连续管钻小井眼水平井水力学分析_郭晓乐
- 格式:pdf
- 大小:669.74 KB
- 文档页数:5
30一、气田应用小井眼开窗侧钻水平井存在的问题(1)开窗时效差或开窗失败。
(2)环空间隙小,钻井速度慢,石千峰地层易漏失。
(3)钻具柔性强,滑动效率低,螺杆寿命短。
(4)井控风险高。
(5)压裂改造成本高。
二、小井眼套管开窗侧钻水平井技术对策1.提高开窗效率(1)优选开窗侧钻方式。
套管开窗侧钻的主要方式有两种,一种是段铣开窗,一种是采用斜向器开窗。
采用斜向器开窗不仅能保护原井眼,而且侧钻后窗口处井壁稳定性好,因此φ139.7mm 套管斜向器开窗优于段铣开窗。
斜向器开窗分为一体式斜向器和分体式两种。
一体式可以采用MWD测量,坐斜向器和开窗一次性完成,但是存在开泵提前坐封或者坐封失败的现象。
分体式主要是通过陀螺或有线测量,安置好工具面后再投球憋压坐封斜向器,起钻下开窗铣锥。
尽管分体式斜向器坐封成功率高,但是从施工工序来讲,分体式起下钻程序复杂,周期长,采用陀螺测量成本高,因此建议在开窗侧钻井段井斜大于4°,采用一体式斜向器开窗工具加无线随钻的开窗方式。
(2)优化斜向器坐封措施。
①下斜向器前,首先采用φ121.00mm通径规+φ104.80mm钻铤×1根+φ73.00mm 钻杆通井,通井要过窗口以下20m。
在开窗处反复上下活动钻具,充分循环,将井下杂物清洗干净,消除套管壁残余水泥对固定斜向器的影响。
对通井遇阻井段,采用胀管技术或用铣锥进行扩孔到要求尺寸,保证斜向器顺利下入和坐封;②检查斜向器卡瓦是否松动,一体式斜向器连接销钉是否上紧,导管是否畅通,连接到位;③检查定向接头,确保仪器坐键后,鞋口引鞋管槽的方向就是弯接头定向接头键的方向,斜向器的斜面方向与定向接头的键相对位置要量准,绘有草图;④送入钻具要用φ48mm 的通径规通内径;⑤下导斜器过程中要操作平稳,控制下钻速度,遇阻不超过30 kN,钻具不能转动,中途和坐封前不要循环钻井液;⑥ 陀螺测量要考虑陀螺的漂移量,坐键3次以上,测量数据大致相同,调整斜向器斜面至设计方位;⑦若憋压达不到设计压力,检查泵和管汇是否刺漏,判断投球是否到位。
浅谈小井眼水平井施工难点及相应的措施随着油田开发的不断深入,为提高单井产量、降低钻进成本、提高经济效益,水平井的占有数量越来越多。
同时水平井施工所遇到的困难也越来越多,特别是小井眼水平井,几乎囊括了水平井施工中遇到的所有问题。
一、施工难点1.钻具偏心弯曲变形大,滑动钻进加压困难小眼水平井施工时,下部所用钻具外径只有60.3mm,刚度低、柔性大。
在下部井段钻进时,因钻具偏心弯曲变形,导致滑动钻进摩阻很大、转动钻进扭矩大,钻压传递非常困难,严重影响钻井速度,这是小眼水平井施工的最大难点。
2.泥浆上返速度底,岩屑输送困难小眼水平井施工,由于钻具和井壁的环空间隙最小处只有8mm,泥浆排量低、上返速度慢,进尺快,满足不了大排量携砂的需要,造成岩屑输送困难,给安全施工带来了隐患。
3.水平段长,中靶精度要求高小眼水平井,水平段和常规中、小尺寸的水平井一样,水平段长、水平位移大、靶点多,同时水平段上下0.6米、左右7.6米的靶点范围,使得轨迹控制难度增加。
4.井下复杂情况多4.1在小井眼循环系统中其功率分配与常规井眼不同。
在常规井眼中,环空压耗只占10%左右,而在小井眼中则占到75%以上,国外一些资料甚至认为占到90%,环空压耗的大幅度增加使钻井液的当量密度也大幅度增加。
4.2井眼小,钻具与井眼之间的环空间隙小,起下钻具产生的压力波动大。
4.3 小井眼环空间隙小,环空返速高,泥浆剪切稀释作用明显,而在大肚子井段则返速很低,给携沙洗井带来很大的困难。
4.4环空压耗高,压持效应明显,而钻头水眼处的水功率又小,井底清洗困难,并容易留下隐患。
4.5小井眼环空间隙小,钻具上提下放产生的压力激动和抽吸作用较大,易导致井壁失稳,产生掉块,增加洗井时的难度,严重时造成坍塌卡钻。
4.6在侧钻过程中,发生压差卡钻的几率很高,在斜井段,钻具与井壁接触面积大,与泥饼相粘附,在压差作用下造成卡钻。
4.7相对于常规井眼而言,小井眼形成键槽的可能性更大一些。
毕业设计(论文)题目深水无隔水管钻井关键技术及水力参数设计方法研究学院石油与天然气工程学院专业班级石油工程2012-02学生姓名王雪威学号2012440329指导教师郭晓乐职称教授评阅教师职称2016年5 月18 日学生毕业设计(论文)原创性声明本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。
与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计(论文)作者(签字):2016年5 月18 日摘要随着石油资源一步步的被开发,勘探新的石油资源就迫在眉睫。
