(1)着陆点井斜角不宜太小,尽量控制在87-89度,这样有利于水平段的轨迹控制和地质导向作用。

(2)使用短螺杆可以及时预测在钻头位置井斜和方位的变化,有利于下一步井深轨迹控制的几何导向和地质导向。

(3)在井斜角接近90度时,地质导向段距离较长,可以更好的发挥FEWD的地质导向作用。

三、现场测量工艺模式

通过多口井的现场施工应用,基本形成了FEWD测井工艺模式

(1)钻完导眼后利用FEWD测井曲线确定储层位置,测井钻具组合为:钻头+FEWD+钻杆。

(2)在井斜80°前,利用FEWD测井曲线测出标志性地层界面,明确地层变化情况,及时修改施工方案,测井组合:同钻进时的钻具组合。

(3)在钻进过程中进行实时测井,实现地质导向与几何导向的有机结合,使实钻井眼轨迹始终处于储层的最佳位置。

四、经济效益分析

通过新疆塔里木油田多口井的现场试验(见附表2),充分证明了超薄油藏水平井钻井技术能够满足各类超薄油藏开发的需要,开发效果良好(见附表3)经济效益显著。塔里木油田所完成的七口超薄油藏水平井,开采效果均相当于同地区直井的4~8倍。以平均按6倍计算,每口超薄油藏水平井可节约4口井的成本2400万元,七口井可节约直接成本1.68亿元。还可以节约大量的井场及道路占地,同时还可大大加快油田的开发速度。目前新疆塔里木油田、哈得地区和塔中地区都可以利用超薄油藏水平井钻井技术进行开发,此项技术应用前景广阔,值得推广。

五、下步研究方向及建议

1、根据不同油田、不同地质条件和油藏特征,进一步研究超薄油藏水平井施工工艺,建立不同地质条件和油藏特征情况下的超薄油藏水平井钻井工程设计、施工工艺和轨迹控制模式。

2、改进现有仪器、工具,缩短测斜仪器距井底的距离,最大限度地实现近钻头测量。

3、进一步研究水平的段钻具组合,掌握各种钻具组合在不同地层、不同参数下的稳斜效果合造斜能力,定型2-3套超薄油藏水平井水平段的钻具组合,优化钻井参数。

4、采用小尺寸井眼开发超薄油层,使用柔性大、重量轻的钻杆,以实现水平段的延伸和水平段的滑行钻进,从而,提高钻穿率和解决水平段钻压传递问题。

水平井钻井技术经验概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1.定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T.A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。 2.定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型: 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井(多底井) 国外定向井发展简况

(表一)

10.井眼尺寸不受限制 11.可以测井及取芯 12.从一口直井可以钻多口水平分枝井 13.可实现有选择的完井方案 (4).短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1.井眼曲线段最短1.非常规的井下工具 2.侧钻容易2.非常规的完井方法 3.能够准确击中油层目标3.穿透油层段短(120—180米)4.从一口直井可以钻多口水平分枝井4.井眼尺寸受到限制

5.直井段与油层距离最小5.起下钻次数多 6.可用于浅油层6.要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7.全井斜深最小7.井眼方位控制受到限制 8.不受地表条件的影响8.目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1)井深:指井口(转盘面)至测点的井 眼实际长度,人们常称为斜深。国外 称为测量深度(MeasureDepth)。 2)测深:测点的井深,是以测量装置 率是井斜角度(α)对井深(L?)的一阶导数。 dα Kα=─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8)井深方位变化率:实际应用中简称方位变化率,?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度,常用KΦ表示。计算公式如下: dΦ KΦ=─── dL

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用 经济的快速发展使人们对石油的需求急剧增加以及对环境保护意识的日益增强,如何高效,清洁,经济地开采地下能源已经成为目前继续解决的问题。在此情况下,水平井钻井技术应运而生。它是起源于20世纪80年代并在石油,天然气开发中得到广泛应用的一项综合技术。水平井钻井技术的发展对油井产量提高已经油田采收率提高都起到了只管重要的作用,水平井钻井技术的出现是石油钻井技术方面重大的突破。 水平井技术作为油气田开发的一项成熟,适用技术,在油气田开发中日益得到推广应用,近几年来,随着水平井工艺技术的突破性进展,综合钻井成本逐年下降,经济效益的显著提高,水平井在许多不同油气藏开发中逐步得到广泛应用。本文介绍了水平井的优点及应用范围,论述了水平井的施工技术,并结合钻井工程实例,详细说明了水平井钻井技术在石油开发中的应用,最后点出了水平井钻井技术的应用效果和存在的问题。并得出了相应的结论。 关键词:水平井,钻进工艺,攻关目标水平井钻井技术存在的问题,井眼轨迹控制,随钻测量。

第1章绪论 现在,随着经济的发展,人们对石油的需求越来越大,水平井钻井技术成为最重要的钻井技术之一。在此情况下,水平井钻进技术应运而生。它是起源于20世纪80年代并在石油、天然气开发中得到广泛应用的一项综合性技术。其目的主要是提高石油的产量,降低采油成本。并且随着MWD (随钻测量仪)、PDC (聚晶金刚石复合片钻头)和高效导向螺杆钻具的应用,水平井技术已日趋完善。 总的来说。21世纪水平井钻井技术发展的趋势是向自动化,智能化,轻便化和经济化的方向发展。 传统的公关领域,主要是为钻井施工提供实用心情的工艺技术和装备,目的是提高钻井速度,降低钻井成本。水平井是未来钻井队的主要作业方式,对水品经的研究和发展将成为我们今后的最重要的课题之一,一定要重视和完善。