而随着石油勘探技术不断的发展,世界范围内油气资源开发也逐渐向深水进军。
而深水钻井环境恶劣,其中有会出现不少的问题,易造成严重的钻井事故。
在深水环境中进行钻井作业会有相当多的挑战,为了解除这些困难,国外经过一系列研究,开发出了无隔水管钻井液回收钻井技术(RMR),该技术摒弃了传统的隔水管,利用相对较小的回流管线将钻井液和钻屑从海底泵送回钻井平台。
深水无隔水管钻井技术主要解决海洋钻井中地层破裂压力与坍塌压力之间余量较小的问题,采用海底泵举升系统将钻井液和岩屑通过返回管线泵送回海面钻井船,实时调速来调节流量,以满足保持海底钻井液举升泵入口压力恒定的要求。
由于RMR技术是最新发展的技术,目前尚无合适的水力学计算理论和方法。
因此,有必要结合无隔水管钻井液回收钻井技术特点,建立相应的水力参数计算模型,为深水钻井设计提供指导。
本文探讨研究了无隔水管钻井技术,结合了我国的实际情况进行了分析,以及对其所涉及的一系列参数的计算方法。
关键词无隔水管钻井关键技术水力参数AbstractWith the development of oil resources, exploration of new oil resources is imminent. With the development of petroleum exploration technology, the development of oil and gas resources in the world has gradually entered into the deep water. The deepwater drilling environment is poor, which will have a lot of problems, easy to cause serious drilling accident.In order to solve a series of problems encountered in the process of deepwater drilling, foreign research issued without riser drilling fluid recovery drilling technology (RMR), the technique removed riser, using relative smaller reflux pipelines will be drilling fluids and cuttings from submarine pump back to drilling platform. Deep water without riser drilling technology is mainly to solve the ocean drilling fracturing a smaller margin between pressure and collapse pressure, the subsea pump lifting system through drilling fluids and cuttings to return pipeline pump back to the sea drilling ship, real-time control to regulate the flow, to meet the protection to subsea mudlift pump inlet pressure constant. As RMR technology is the latest development of the technology, there is no suitable theory and method of hydraulic calculation. Therefore, it is necessary to establish the corresponding calculation model of the hydraulic parameters, and provide guidance for the deepwater drilling design.This paper discusses the research on the drilling technology of the non riser,combining the actual situation in ourcountry,and the calculation method of a series of parameters.Key Words:No riser ;Drilling Key Technology;hydraulic parameter目录摘要PAGEREF _Toc19667 