论文--国内外水平井钻井技术及发展方向

职业技术学院 毕业论文 题目:国外水平井钻井技术及发展方向 所属系部:电子信息工程学院 专业:石油与天然气地质勘探技术 年月日

摘要 经济的快速发展使人们对石油的需求急剧增加,水平井钻井技术的发展对油井产量提高以及油田采收率提高都起到了至关重要的作用,水平井钻井技术的出现是石油钻井技术方面重大的突破。本文围绕水平井钻井技术的基本原理、基本概念进行了详细的介绍,对水平井钻井技术详细的了解,然后对国外水平井钻井技术的现状做了细致的分析,并在此基础上通过查资料总结出了现在国外水平井钻井技术存在的差异,使我们充分了解到国技术的差距,以便我们在今后技术改进方面有一个方向,接下来本文总结了我国现在水平井钻井技术存在的问题,并在此基础上最后给出了我国在接下来水平井钻井技术攻关目标以及研究方向。 关键词:水平井;钻井技术;水平井钻井技术差异的问题;攻关目标水平井钻井技术存在问题 目录 第一章概述---------------------------------------------------1 第二章水平井的基本概念及分类------------------------------------1 2.1水平井的基本概念---------------------------------------------1 2.2水平井的分类-------------------------------------------- 2 2.2.1按曲率半径分类(通常的分类方法)--------------------------2 2.2.2按照水平井的其他方面分类--------------------------------2 第三章水平井钻井技术的现状和趋势-------------------------------2

页岩气水平井钻井技术

页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题,本文对国内页岩气井进行了技术跟踪,归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用,正在改变着世界能源格局,而同为世界能源进口大国的中国,同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台,不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心,而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态为主要存在方式,在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比,页岩气储层孔隙度主体小于10%,储层孔隙为0~500nm,孔喉直径介于5~200nm,渗透率极低,一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前,公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件:①页岩气储集层厚度大于100ft(30m);②富有机质页岩有机质丰富,TOC > 3 %;③成熟度Ro在1.1-1.4之间;④气含量>100ft3/t;⑤产水量较少,低氢含量;⑥黏土含量小于40 %,混合层组分含量低;⑦脆性较高,低泊松比、高杨氏弹性模量;⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集,往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一,是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的,其成分复杂,除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外,还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物,页岩层理构造发育,多呈页状或薄片状(图1左),并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙(图1右),脆性高、易碎,外力击打作用下易裂成碎片,且吸水膨胀性强,长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如,四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井,水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂,引发卡钻、报废进尺等事故,并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时,页岩气水平井井壁失稳问题频发,不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题,还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题,这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计,截止2012年初,四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井,平均井深3357米,平均钻井时间118天,而北美地区井深4000~5000米,水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天,水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见,我国相对落后的页岩气水平井钻井技术,已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。

定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1.定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T.A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达10,654米; 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm油田钻成的M11井,水平位移高达1,0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14; 丛式井口数最多,海上平台:96口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段,50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾350米,水平位移444.2米,最大井斜92°,水平段长160米;70年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关,使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井,水平位移达到2666米,最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。 2.定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型: 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井

水平井工艺技术措施

水平井技术措施 1. 侧钻 1) 直井段要保证钻直,钻进至造斜点测ESS,及时计算出井身轨迹数据,以此为依据计算设计下部施工的井眼轨道; 2) 侧钻井段要选择在井径规则、钻时较快的井段,最好是砂岩段; 3) 水泥塞要保证打实,候凝48小时以上,检查水泥塞质量。检查方法:修水泥面,试钻钻压50~80千牛,钻时不高于5~8分/单根,水泥塞质量达到上述要求后钻至侧钻点井深; 4) 侧钻用直马达加弯接头,使用MWD监测井身轨迹的变化情况,判断是否侧钻成功; 5) 严格按照推荐上扣扭矩紧扣; 6) 控制起下钻速度在15柱/小时以下; 7) 开泵前要确保已安放了钻杆泥浆滤清器; 8) 钻井参数服从马达参数,轻压,根据钻进直井段时的钻时选择控制好侧钻钻时; 9) 随时注意钻进时的返砂情况,根据返砂情况及时调整钻井参数,确认新井眼与老井眼偏离2米,新砂样达90%,可确定出新井眼,方可起钻; 10) 起钻前,充分循环至振动筛上无砂子返出; 11) 起钻后采用导向系统钻进。 2. 导向钻进 1) 严格按照推荐上扣扭矩紧扣; 2) 控制起下钻速度在15柱/小时以下; 3) 若下钻遇阻,划眼时应保证工具面是钻进该井段时使用的工具面; 4) 开泵前要确保已安放了钻杆泥浆滤清器; 5) 钻井参数参考马达使用参数; 6) 如果造斜率偏高,马达角度在2度以下可考虑采用10-30转/分以下的转速启动转盘导向钻进; 7) 如果造斜率偏低,起钻换高角度马达; 8) 工具造斜率应稍高于设计造斜率,避免因造斜率不足而起钻; 9) 实际施工过程中,应使实钻轨道尽量靠近设计轨道; 10) 根据现场实际情况,分段循环,及时短起下,保证井眼清洁; 11) 钻具倒装,原则是井斜30度以深井段采用18锥度钻杆,加重钻杆