IAbstract II1 绪论11.1 研究目的及意义11.2 国内外研究现状11.3 无隔水管钻井技术的优势22 无隔水管钻井液回收技术32.1 RMR技术原理及优点32.2井内压力的计算42.2最小钻井液排量的计算52.3 循环系统压力损耗及泵功率计算52.4 深水无隔水管钻井液多级举升技术62.5 钻井液举升系统参数分析62.6 影响举升泵泵效的因素83 无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析10 3.1 模型的建立103.2 压耗模型的求解113.2.1钻柱内循环压耗计算113.2.2环空中循环压耗计算123.2.3钻头压降及环空携岩123.3 分析与结论134 深水无隔水管钻井MRL选型以及参数优化16 4.1 MRL压耗分析164.2 MRL参数优化174.2 MRL选型194.2.1 刚性管线194.1.2 柔性管线195 总结21参考文献22致谢231 绪论1.1 研究目的及意义石油对于现代工业来说,是极其重要的,作为一种不可再生的能源,在国家的经济与工业发展中都起到了举足轻重的作用。
苏里格气田小井眼侧钻水平井钻井提速技术作者:张哲来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第06期摘要:小井眼开窗侧钻水平井钻井技术是降低老油田开发成本,提高油气井采收率的有效手段。
本文介绍了苏里格地区小井眼侧钻水平井成熟的技术应用,对同井型施工提供重要借鉴意义。
关键词:小井眼侧钻水平井;钻井技术;氯化鉀泥浆体系1 本井基本情况苏10-39-49CH井是长城钻探布置在苏10区块的一口小井眼侧钻水平井,设计井深4045.79m,该井于φ139.7 mm套管开窗,开窗位置2935m,φ118mm钻头完成全井段钻进,设计靶前位移300m、水平段长600m。
2 施工难点2.1 窗口位置较深,开窗难度大因本井属老井再施工,无法确定套管是否变形。
导斜器下不到位置或因下钻激动压力较大提前坐封;导斜器无法丢手或开窗后套管无水泥,导致钻头打套管等复杂情况。
2.2 轨迹控制难度大因开窗位置较深,造斜段较短。
A点靶前位移较大,要求造斜段定向曲率较高;钻具内径小、易弯曲,环空压耗较高,仪器故障率较高。
2.3 环空憋堵严重,泵压高、携砂困难,对泥浆处理提出更高要求因小井眼环空间隙较小,环空压耗较高(施工后期泵压可达到25-26MPa)。
水平段在石盒子组平推。
石盒子组地层不稳定,不仅易吸水发生垮塌,同时泥岩段溶洞裂缝极其发育,处理好石盒子组井漏和井塌的矛盾是保证井下安全的关键技术。
另外由于钻具和井壁的环空间隙最小处只有8mm,泥浆排量低、上返速度慢,进尺快,满足不了大排量携砂的需要,造成岩屑输送困难,给施工带来了隐患。
3 施工技术措施3.1 开窗技术措施根据苏10-39-49井情况,选择在2935m处开窗。
位置位于石千峰组中部,地层稳定,固井质量合格。
开窗位置选定距离套管上下接箍各3m,保证了开窗的连续性。
为解决因套管变形,导斜器无法下到底的问题,在回填封堵炮眼后,下入刮管器+通井规刮洗通套管。
确保导斜器顺利下到预定位置。
对小井眼水平井开窗侧钻钻井技术解析作者:孔锦炜来源:《中国科技博览》2014年第36期[摘要]随着科学技术的进步,钻井技术也得到了很大的发展。
小井眼开窗侧钻水平井钻井技术的应用,为解决油井老化或者报废的问题提供了新的思路。
本文主要就小井眼水平井开窗侧钻钻井技术进行解析。
[关键词]小井眼水平井开窗侧钻钻井技术中图分类号:TE2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)36-0069-01油田的水平井在长时间的使用及各种因素的影响下出现停、报废等现象,使得石油资源无法充分开发,需要对该类水平井实施有效的修复措施,让老化的油井重新进行正常生产活动。
小井眼开窗侧钻水平井钻井技术在解决该类问题上十分有效,其是属于综合性钻井技术,具有成本低、施工周期短、经济效益高及环保等优势,能够以较低的费用及简单的工序充分利用原油井的场地、设备等,修复套管受损、停产或者报废的油井,使之重新进入生产状态,充分开发各类油藏、提高油藏的开采效率及单井的产量。
一、开窗侧钻概述先对套管的尺寸、过往的使用情况及磨损状态等因素,再根据上述情况确定某一位置,使用斜向器和开窗铣锥将其打磨成窗口形状,再利用侧钻钻具在新的位置打出新的井眼。
该技术造作较为简单方便,但是套管会对测量仪器产生磁干扰,因此在钻井过程中,钻至距离设计窗口约20米的位置,还需要使用陀螺测斜仪测量方向,确保钻井位置及方向没有偏离,需要消耗较高的成本。
二、相关设计及控制1、轨迹设定保障开窗侧钻水平井眼的施工不出现意外情况,提高施工质量,应保障井眼轨迹的合理性。
小井眼开窗侧钻水平井在设计时,不仅需要考察油层性质,遵守方便开采的原则、一般水平井的特性,及套管体上开窗及定向井段的斜率高、井眼尺寸小、井段的控制长度较短等特性,还需要对原井眼的斜度、方位、走向轨迹进行参考并与新井眼的斜度、尺寸、进行对照,综合的设计出其三维轨迹,便于控制新井眼走向,使之符合设计要求。
一般将其设计为三增轨道,井段的中部所需的斜率较小,将其视为调整部分,如果所需斜度较高的第一段及第三段出现误差时,可以进行一定的调整。
水平井小井眼砾岩钻井提速技术探讨摘要:深水平井钻井过程存在钻井周期长的问题,极大地影响了油田投资成本,亟需加快深水平井钻井技术的发展。
探讨小井眼水平井井身结构的优化、钻具的优选,形成小井眼钻井配套的钻头及螺杆程序,并分析复杂事故处理及预防方法。
关键词:水平井;小井眼;砾岩钻井;提速技术引言近十年来随着水平井钻井技术的进步,小井眼水平井钻井和开发的成本优势将越来越明显,小井眼钻井技术可以改变井身结构,减小钻头尺寸,提高破岩效率。
通过小井眼钻井技术,水平井钻井大大降低了成本。
小井眼钻井技术已成为水平井钻井技术的研究重点,已成为降低钻井成本,提高采收率,提高低渗透油田综合经济效益的有效方法。
随着小井眼水平井技术和科研力度的不断提高,为了有效经济地开发苏里格气田深层气藏,有必要开发小井眼砾岩水平井钻井提速技术,目的在于缩短周期,提高钻井速度,更加高效经济地开发深层气藏。
近年来,国内油田逐步开展小井眼钻井技术的应用,并根据应用区块的地层特征进行专门研究,以实现安全、快速的钻井和降低成本的目的。
深层天然气勘探开发的主要技术手段为水平钻井,加快小井眼水平井钻井技术对推动油田勘探具有重要意义。
1井身结构优化为经济、安全、科学、高效地完成钻井作业,获得预期的经济效益和钻井目标,最重要的条件之一是优化井筒结构。
也就是说,应根据地层压力剖面和复杂地层设计套管顺序和深度。
鄂尔多斯盆地苏里格气田砂岩主要储集空间为孔隙和裂缝,主要储集空间类型为原生孔隙中的粒间孔隙和次生孔隙中的收缩孔隙和粒间溶孔隙。
根据地层孔隙压力梯度和设计井深,可以采用不同的套管来稳定深层地层的岩性,根据目前深层天然气井钻井经验,二开口通过适当提高钻井液密度,保持井筒稳定性,来保持地层压力水平。
可以有效地解决井控问题,从而降低钻井成本,缩短钻井周期。
三开钻孔为6寸的小井眼,钻井重点在于着陆段和水平段的钻进过程,小井眼具有小的环空间隙,较小的破碎面积,快速的起下钻速度,对加快钻进速度有很好的帮助。
水力喷射侧钻径向微小井眼技术黄中伟;李根生;唐志军;牛继磊;吴仲华【摘要】为了验证水力喷射侧钻径向微小水平井眼技术的可行性,在胜利油田进行了现场试验.测试研究了不同排量下的高压软管沿程压耗,并根据设计的多孔喷嘴,测试了该喷嘴的自进力.结果表明,高压软管内压耗较大,排量、前后向喷嘴流量比和井筒直径对喷嘴自进力影响较大,为施工时的水力参数设计及泵压预测提供了理论依据.在制定现场施工工艺的基础上,在胜利油田J17-1井进行了现场试验,在井深861.5和864.8 m处两个平面上共喷射钻出了4个孔眼,一个长度为20 m,其余3个为50 m,达到了预期目标.现场试验验证了连续油管水力喷射侧钻径向水平井系统的技术可行性,为老井改造和低渗油藏增产提供了一种新的技术途径.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2013(041)004【总页数】5页(P37-41)【关键词】水力喷射;连续油管;侧钻;微小井眼;现场试验【作者】黄中伟;李根生;唐志军;牛继磊;吴仲华【作者单位】油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京)),北京102249;油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京)),北京102249;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营257017;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营257017【正文语种】中文【中图分类】TE248微小井眼水平井适应性强,可以提高钻井效率、大幅度降低钻井成本[1]。
连续油管过油管开窗侧钻水平井技术,是一种对老井进行改造增产的有效方法[2]。
利用连续油管,通过特殊的转向设备侧钻径向水平井技术,可快速地在油藏的某一层位或多个层位沿径向钻出多个水平分支井眼[3],有效防止水锥和气锥,既可用于新井的开发,又适合进行老井改造,有利于薄油层、低渗透油气藏以及煤层气的增产[4]。
早期的径向水平井技术已经在国内外多个油田进行了现场试验和应用[5-16],但首先要段铣掉一段套管,然后进行井下扩孔,为转向器的伸展提供空间。