浅谈水平井钻井工程技术的应用-工程技术论文-工程论文

浅谈水平井钻井工程技术的应用-工程技术论文-工程论文 ——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要:油气开发中,水平井钻井工程技术主要应用于较薄油气层、裂缝性油气藏的开发过程中。近年来,我国逐渐将油气开发重点转移到低渗透油气藏、裂缝性油气藏的开发中来,这就需要进一步加大对水平井钻井工程技术的研究力度。本研究主要探讨了油气开采中水平井钻井工程技术的现状及应用情况,并对水平井钻井工程技术的作用进行了分析,以期为我国油气开发效果的提高提供帮助。 关键词:水平井;钻井技术 水平井钻井主要通过增加地上集水建筑物、地下油气资源之间的接触面积,来达到提升石油开采效率的目的。经过几十年来的不断开发与利用,我国油气资源的储量逐渐降低,油气资源的开发难度不断上

升、开发环境日趋恶化。在这样的背景下,必须不断对油气开采技术进行创新,提高油气开采水平,避免不必要的资源浪费,实现石油行业的持续健康发展。 1水平井钻井工程技术的现状及应用情况 我国在水平井钻井方面起步相对较晚,技术水平与国外发达国家相比仍有很大的差距。但是,经过不断研究与实践,近年来,我们已经在水平井钻井方面取得了突破性的进展,技术水平得到明显提高,并在实践过程中不断改进、完善。就我国水平井钻井现阶段的情况来看,针对不同的储层及不同类型的油气藏,已经形成了有针对性的水平井[1]。实践发现,水平井钻井工程技术具有操作简单、效率高、产量高、成本低、污染少等一系列优势。水平井钻井技术在石油开采过程中的有效应用,有利于提高油气采收率、油气开采产量,还为实现不同油气藏之间的转换开发与利用提供了新的方法。随着节能降耗与绿色环保理念的不断深入人心与国家可持续发展战略的持续推进,能源短缺问题、能源供求矛盾问题越来越受关注,提高油田开发效率与质量,是现阶段石油行业面临的首要问题[2]。在这样的背景下,必须进一步加大对水

阶梯水平井钻井技术

阶梯水平井钻井技术 冯志明 颉金玲 (大港油田集团公司定向井技术服务公司,天津大港 300280) 摘要 阶梯水平井是在水平井完成第1水平靶区后,通过降斜、稳斜、增斜段的调整,进入并完成第2水平靶区井段的水平井钻井技术。该技术将水平井技术又推上了一个新的高度。使水平井的应用扩展到常规油气层,连续薄油层、断块油层等复杂油气田。文中从施工难点、优化工程设计、井眼轨迹控制3方面论述了阶梯水平井的钻井技术。列举了TZ406井、YX2P1井、LN61-H1井3口阶梯水平井的施工数据。针对TZ406井施工经过、施工要点、施工技术措施,对阶梯水平井的设计、轨道控制技术、施工难点经验、体会和认识,做了全面的论述。现场应用表明:阶梯水平井显著地增加了产量,大幅度地提高勘探开发的综合经济效益,必将成为油气田开发的重要手段之一。 主题词 水平井 导向钻井 井眼轨迹 工程设计 钻具组合 作者简介 冯志明,1966年生。1987年毕业于重庆石油学校钻井工程专业,工程师。 颉金玲,1945年生。毕业于华东石油学院,现任副经理,高级工程师。 阶梯水平井是指在一个井眼中连续完成具有一定高度差的两个或者多个水平井段,形成具有两个或多个台阶的井眼轨迹,用一个井眼开采或者勘探两个或多个层叠状油藏、断块油藏的水平井井型。利用阶梯水平井连续在这两个油层中水平延伸一定长度,节约了重复钻井的投资,增加了单井产量,可取得最佳的开发效果。 一、施工难点 1口成功的阶梯式水平井,能实现取代2口或多口水平井的开发目的,既节约投资,又能获得好的效益。常用于阶梯式水平井开发的区块具有以下特点:(1)层叠式或不整合薄油藏;(2)断块油藏;(3)上部油层断失或尖灭,存在下部可供开采的油藏。 1.目的层油层薄,区块复杂,井眼轨迹拐点多,不平滑,不利于送钻和钻压传递,控制和调整井眼轨道工作量大。着陆、阶梯过渡段控制困难。 2.对钻井装备、钻井液净化设备要求高,井眼的净化和携砂难度大,大斜度井段易形成岩屑床,造成井下复杂情况发生,需要有足够的动力,配套齐全的净化设备。 3.钻具组合、监测仪器等针对性强,技术含量高,钻柱受力复杂。 二、优化工程设计 1.优化井身剖面设计 阶梯水平井的地质设计,通常只给定AB段、CD段两个阶梯水平段的入窗窗口和目标靶区,工程设计则需要满足以下3个方面的条件。(1)满足地质对轨迹控制的要求:即中靶要求。(2)井下专用钻具、工具、仪器装备能满足设计井眼轨迹控制的要求。(3)完井电测、下套管、固井等完井工艺技术水平须满足开放要求。 阶梯式水平井,与普通水平井不同的是怎样依据地质要求,对第1水平段终点到第2水平段终点间的井身剖面进行设计。 2.优化井身结构 根据TZ406井、YX2P1井和LN61-H1井的施工技术,结合国内外其它地区阶梯水平井的施工经验、油层特点和完井方式,一般认为技套必须封固目的层以上的异常高压以及易垮塌、破碎带等不稳定地层,以保证水平井安全、快速地钻井和完井。 三、井眼轨迹控制技术 1.合理的钻具组合设计 分析近年来完成的数十口水平井资料,总结出几套适合于常规水平井和阶梯水平井施工,目前国内工艺技术和装备又能够实现的钻具组合结构。 (1)侧钻钻具组合。钻头+螺杆钻具+定向接头+无磁钻铤+MWD短节+钻铤+钻杆。该钻具组合常用于回填导眼后的侧钻井段和第1造斜井段的施工,平均造斜率达10~12(°)/30m。 (2)钻盘微转增斜钻具组合。钻头+稳定器+无磁钻铤+MWD短节+无磁钻挺+稳定器+钻铤+ 22石油钻采工艺 2000年(第22卷)第5期DOI:10.13639/j.od pt.2000.05.006

苏丹水平井钻井技术研究-石油工业论文-工业论文

苏丹水平井钻井技术研究-石油工业论文-工业论文 ——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印—— 苏丹1/2/4区水平井原设计二开准311mm井眼在1050m左右造斜,钻至1700m左右至着陆点(井斜在80°左右),下技术套管,再水平钻进300~800m完钻。这样的设计存在如下问题:大井眼井段过长,施工后期泵压高,安全隐患较大;设备负荷重,维修时间多;大井眼机械钻速慢,影响钻井周期。针对存在问题,对井身结构进行了优化:①以前设计造斜点有时会在Jimidi泥砂岩交互层,造斜效果差。根据地层实钻资料及邻井资料,将造斜点移至泥岩稳定井段,提高了造斜效果。②技术套管从以前的1700m减少到1300m 左右,在井斜60°前下入,减轻设备负荷,缩短了钻井周期,降低了钻井成本。③随着老油区完钻井的增加,防碰问题将越来越严重,但为了尽量避免绕障而带来的施工难度,与地质人员和甲方协商,在满足地质要求的情况下,调整了地质靶点,避开障碍。 在水平段及大斜度井段,传统的钻柱结构已不再适用[2]。采用带欠尺寸扶正器的微增倒装钻具组合,将加重钻杆放置在井斜和全角变化率较小的井段,这样做减小了下部钻具的刚性,有效传递钻压和扭矩;减轻了水平段和接近水平段钻具向下井壁的压力;避免了钻杆台肩吃

入地层,摩擦阻力减小,避免了可能产生的卡钻。井斜60°以后,使用加重钻杆代替部分钻铤,简化下部钻具组合并降低了下部钻具刚性,将加重钻杆、震击器等加在30°~60°井段,减轻下部钻具重量,有利于钻具弯曲,减小摩阻,使滑动钻进加压更顺畅。确保井底获得足够的钻压,并减少黏卡的机会。钻具组合为:准127mm钻头+准127mm 加重钻杆×2柱+准127mm钻杆×5柱+震击器+准127mm钻杆+准127mm加重钻杆9柱+准127mm钻杆。苏丹老区块内水平井目的层厚度大多在1.5~3m,应用LWD工具,将测得的数据与邻井的电测数据对比,及时进行判断,可以实时指导钻进的方向。同时,采用近钻头测量工具,减少了仪器零长,测量数据更接近井底,减小了预测误差和扭转方位的次数,施工效率更高。下入的LWD测井仪器组合为:Pulser+PSA+SEA+GR+THE+CPR。在着陆层位YabusⅥ之前,Adar和Yabus两层界面的测井曲线值有一明显变化:上部泥岩为低电阻值(1~2Ωm)和小密度(2.35g/cm3),而下部大段泥岩为高电阻值(10Ωm)和较大的密度值(2.45g/cm3),保证了准确找到第一个主要标志层。在着陆前15~20m左右时,根据深浅电阻率的相对变化值指导导向钻进,避免了在目标层里进行大的调整,保证了油层钻遇率。 限制苏丹水平井施工进度的主要问题是定向造斜段机械钻速低,平均机械钻速在5m/h左右,严重制约了全井的施工进度。影响施工进度的主要问题集中在两点:一是普通PDC钻头易憋钻,托压现象严重,机械钻速低;二是使用普通PDC钻头造斜时,工具面不易控制,定

第一章 定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 定向井、水平井的基本概念 定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T.A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达10,654米; 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的RytchFarm 油田钻成的M11井,水平位移高达1,0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14; 丛式井口数最多,海上平台:96口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段,50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾350米,水平位移444.2米,最大井斜92°,水平段长160米;70年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关,使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井,井深达到7000米,垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平

水平井钻井技术论文

川西水平井钻井技术研究 【摘要】水平井是在定向斜井钻井技术基础上发展起来的一项钻井技术,单井增产效果明显。近年来由于水平井的大量投产,水平井技术在川西得到了较广泛的应用,通过不断研究和探索,总结出了部分川西水平井施工工艺技术。本文从川西地层钻井状况结合水平井工程难点进行分析,详细阐述了针对难点的技术措施,为今后的水平井施工提供参考。 【关键词】川西;水平井;钻井技术 一、川西地层钻井状况分析 川西地层复杂,上部地层易漏,下部地层高压,施工难度较大,下面以新场构造、孝泉构造、马井构造为例分析川西地层钻井状况:川西新场气田蓬莱镇组气藏为大型次生气藏,区块内为陆相砂、泥岩沉积,断层、裂缝不发育,新场构造地层岩石强度大、可钻性差、机械钻速低、钻井周期长,由于高压超高压地层,易出现常规钻井井涌、井漏等复杂情况。 川西孝泉构造气藏,为下覆地层通过断层裂缝向上运移而成的次生气藏,储层处高压状态,裂缝性高压气藏,往往伴随着井漏,严重时会导致井喷,并且裂缝通道的漏失安全密度窗口很窄,安全钻井液密度窗口选择困难,井控难度大。 马井构造位于川西中部,马井构造浅部地层的第四系及白垩系以种植土、砂砾层、泥岩及石膏、砾石为主。由于浅井段的砂砾层及地层界面的不整合接触在钻井过程中易发生井漏。砂砾层、泥岩与粉砂

岩及石膏夹层造成井眼失稳,极易产生井塌、掉块卡钻、下套管作业困难等情况。 二、川西水平井钻井施工难点 川西地区地质条件复杂,水平井施工风险高、易发生井下复杂情况,除设计上合理确定井身结构外,更重要的是解决施工过程中的难点问题。川西水平井施工难点主要集中表现在以下三个方面:一是轨迹控制难度大。由于水平井一般是三维靶体,井眼轨迹不仅要求进入窗口,更要求避免进入水平井段时由于钻头穿出靶体而导致的脱靶现象;摆放工具面角难度系数大。水平井斜井段不断延伸,随之井眼摩阻不断增大,导致钻具在井眼中不易转动,工具面角的摆放问题尤其表现出难度所在;控制难度系数大。因工具造斜能力的模糊性以及地质的不确定性和测量信息缺乏时效性等各种客观因素的制约,致使水平井中的水平井段控制和着陆控制难度大大增加。 二是钻柱与井眼之间的摩阻较大。受水平井造斜段井斜角的作用,井眼的弯曲程度对相应钻柱的受力具有较大的影响,并且当钻具进入水平段后,随着井眼轨迹的上下波动,摩阻越来越大,钻具拖压压风险增大。因此,确定合理的钻具组合是水平井又一施工难点。 三是井眼净化难度大。由于水平井段钻具整体躺在下井壁上,钻具与井壁的轴向摩擦和径向摩擦加大了起下钻阻力和扭矩,易造成钻具遇阻、遇卡、钻杆胀扣、脱开等井下复杂情况,大斜度井段和水平段的岩屑不易携带,易形成岩屑床,如果净化不好将导致摩阻和扭矩的增加,造成下套管和固井作业不能顺利进行,因此,加强井眼净化,

苏里格气井水平井快速钻井配套技术

苏里格气井水平井快速钻井配套技术 摘要:随着苏里格气田的不断开发,水平井规模开发已成为苏里格开发的重点。由于苏里格气田水平井钻遇气层多为薄产层,尖灭快,地质构造复杂,地质导向预测不准等原因,钻井过程中遇到许多影响因素,对钻井提速造成很大困难。结合今年水平井现场施工情况,分析了影响钻井提速的因素,提出预防措施及改进和研究方向,达到安全、快速、高效钻进的目的。 关键词:钻井提速预防措施轨迹控制钻井液 随着水平井钻井工艺技术的不断成熟,水平井开发达到了预期的效果。但是近年来的水平井钻井施工,也遇到了各种各样的情况,严重影响了钻井的施工速度,直接影响钻井效益。因此就影响苏里格气田水平井钻井提速的一些因素进行分析,以便找到钻井提速的有效措施。 2.制约提速因素 2.1.地质因素的影响 2.1.1地层稳定性差,增斜井段增斜困难,水平段稳斜困难。 2.1.2气层位置不确定性,增加了轨迹控制难度。 2.1.3地层的特殊性,地层缺失。 2.1.4地层倾角的影响,方位漂移。 2.1.5地层压实程度差,承压能力低,易发生井漏。 2.2钻井因素的影响 2.2.1水力作用的影响

排量大,对井壁冲刷严重,井径扩大率大,影响增斜、稳斜效果。 2.2.2钻井参数的影响 钻井参数不合理达不到单弯螺杆理想的造斜率。通常钻压大,转速低增斜率高,反之,增斜率则低。 2.2.3摩阻和扭矩的影响 由于水平段长、井斜角大,钻具贴于下井壁,重力效应突出,上提、下放钻具的阻力增加,钻进加压困难;钻柱摩擦阻力大、扭矩大,下部钻具易屈曲,传递扭矩困难,机械钻速大为降低。 2.2.4钻井液的影响 钻井液是钻井施工的血液,钻井液性能的好坏与地层的适应情况对钻井施工来说至关重要,甚至说钻井液性能是决定一口井成败的关键。钻井液性能差,水力清除井底岩屑的能力也大大降低,在很多情况下因岩屑不能及时清除而导致重复破碎,甚至泥包,致使钻头的机械钻速下降。严重的易发生堵水眼、缩径、掉块、井塌、油气侵、井漏、长井段的划眼、倒划等复杂情况,引起砂卡、粘卡、键槽卡钻等事故。 2.3钻井工具、仪器的因素 2.3.1钻头寿命以及钻头选型的影响 苏里格气田水平井钻遇地层多、岩性变化大。不同钻头厂家生产的不同钻头地层适应性有所不同,选型不同,寿命不同,钻井速度大为不一样。 三牙轮钻头复合增斜比较容易,返出岩屑有利地质导向辨认地

羽状水平井钻井工艺

定向羽状水平井钻井工艺 定向羽状水平井技术适合于开采低渗透储层的煤层气,集钻井、完井与增产措施于一体。其主要机理在于多分支井眼在煤层中形成网状通道,促进微裂隙的扩展,又能连通微裂隙和裂缝系统,提高单位面积内的气液两相流的导流能力,大幅度提高了井眼波及面积,降低煤层气和游离水的渗流阻力,提高气液两相流的流动速度,进而提高煤层气产量和采出程度。 一、钻井设备: 1.钻机、钻塔、钻铤和钻具。 2.造斜工具 中、长半径造斜工具(包括P5LZ165、PSLZ197、P5LZ120三种尺寸系列、多种结构规格的固定弯壳体造斜马达)和短半径造斜工具。 3.水平井测井仪器。包括钻杆输送式、泵送式两种测井仪器和下井工具,以及湿式接头和锁紧装置等。 4.射孔工具。包括旋转弹架和旋转枪身等2种高强度定向射孔枪和传爆接头。 5.完井工具。包括金属棉筛管、新型套管扶正器及其它9种完井工具 6.铰接式钻具 羽状分支水平井的井眼轨迹是空间弯曲线,既有井斜的变化又有方位的变化,通常需要在钻铤或钻杆连接处加装一个具有柔性连接的铰接式接头。这种接头具有万向节的功能,在一定角锥度范围内可以任意方向转动,同时具有密封功能。此外,采用铰接式钻具组合,最大限度降低扭矩、摩阻和弯曲应力。 7.可回收式裸眼封隔器/斜向器

斜向器是分支井钻井的关键技术工具,对分支井的钻井起着至关重要的作用,它在分支点处引导钻头偏离原井眼按预定方向进行分支井眼的钻进。煤层气钻进中的斜向器是可回收式带裸眼封隔器的,它由斜向器和封隔器两部分组成,斜向器的斜面上开有送入和回收的孔眼,用于施工作业中送入和回收斜向器,可膨胀式封隔器用于固定和支撑斜向器。 8.井眼轨道控制 由于煤层可钻性好,钻速快,单层厚度薄(3~6m),井眼轨迹控制难度大。为将井眼轨迹控制在煤层内,可采用“LWD+泥浆动力马达”或地质导向钻井技术。实现连续控制,滑动钻进,提高轨迹控制精度,加快钻进速度。同时要避免井眼轨迹出现较大的曲率波动。钻进中尽量避免大幅度变动下部钻具组合结构、尺寸和钻进参数,并控制机械钻速在一定范围内变化,防止井眼出现小台肩现象。 9.其它工具和装备。例如专用取心工具、无磁钻挺、纺锤形稳定器等多种工具和装备。 二、材料: 钻井液:油基钻井液、水基钻井液、无土相钻井液和气基钻井液。 套管等。 三、工艺流程: 1.煤层气羽状水平井完井方法 分支井作为水平井与定向井的集成与发展,其技术难点不再是钻井工艺技术而是完井技术。同水平井及直井相比,分支井完井要复杂的多,主要是分支井根部的连接密封以及分支井眼能否再次进入的问题。目前,国外分支水平井的完井方法主要有三种:裸眼完井、割缝衬管完井和侧向回接系统完井。裸眼完井较为常见,但易出现井壁坍塌等问题。割缝衬管完井虽然能克服这一缺陷,但安装比较困难。如果水平段的岩性比较硬可用裸眼完井或割缝衬管完井,一般较软岩石可用水平井回接系统完井。实际操作中,可根据具体情况进行设计对于煤层气定向羽状分支水平井的完井方式,工艺较简单。如要采用裸眼完井,直接投产。2.钻出工艺 目前国外主要采用以下四种方法钻出分支井: 1)开窗侧钻

现代钻井技术

《现代钻井技术》在线考试(开卷)试题 注意事项: 1、通过在线考试模块完成该课程考核; 2、抄袭、雷同作业一律按零分处理; 综述题(每题25分,共100分) 1、结合本油田油气藏的特点,谈谈如何用钻井的手段提高采收率。 答:第一、减少钻井过程中泥浆对地层的污染和破坏。 采用欠平衡等先进的钻井技术,既可以减少泥浆过多进入地层从而破坏储层又可以减少钻井事故,使用新型钻井液,与地层配伍良好,提高油气产能。 第二、采用特殊工艺井,如大位移水平井、分支井等,其突出特点是井眼穿过油层的长度长,有效连接地下各个不同油藏或不同流体单元,最大限度增大了油井和油藏的接触程度,以及增大油藏直接连通能力的通道。先进的钻井技术能有效增大井底牙差、减少油气流动阻力、增大井眼与油层接触面积、保护油气层,有效保护和改善油气层渗透率,从而提高单井产量和采收率。 2、科学化钻井的总体目标是什么?如何达到? 总体目标: (1)向信息化、智能化方向发展 (2)向多学科紧密结合、提高油井产量和油田采收率方向发展 (3)向有效开采特殊油气藏方向发展 如何达到: (1)能引进的采取引进一消化一创新的技术路线来跟踪前沿,不能引进的国内自主开发; (2)在水平井钻井技术、多分支钻井技术和欠平衡压力钻井技术三大新钻井技术方面,我国目前还有许多基础工作要做,建议有计划地组织攻关;(3)钻井科研工作者在观念上应有新的转变。目前石油工程技术的发展要求

钻井工程不仅要建油流通道,而且要担负提高单井产量和油田采收率部分任务以及开发开采特殊油气藏的任务,因此钻井科技人员应熟悉和了解采油工程和油藏工程有关理论和技术。 3、评价本单位钻井技术现状,谈谈自己对本单位钻井技术发展的意见。本单位钻井技术现状: 随着油田的深入开发,钻进技术有了质的发展,钻井工艺技术研究,破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果,施工技术逐渐多样化,目前已在水平井、径向水平井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。 钻井技术发展的意见: 面对复杂的地面、地下条件,面对严峻的产量压力和成本压力,钻井必须克服日益复杂地质条件的挑战,必须克服成本压力的挑战,进一步加强先进适用钻井技术的应用,攻克制约勘探开发的钻井技术难题,不断提高发现和保护油气的层的水平,充分发挥钻井技术在提高产能、提高采收率上的作用,提高钻井速度,提高工程质量。钻井以解决勘探开发难点为目标,紧跟国外新技术发展,为勘探开发提供更加有效的手段。 4、根据自己掌握的资料,展望我国钻井技术发展的趋势。 随着勘探、开发程度的加深,目前处于主要开发阶段的东部开发区已进入了二、三次开发阶段,出现逐步老化、开发难度逐步加大、地况复杂等各种问题,老油区的开发程度已经很高,进一步开发难度过大,相反,西部则出现开发区域广阔,为此,勘探开发的中心正逐步向西部迁移,但西部存在地质条件变化无常,油藏深度深达千米,钻井条件较差等问题。因此,从全国范围来看,开发区域正逐渐缩小,勘探量在逐年递减,而钻井技术地大幅度提高、改善,是许多钻井工程队伍存在大量过剩问题。在客观上要求,我国钻井工程技术要紧跟时代、国际的发展步伐,通过采用先进高效钻井技术,降低成本,来追求工程单位的高效益、高效率、高收益。

水平井钻井技术难点及对策分析

水平井钻井技术难点及对策分析 致密砂岩油气藏、页岩油气藏正成为我国油气勘探开发的主流和热點,这些非常规油气资源只有通过水平井开采才能获得更好的经济效益,随钻地质导向在水平井钻井过程中发挥重要的作用。文中对水平井地质导向技术现状进行了介绍,分析了录井地质导向技术存在的难点,并针对性的提出了相应的技术对策,对提高水平井油层钻遇率具有一定借鉴意义。 标签:水平井;钻井技术 前沿 油气田的开发过程中,水平井的钻井技术能够数倍提高油气的产量,效果突出。因此,在油田开采建设中,水平井钻井技术得以迅猛发展,施工技术水平也日渐成熟和完善,在很大程度上已成为油田高效勘探开发的关键技术之一。在薄油气田和浅层油田的开发建设上,水平井钻井技术可以大大提高油井产量,提高油田的采收优率,取得了良好的经济效益。由于水平井钻井的技术含量较高,开采施工过程难度较大。在实际应用过程中也存在诸多问题,分析如下。 1 水平井采收率的影响因素分析 气层厚度对采收率的影响。通过研究,我们发现在各向异性比为1,地层损害忽略不计,同时气体性质和地层温度都相同的情况下,水平井采收率与气层厚度成反比例关系,即气层厚度减小时,采收率增加。反之亦然。研究表明,宜选择气层厚度相对较小的水平井进行天然气的开采。 井段长度对采收率的影响。水平井采收率与井段长度成正比,产量随井段长度的增大而增加。所以水平井通常比垂直井的采收率要高。 各向异性对采收率的影响。各向异性表现在水平和垂直方向渗透率不相等。研究发现,水平井采收率各向异性比(水平渗透率与垂直渗透率之比)成反比,即随着各向异性比增加,油气藏垂直方向渗透率减小,采收率随之减小。所以垂直裂缝油气藏用水平井开采的效果相对于垂直井开采较好。 水平井在油气藏中的位置及地层损害对采收率的影响。水平井位置影响采收率的实质是偏心距(水平井与井中心距离),呈“倒U”趋势,当水平井位于气井中部时,有最大采收率。同时,当水平井长度一定时,随地层损害程度的增加,采收率降低,应注重储层保护,避免过度损失。 2 水平井钻井技术存在的问题分析 2.1 水平井钻井专业技术人员队伍水平还需提高

水平井钻井技术介绍

水平井钻井技术介绍 水平井钻井技术第一章绪论水平井钻井技术是20世纪80年代国际石油界迅速发展并日臻完善的一项综合性配套技术,它包括水平井油藏工程和优化设计技术,水平井井眼轨道控制技术,水平井钻井液与油层保护技术,水平井测井技术和水平井完井技术等一系列重要技术环节,综合了多种学科的一些先进技术成果。由于水平钻井主要是以提高油气产量或提高油气采收率为根本目标,已经投产的水平井绝大多数带来了十分巨大的经济效益,因此水平井技术被誉为石油工业发展过程中的一项重大突破。第一节水平井的分类及特点水平井是最大井斜角保持在90°左右,并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。水平钻井技术是常规定向井钻井技术的延伸和发展。目前,水平井已形成3种基本类型,如图1—1所示。(1)长半径水平井(又称小曲率水平井):其造斜井段的设计造斜率K<6°/30m,相应的曲率半径R>286.5m。(2)中半径水平井(又称中曲率水平井);其造斜井段的设计造斜率K=(6°~20°) /30,相应的曲率半径R=286.5~86m。水平井剖平面示意图(3)短半径水平井(又称大曲率水平井):其造斜井段的设计造斜率K=(3°~10°) /m,相应的曲率半径R=19.1~5.73m。上述3种基本类型水平井的丁艺特点和各自的主要优缺点分别列于表l—l和表1—2。大斜度井、水平井和多井底井技术的应用都有一个共同的目的.这就是降低综合成本和提高油层的开采量。对于同一尺寸的井眼,直井由于出油(气)面积比较小、其几何条件所提供的效率就比较低.而水平井几何条件所提供的效率达到最高,如图1—2和图1—3 所示。大斜度井(井斜角大于60°的井)主要适用于层状油藏。多井底井(在一个井眼内钻几口井)主要用于很厚的垂直渗透油层(具有低孔隙率和垂直裂缝的块状石灰岩)或者短半径横向引流类的井。1.天然垂直裂缝在垂直裂缝油藏中,油气完全处在裂缝中,裂缝之间的非生产底层一般为6~60m 厚,所以垂直井可能只钻到一个产层.也可能一个产层也钻不到,而水平井可以与产层垂直相交,横向钻穿若干个产层裂缝.这样就比垂直井的开采量要高得多。2.水锥和气锥1)水锥水平井可以在油层的中上部造斜,然后在生产层中钻一定长度的水平井段。水平井不仅减少水锥的可能性如图1—4 所示。2)气锥水平井的井眼全部在油砂中有助于避免气锥问题。并可以控制采收率,不致于使气锥的压力梯度过高。水平井成功地减少了水锥、气锥等有害影响。3.低渗透性地层由于固井的影响,石灰岩油藏的孔隙度和渗透率即使在短距离内也可能有相当大的变化。与此相似.砂岩油藏中内部岩层构造倾角的变化也能造成孔隙度和渗透率的变化,这些油藏水平相交可以提高产量。4.薄油层对于薄油层.通过在油层的上下边界之间钻个水平井段可以大大地增加井与油层的接触表面积。对于厚的油层则可以优先选择成本较低的直井完井方法,或者考虑应用多底井的可能性(见图1—5)。5.不规则地层平钻井已经成功地应用产开发不规则油藏。这种含油地层互不关联,孤立存在,地震测量也难以指定其准确位置.所以钻直井或常规定向井很难钻到这类油藏。然而短半径水平井可以从现有直井中接近油藏的位置进行造斜.并且可以避免可能的水锥和气锥问题。6.溶解采矿很多矿藏当今采用溶解采矿法进行开采,水平井可以提高这些矿藏开采的经济效益。7.边际构造、丛式井和加密井水平井可能适用于边际构造,为了在短期内增加总的开采量可以钻从式水平井组(见图1—6)。8.层状油层水平井采油获得的产量增量取决于油层垂直渗透率的值。在垂直与水平渗透率之比值较低的情况下,如水平纹理的油层,大斜度井的效率要远高于水平井的效率。如图1—7。9.重油产层在重油产层中、水平钻井技术具有提高产量的能力。横穿油藏的水平井既可以作为生产井也可以作为注水井。水平井具有如下的优点和应用:(1) 开发薄油藏油田,提高单井产量。水平井可较直井和常规定向井大大增加泄油面积,从而提高薄油层中的油产量,使薄油层具有开采价值。(2) 开发低渗透油藏,提高采收率。(3) 开发重油稠油油藏。水平井除扩大泄油面积外,如进行热采,还有利于热线的均匀推进。(4) 开发以垂直裂缝为主的油藏。水平井钻遇垂直裂缝的机遇较直井大得多。(5) 开发底水和气顶活跃的油藏。水平井可以减缓水锥、气锥的推进速度,延长油

新版河南油田水平井钻井技术模板

水平井钻井技术 班级: 油工61208班姓名: 侯宁宁 学号: 60207 序号: 08

水平井钻井技术 摘要: 近几年, 水平井钻井技术在我油田得到了快速发展, 施工技术逐步完善和成熟, 已成为油田实现高效勘探开发的重要技术手段, 特别是在薄油气藏和浅层油气藏开发方面取得了较好的经济效益, 本文对河南油田水平井钻井技术从合作、试验探索、发展到逐步走向成熟的过程进行了分析总结, 汲取施工过程中的经验与教训, 从水平井的设计、现场轨迹控制、井下复杂情况的预防等方面进行总结, 对水平井技术的进一步发展和完善提供有益的经验。 关键词: 水平井、轨迹控制、薄油气层、经验与教训 水平井一般是指井斜大于85o且在产层内钻进一段”水平”井段的特殊形式的油气井, 水平井技术于20世纪20年代提出, 40年代付诸实施, 80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用, 并由此形成一股研究、应用水平井技术的高潮。如今, 水平井钻井技术已日趋完善, 由单个水平井向整体井组开发转变, 并以此为基础发展了水平井各项配套技术, 与欠平衡等钻井技术、多分支等完井技术相结合, 形成了多样化的水平井技术。 近年来, 水平井总数几乎成指数增长, 全世界的水平井井数为4.5万口左右, 主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家, 其中美国和加拿大占88.4%。在国内, 水平井钻井技术日益受到重视, 在多个油田得以迅速发展, 其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂岩油藏等多种类型, 石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效, 是水平井技术发展的直接动力。 当前, 国外水平井钻井成本已降至直井的1.5至2倍, 甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍, 而水平井产量是直井的4至8倍。国内塔中4、塔中16油

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